CN212774432U - 一种基于plc的汽轮机调节控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PLC的汽轮机调节控制装置，包括人机接口HMI、CPU主控单元、输入输出模块和频率转换模块，其中输入输出模块包括PI计数模块、AI模拟量输入模块、AO模拟量输出模块、DI开关量输入模块和RDT/TC温度输入模块；频率转换模块接收现场转速传感器信号，转换成脉冲信号送给PI计数模块，同时输出转速高报警信号，组成超速保护回路；AI模拟量输入模块接收汽轮机阀门位移传感器信号，DI开关量输入模块和RDT/TC温度输入模块接收汽轮机设备的状态信号和温度信号；CPU主控单元将处理后的信号送到人机接口HMI监视，同时接收人机接口HMI的操作指令，输出控制信号给汽轮机阀门伺服执行机构。本实用新型大大提高了汽轮机调节系统的响应时间和控制精度。
Description
技术领域
本实用新型属于汽轮机控制领域，尤其是涉及一种基于PLC的汽轮机调节控制装置。
背景技术
可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)在工业控制领域有着广泛的应用，其中包括对工业汽轮机的控制和保护。
汽轮机是现代大型工业企业中的关键设备，转动惯量大，对调节控制和保护系统的实时性要求较高，对调节控制系统控制周期要求小于100ms为佳，对汽轮机紧急停车保护系统ETS(Emergency Trip System)则必须要求控制周期小于20ms。
而且现代工业对汽轮机运行参数的控制精度要求也越来越高，如对汽轮机的转速控制精度要求在额定值的0.2％以内为佳。
早期因PLC逻辑判断功能较强，主要用于汽轮机紧急停车保护系统ETS，如公开号为CN208858418U的中国专利文献公开的一种汽轮机保护系统。后来PLC逐渐开始用于汽轮机调节控制。
由于汽轮机行业一般采用磁阻式转速传感器，PLC系统无法直接接收现场的转速信号，现有方法是先通过转速变送器将磁阻式转速传感器信号转换成4～20mA信号，送给PLC的AI模拟量输入模块和CPU主控单元处理，由于工业汽轮机转速较高，采用普通AI模拟量输入转速信号大大降低了转速分辨率和控制精度。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于PLC的汽轮机调节控制装置，可以提高汽轮机调节系统的响应时间和控制精度。
本实用新型的技术方案如下：
一种基于PLC的汽轮机调节控制装置，包括人机接口HMI、CPU主控单元、输入输出模块和频率转换模块，其中，输入输出模块包括PI计数模块、AI模拟量输入模块、AO模拟量输出模块、DI开关量输入模块、DO开关量输出模块和RDT/TC温度输入模块；
所述的频率转换模块用于接收现场转速传感器信号，并将转速传感器信号转换成脉冲信号发送给PI计数模块，同时频率转换模块输出转速高报警信号，组成超速保护回路；
所述PI计数模块用于接收频率转换模块发送的脉冲信号，并发送给CPU主控单元；所述的AI模拟量输入模块用于接收汽轮机阀门位移传感器信号以及其他汽轮机设备模拟量输入参数信号，如机组功率、主蒸汽压力、排气压力或抽汽压力等参数信号，并发送给CPU主控单元进行处理；所述的DI开关量输入模块和RDT/TC温度输入模块分别用于接收汽轮机设备的状态信号和温度信号，并发送给CPU主控单元；
所述的DO开关量输出模块用于接收并输出CPU主控单元运算后的停机指令信号、超速保护指令信号以及相关汽轮机设备的状态信号。
所述的输入输出模块与CPU主控单元连接，CPU主控单元接收到信号后将处理后的信号送到人机接口HMI监视，同时接收人机接口HMI的操作指令，如设定机组目标转速给定、目标功率给定、目标主蒸汽压力给定、目标排气压力给定或目标抽汽压力给定等，与相应的反馈参数比较，经运算处理后，得到阀位指令与阀位反馈比较得到控制信号，通过AO模拟量输出模块输出给汽轮机阀门伺服执行机构。
优选地，所述频率转换模块的数量一般为三个，用于接收三路现场转速传感器信号，每个频率转换模块可以输出二路转速高报警信号，三个频率转换模块输出转速高报警信号可以组成三取二超速保护回路。
优选地，所述PI计数模块的数量为三个，用于接收三个频率转换模块发送的三路脉冲信号，并将三路脉冲信号送到CPU主控单元。
所述CPU主控单元接收PI计数模块发送的三路脉冲信号后进行三取中处理运算得到转速反馈值，转速反馈值与转速给定值比较，经PID运算得到阀位指令；
CPU主控单元接收AI模拟量输入模块发送的阀位反馈后与阀位指令比较得到控制信号，并输出给AO模拟量输出模块，用于控制阀门伺服执行机构动作。
优选地，所述人机接口HMI通过以太网通讯口与CPU主控单元连接。
优选地，所述输入输出模块通过现场总线与CPU主控单元连接。
本实用新型可以大大提高汽轮机调节系统的响应时间和控制精度。
附图说明
图1为本实用新型基于PLC的汽轮机调节控制装置系统框图；
图2为本实用新型实施例汽轮机转速调节回路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，一种基于PLC的汽轮机调节控制装置，包括HMI人机接口1、CPU主控单元2以及输入输出模块3。
HMI人机接口1，一般由一台或数台工程师站/操作员站及相应的专用或通用软件组成。
CPU主控单元2，与输入输出模块3之间通过现场总线通讯连接，与HMI人机接口1通过以太网连接。
输入输出模块3，可根据需要，由若干个PI频率输入模块11、AI模拟量输入模块12、AO模拟量输出模块13、DI开关量输入模块14、DO开关量输出模块15、RTD/TC温度输入模块16组成，可以完成对汽轮机设备的信号采集与处理。
