CN215907990U - 水轮机调速器系统静态调试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水轮机调速器系统静态调试装置，属于通用机械装备制造技术领域。该水轮机调速器系统静态调试装置包括：PCC控制器、电源模块、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、主配阀芯位置反馈传感器和比例伺服阀等结构。该装置在不影响机组运行前提下，能进行备品备件使用前性能完好测试，能将修改后的控制程序进行测试，能够模拟水轮机调速器系统缺陷处理及实操技术技能培训。切实使用在日常工作中，提高程序修改的效率和正确性，用于专业技术水平全面提升，为机组长周期安全稳定运行打下强有力基础。

Description

水轮机调速器系统静态调试装置

技术领域

本实用新型属于通用机械装备制造技术领域，具体涉及一种水轮机调速器系统静态调试装置。

背景技术

黄登电站调速器系统采用国电南瑞微机调速器系统。在实际运行中发生因调速器控制部分故障导致水轮发电机开机不成功，无法检测备品备件使用前性能测试，相应程序修改后必须导入机组调速器PCC CPU中后才能进行功能实测验证，工作效率低且影响机组正常运行。因此急需设计和组装一台水轮机调速器系统静态调试装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种水轮机调速器系统静态调试装置，用于日常工作及培训中。可提高工作效率、提升专业技能，脱离需要程序验证必须要到运行机组上进行验证的束缚，同时提供一个理论培训与实践认知相结合的试验平台。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

水轮机调速器系统静态调试装置，包括：PCC控制器、电源模块、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、主配阀芯位置反馈传感器、比例伺服阀和信号隔离分配模块；

PCC控制器分别与触摸屏、综合控制模块、信号隔离分配模块连接；

综合控制模块还分别与主配阀芯位置反馈传感器、比例伺服阀、信号隔离分配模块连接；

信号隔离分配模块还与导叶位移传感器相连；

电源模块分别与PCC控制器、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、比例伺服阀、信号隔离分配模块相连，为PCC控制器、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、比例伺服阀、信号隔离分配模块提供电源；综合控制模块为主配阀芯位置反馈传感器提供电源。

进一步，优选的是，PCC控制器、电源模块、触摸屏和综合控制模块均布置在平面板件上；该平面板件、导叶位移传感器、主配阀芯位置反馈传感器和比例伺服阀均安装在可移动支架上。

进一步，优选的是，导叶位移传感器通过端子排与综合控制模块连接，用于模拟检测水轮机导叶开度信号。

进一步，优选的是，主配阀芯位置反馈传感器通过端子排与综合控制模块连接，用于模拟反馈主配阀芯位置信号。

进一步，优选的是，电源模块通过端子排连接AC220V电源；将交流220V电源转化为直流24V电源后并连接至端子排X1，分别与PCC控制器、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、比例伺服阀、信号隔离分配模块相连，为PCC控制器、触摸屏、导叶位移传感器、综合控制模块、比例伺服阀、信号隔离分配模块提供电源；综合控制模块为主配阀芯位置反馈传感器提供电源。

水轮机调速器静态调试装置整体采用平面布置的方式进行布置，其中PCC控制器、电源模块、触摸屏和综合控制模块均布置在平面板件上；该平面板件、导叶位移传感器、主配阀芯位置反馈传感器和比例伺服阀为外接设备且导叶位移传感器和比例伺服阀尺寸较大，均安装在可移动支架上，方便移动、拆装、及在不同地点进行试验。

采用本实用新型装置，能实现调速器系统PCC控制器、导叶位移传感器、综合控制模块、触摸屏、主配阀芯位置反馈传感器和比例伺服阀性能测试（备注：本实用新型装置的目的就是为了不用在实际设备做这些事情而搭建的），调速器控制程序（控制程序在PCC的CPU中运行）正确性验证及调试，实现模拟现场调速器控制程序上传，导叶位移传感器故障、综合控制模块故障、主配阀芯位置反馈传感器故障、比例伺服阀故障等模拟测试。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：

本实用水轮机调速器系统静态调试装置中各电子元器件安装在在平面板件上，形成统一整体，其中方便整体移动，可移动到不同地方进行试验；

导叶位移传感器、主配阀芯位置反馈传感器和比例伺服阀为外接设备且导叶位移传感器和比例伺服阀尺寸较大，均安装在可移动支架上，方便移动、拆装、及在不同地点进行试验。

本实用水轮机调速器系统静态调试装置，与现有电站实际使用成型的调速器系统相比，将现场多个控制柜使用的元件及外接元件集成在一起，结构简单、元件布置紧凑，且不用实际操作被控水轮机组设备就能进行模拟试验及调试。

本实用水轮机调速器系统静态调试装置，与现有电站实际使用成型的调速器系统相比，在开展元器件性能调试及故障模拟时，对水轮机发电机组状态无要求，且测试的时间、地点更加灵活。