具体的，PI计数模块11用于接收频率转换模块发送的脉冲信号，并发送给CPU主控单元2进行处理。AI模拟量输入模块12用于接收汽轮机阀门位移传感器信号，并发送给CPU主控单元2进行处理。DI开关量输入模块14和RDT/TC温度输入模块16分别用于接收汽轮机设备的状态信号和温度信号，并发送给CPU主控单元2。DO开关量输出模块用于接收并输出CPU主控单元运算后的停机指令信号、超速保护指令信号以及相关汽轮机设备的状态信号。
如图2所示，为本实用新型实施例汽轮机转速调节回路图，频率转换模块22接收现场转速传感器21信号，将转速传感器信号转换成脉冲信号送给PI计数模块，同时频率转换模块22输出转速高报警信号，组成三取二超速保护回路23。
本实施例中，频率转换模块22的数量为三个，接收三路现场转速传感器21信号，将转速传感器信号转换成脉冲信号送给三个PI计数模块。三个PI计数模块将三路转速信号送到CPU主控单元进行三取中处理运算得到转速反馈值。
AI模拟量输入模块接收汽轮机阀门位移传感器24信号，得到阀位反馈送入CPU主控单元2，在CPU主控单元中，对三路转速信号三取中处理得到转速反馈值，转速反馈值与转速给定比较，经PID运算得到阀位指令，阀位指令与阀位反馈比较得到控制输出给AO模拟量输出模块，控制阀门伺服执行机构25动作，直至转速反馈值与转速给定相等。
以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，包括人机接口HMI、CPU主控单元、输入输出模块和频率转换模块，其中，输入输出模块包括PI计数模块、AI模拟量输入模块、AO模拟量输出模块、DI开关量输入模块、DO开关量输出模块和RDT/TC温度输入模块；
所述的频率转换模块用于接收现场转速传感器信号，并将转速传感器信号转换成脉冲信号发送给PI计数模块，同时频率转换模块输出转速高报警信号，组成超速保护回路；
所述PI计数模块用于接收频率转换模块发送的脉冲信号，并发送给CPU主控单元进行处理；所述的AI模拟量输入模块用于接收汽轮机阀门位移传感器信号以及其他汽轮机设备模拟量输入参数信号，并发送给CPU主控单元进行处理；所述的DI开关量输入模块和RDT/TC温度输入模块分别用于接收汽轮机设备的状态信号和温度信号，并发送给CPU主控单元；所述的DO开关量输出模块用于接收并输出CPU主控单元运算后的停机指令信号、超速保护指令信号以及汽轮机设备的状态信号；
所述的输入输出模块与CPU主控单元连接，CPU主控单元接收到信号后将处理后的信号送到人机接口HMI监视，同时接收人机接口HMI的操作指令与相应的反馈参数比较，得到阀位指令后与阀位反馈比较得到控制信号，通过AO模拟量输出模块输出给汽轮机阀门伺服执行机构。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，所述频率转换模块的数量为三个，用于接收三路现场转速传感器信号，同时，频率转换模块输出转速高报警信号组成三取二超速保护回路。
3.根据权利要求2所述的基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，所述PI计数模块的数量为三个，用于接收三个频率转换模块发送的三路脉冲信号，并将三路脉冲信号发送给CPU主控单元。
4.根据权利要求3所述的基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，所述CPU主控单元接收PI计数模块发送的三路脉冲信号后进行三取中处理运算得到转速反馈值，转速反馈值与转速给定值比较，经PID运算得到阀位指令；
同时，CPU主控单元接收AI模拟量输入模块发送的阀位反馈后与阀位指令比较得到控制信号，并输出给AO模拟量输出模块，用于控制阀门伺服执行机构动作。
5.根据权利要求1所述的基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，所述人机接口HMI通过以太网通讯口与CPU主控单元连接。
6.根据权利要求1所述的基于PLC的汽轮机调节控制装置，其特征在于，所述输入输出模块通过现场总线与CPU主控单元连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021430677.6U CN212774432U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 一种基于plc的汽轮机调节控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202021430677.6U CN212774432U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 一种基于plc的汽轮机调节控制装置 |
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| CN212774432U true CN212774432U (zh) | 2021-03-23 |
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|---|---|
| CN (1) | CN212774432U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113356943A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-09-07 | 中国电建集团河南工程有限公司 | 一种生物质、垃圾发电机组主机调试方法 |
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2020
- 2020-07-20 CN CN202021430677.6U patent/CN212774432U/zh active Active
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