各试验设备之间可通过接线柱、端子排连接，减少了试验临时接线时间，规范试验流程，提高试验效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型水轮机调速器系统静态调试装置的结构示意图；

图2为本实用新型水轮机调速器系统静态调试装置的原理图；

其中，1、PCC控制器；2、电源模块；3、触摸屏；4、导叶位移传感器；5、综合控制模块；6、主配阀芯位置反馈传感器；7、比例伺服阀；8、信号隔离分配模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

PCC控制器1，型号是X20系列，包含PCC控制器机架型号是X20BM11，厂家均是贝加莱(B&R)公司。

电源模块2，型号是PRO MAX 240W 24V 10A，厂家是厦门米勒电气设备有限公司。

触摸屏3，型号是TPC1561H，厂家是昆仑通态。

导叶位移传感器4，型号是MPM4B1-3C12P，厂家是德国ASM有限公司。

综合控制模块5，型号是MDIS-I，厂家是南瑞集团公司。

主配阀芯位置反馈传感器6，型号是XS4P18AB120，厂家是是施耐德。

比例伺服阀7，型号是力士乐0811404603，厂家是德国力士乐。

信号隔离分配模块8，型号是NPGL-C112DAL，厂家南京优倍电气。

如图1~2所示，水轮机调速器系统静态调试装置，包括：PCC控制器1、电源模块2、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、主配阀芯位置反馈传感器6、比例伺服阀7和信号隔离分配模块8；

PCC控制器1分别与触摸屏3、综合控制模块5、信号隔离分配模块8连接；

综合控制模块5还分别与主配阀芯位置反馈传感器6、比例伺服阀7、信号隔离分配模块8连接；

信号隔离分配模块8还与导叶位移传感器4相连；

电源模块2分别与PCC控制器1、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、比例伺服阀7、信号隔离分配模块8相连，为PCC控制器1、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、比例伺服阀7、信号隔离分配模块8提供电源；综合控制模块5为主配阀芯位置反馈传感器6提供电源。

优选方案，PCC控制器1、电源模块2、触摸屏3和综合控制模块5均布置在平面板件上；该平面板件、导叶位移传感器4、主配阀芯位置反馈传感器6和比例伺服阀7均安装在可移动支架上。

优选方案，导叶位移传感器4通过端子排与综合控制模块5连接，用于模拟检测水轮机导叶开度信号。

优选方案，主配阀芯位置反馈传感器6通过端子排与综合控制模块5连接，用于模拟反馈主配阀芯位置信号。

优选方案，电源模块2通过端子排连接AC220V电源；将交流220V电源转化为直流24V电源后并连接至端子排X1，分别与PCC控制器1、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、比例伺服阀7、信号隔离分配模块8相连，为PCC控制器1、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、比例伺服阀7、信号隔离分配模块8提供电源；综合控制模块5为主配阀芯位置反馈传感器6提供电源。

PCC控制器1，包括CPU型号是X20CP1585、485通讯模块是X20CS1030、232通讯模块是X20CS1020、开关量输入模块是X20DI9371、开关量输出模块是X20DO9322、模拟量输入模块是X20AI4622、模拟量输出模块是X20AO4622、测频模块是X20DS1319、模块机架是X20BM11；模块机架组装后将全部模块安装在模块机架上，各模块之间通过模块机架形成完整的PCC控制器，各模块之间通模块机架形成电路，与CPU进行信号交换；各模块通外部接线与其他模块进行信号交换及控制，其中通讯模块、开关量输入模块、开关量输出模块测频模块在该水轮机调速器静态调试装置上不设计具体接线，目的是为了配置与电站现场运行运行一致的控制模块，方便控制程序完成性测试、故障模拟等。

PCC控制器1，是水轮机调速器系统静态调试装置的控制核心，通过导叶位移传感器4送入的模拟检测水轮机导叶开度信号进行闭环控制，通过该控制器的控制程序进行计算，输出控制信号通过控制线传输至综合控制模块5，综合控制模块5再进行计算后输出控制信号至比例伺服阀7。

触摸屏3，属于人机交换设备，与PCC控制器的CPU进行通讯传输重要控制参数，并能通过触摸屏进行整定；整个控制系统的重要信息在触摸屏3均能显示，人性化显示整个系统运行情况。

比例伺服阀7用于模拟控制主配，主配动作后阀芯位置通过主配阀芯位置反馈传感器6传输信号至综合控制模块5连接，用于模拟反馈主配阀芯位置反馈信号。

信号隔离分配模块8，导叶位移传感器4与信号隔离分配模块8相连接，信号隔离分配模块8将导叶位移传感器信号隔离后扩展为两路，分别送综合控制模块5和PCC控制器1，用于模拟检测水轮机导叶开度信号。

主配阀芯位置反馈传感器6通过与综合控制模块5连接，用于模拟反馈主配阀芯位置反馈信号。

本实用水轮机调速器系统静态调试装置中各电子元器件安装在在平面板件上，形成统一整体，其中方便整体移动，可移动到不同地方进行试验；导叶位移传感器4、主配阀芯位置反馈传感器6和比例伺服阀7为外接设备且导叶位移传感器4和比例伺服阀7尺寸较大，均安装在可移动支架上，方便移动、拆装、及在不同地点进行试验。

工作时：将水轮机调速器系统静态调试装，按照本实用新型描述将外接电源接至电源模块上端，将按照原理图2进行接线，检查接线正确后，进行水轮机调速器系统静态调试装置上电，方可开展调速器静态调试试验。

本发明装置的使用方法及其工作过程：接线完成调试正常后，可以人为改变导叶位移传感器4的反馈信号、主配阀芯位置反馈信号等测试整个装置上PCC控制器4、综合控制模块5等是否能正确工作；该装置能在不影响电站机组运行前提下，能进行备品备件使用前性能测试完好，如测试PCC控制器1全部控制模块、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、主配阀芯位置反馈传感器6和比例伺服阀7等性能情况，通过测试能保持存放的涉及该水轮机调速器系统静态调试装置的备品备件时刻保持可用，当电站现场设备出现异常时，能快速的将通过该水轮机调速器系统静态调试装置调试合格的备品备件更换至现场设备上；当需要修改现场电站机组调速器系统控制程序时，能将控制程序通过调试电脑导入该水轮机调速器系统静态调试装置上能模拟测试修改过程及修改后的控制程序是否正确、是否满足现场要求，测试好的程序能直接使用于现场设备上；当现场调速器系统设备出现缺陷及异常时，能在该水轮机调速器系统静态调试装置上进行故障模拟重现，寻找快速消除现场设备故障的方法；该装置还能用于PCC控制器1全部控制模块、触摸屏3、导叶位移传感器4、综合控制模块5、主配阀芯位置反馈传感器6和比例伺服阀7等性能情况的实操技术技能培训，切实使用在日常工作中，提高程序修改的效率和正确性，用于专业技术水平全面提升。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.水轮机调速器系统静态调试装置，其特征在于，包括：PCC控制器（1）、电源模块（2）、触摸屏（3）、导叶位移传感器（4）、综合控制模块（5）、主配阀芯位置反馈传感器（6）、比例伺服阀（7）和信号隔离分配模块（8）；

PCC控制器（1）分别与触摸屏（3）、综合控制模块（5）、信号隔离分配模块（8）连接；

综合控制模块（5）还分别与主配阀芯位置反馈传感器（6）、比例伺服阀（7）、信号隔离分配模块（8）连接；

信号隔离分配模块（8）还与导叶位移传感器（4）相连；

电源模块（2）分别与PCC控制器（1）、触摸屏（3）、导叶位移传感器（4）、综合控制模块（5）、比例伺服阀（7）、信号隔离分配模块（8）相连，为PCC控制器（1）、触摸屏（3）、导叶位移传感器（4）、综合控制模块（5）、比例伺服阀（7）、信号隔离分配模块（8）提供电源；综合控制模块（5）为主配阀芯位置反馈传感器（6）提供电源。

2.根据权利要求1所述的水轮机调速器系统静态调试装置，其特征在于， PCC控制器（1）、电源模块（2）、触摸屏（3）和综合控制模块（5）均布置在平面板件上；该平面板件、导叶位移传感器（4）、主配阀芯位置反馈传感器（6）和比例伺服阀（7）均安装在可移动支架上。

3.根据权利要求1所述的水轮机调速器系统静态调试装置，其特征在于，导叶位移传感器（4）通过端子排与综合控制模块（5）连接，用于模拟检测水轮机导叶开度信号。

4.根据权利要求1所述的水轮机调速器系统静态调试装置，其特征在于，主配阀芯位置反馈传感器（6）通过端子排与综合控制模块（5）连接，用于模拟反馈主配阀芯位置信号。

5.根据权利要求1所述的水轮机调速器系统静态调试装置，其特征在于，电源模块（2）通过端子排连接AC220V电源；将交流220V电源转化为直流24V电源后并连接至端子排X1，分别与PCC控制器（1）、触摸屏（3）、导叶位移传感器（4）、综合控制模块（5）、比例伺服阀（7）、信号隔离分配模块（8）相连，为PCC控制器（1）、触摸屏（3）、导叶位移传感器（4）、综合控制模块（5）、比例伺服阀（7）、信号隔离分配模块（8）提供电源；综合控制模块（5）为主配阀芯位置反馈传感器（6）提供电源。

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