DE2735936A1

DE2735936A1 - Drehzahlueberwachungseinrichtung fuer eine turbinensteuerungsanlage

Info

Publication number: DE2735936A1
Application number: DE19772735936
Authority: DE
Inventors: Jun Charles L Groves; Steven J Johnson
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1976-08-10
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-02-16
Also published as: AU2736777A; ES461489A1; BE857653A; AU509689B2; US4071897A; FR2361658B1; JPS595864B2; JPS5320984A; ZA774049B; GB1551907A; CA1085490A; FR2361658A1; IT1198992B

Description

Patentanwalt

4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

-H-

Düsseldorf, 8. Aug. 1977

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Drehzahlüberwachungseinrichtung für eine Turbinensteuerungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehzahlüberwachungseinrichtung für eine Turbinensteuerungsanlage, die vorzugsweise digital und elektrohydraulisch (DEH) arbeitet.

Ein DEH-Turbinensteuerungssystem, das gegenwärtig verwendet wird, benutzt einen programmierten Digitalcomputer zur Ausgabe von Einstellwerten für Regelschleifen, die die Steuerung von Dampfeinlaßventilen zur Beschleunigung der Turbine von der Getriebeabwurffrequenz bis zur Netzfrequenz betreffen, und zur überwachung der Lastausgänge der Turbine, nachdem das Turbinenkraftwerk mit dem Leistungssystemnetzwerk verbunden worden ist. Um die Turbine während des Anlaufs und während des Betriebs am Netz wirksam zu schützen und zu steuern, werden durch verschiedene Eingangssysterne des Digitalcomputersystems Verfahrensvariable abgetastet und benutzt, um das Betriebsverhalten der Turbine bei Dampfeinlaßventilanregungen festzustellen. Die Turbinendrehzahl ist eine derartige Verfahrens- oder Prozeßvariable. Diese einzelne Prozeßvariable wird innerhalb des digital-elektrohydraulischen Tjurbinensteuerungssystems (DEH) nicht nur benutzt, um während des Anlaufs eine automatische geschlossene Regelschleife für die Turbinendrehzahl zu bewirken,

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sondern auch, um sich ändernde Schutzgrenzen hinsichtlich Vibration, Exzentrizität, Beschleunigung, Wärmesättigungsperioden und sogar Steuerungsübertragung von Drosselventilen zu Regelventilen zu bewirken. Ein Verlust dieser wesentlichen Turbinendrehzahlinformation für den programmierten Digitalcomputer des DEH würde die automatische Turbinendrehzahlreglung unwirksam machen und die übertragung der Dampfeinlaßventilsteuerung zu einem verschlechterten analog arbeitenden Handnotsystem aktivieren. Daher ist es offensichtlich, daß die Turbinendrehzahlmessung eine der wichtigsten überwachten Prozeßvariablen ist und das Drehzahlüberwachungssystem für die Erzeugung einer hochzuverlässigen und stets zur Verfügung stehenden Turbinendrehzahlmessung von größter Bedeutung ist.

In den US-Patentanmeldungen 722 779 vom 4.4.68 und der darauf basierenden weiteren Anmeldung 124 993 vom 16.3.71 sowie in der US-Patentanmeldung 319 115 vom 29.12.72 wird ein DEH-Turbinensteuerunyssy stern mit einem programmierten Digitalcomputer, einer Uberdrehzahlschutzeinrichtung und einer verschlechterten manuellen analog arbeitenden Notsteuerung beschrieben, in welchen Anmeldungen weitere Einzelheiten zum Verständnis eines DEH-Turbinensteuerungssystems entnommen werden können. Eine typische Schutzeinrichtung gegen zu hohe Drehzahl für einen Dampfturbinengenerator wird in noch größeren Einzelheiten in der US-Patentschrift 3 643 437 beschrieben. Auch ein typisches verschlechtertes analog arbeitendes manuelles Notsystem wird in einer US-Patentschrift erläutert, die die Nr. 3 741 246 besitzt. Das letztgenannte US-Patent beschreibt auch den Übertragungsbetrieb, der mit der Übertragung der Steuerung der Dampfeinlaßventile vom programmierten Digitalcomputer zum verschlechterten analog arbeitenden Nothandsystem und umgekehrt verbunden ist. Das Analognotsystem wird verwendet, um die Steuerung der Dampfturbine besser zugänglich zu machen. Die Schutzeinrichtung gegen zu hohe Drehzahl (OPC = overspeed protection controller) ist innerhalb des DEH vorgesehen, um unabhängig von dem programmierten Digitalcomputer zu arbeiten und einen möglichen Zustand zu hoher Drehzahl vorherzusehen und das Turbinenkraft-

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werk durch schnelles Schließen der Dampfeinlaß- und Rückheizsteuerventile zu schützen.

Geschwindigkeitsinformation wird durch drei Drehzahlwandler erhalten, die nahe einer genuteten Oberfläche der Turbinenwelle angeordnet sind. Jeder Drehzahlwandler ist eine Primärquelle für Drehzahlinformation für eine jeweilige Steuerung oder ein jeweiliges Instrument. Beispielsweise wird ein Drehzahlwandlersignal in Digitalform umgewandelt und einem programmierten Digitalcomputer zugeführt. Ein zweites Drehzahlwandlersignal wird in analoge Form umgesetzt und einer Schutzeinrichtung für zu hohe Drehzahl zugeführt, schließlich wird ein drittes Drehzahlwandlersignal einem Drehzahlüberwachungsübersichtsinstrument zugeführt, wo es in eine analoge Form umgesetzt wird. Die Analogdrehzahlkanäle von OPC und übersichtsinstrument werden auch dem programmierten Digitalcomputer durch sein Analogeingangssystem übermittelt. Das Drehzahlüberwachungssystem des Digitalcomputers wählt einen der drei Drehzahlmeßwerte als tatsächliche Turbinendrehzahlmessung aus. Bei dieser Auswahl wird dem primären Digitaldrehzahlkanal stets der Vorzug gegeben. Die OPC-Analogdrehzahlablesung wird als sekundäre oder Notdrehzahlmessung gewählt. Nur wenn eine Fehlfunktion in der Digitaldrehzahlablesung erkannt wird, wird die sekundäre Analogdrehzahlablesung gewählt. Die analoge Drehzahlablesung des Überwachungsinstrumentes wird als ein Bezug im Digitalcomputer verwendet, um eine Fehlfunktion von der einen oder der anderen der zwei Drehzahlmessungen festzustellen. Wegen der drei unterschiedlichen Umsetzverfahren und Interfacetechniken, die zur Ankoppelung dieser drei Drehzahlmeßwerte an den programmierten Digitalcomputer verwendet werden, sind unter bestimmten Umständen diese drei Drehzahlmeßwerte nicht von gleichem Wert.

Eine Reihe von ungewünschten Effekten beim Turbinenbetrieb können infolge der Primär/Sekundär-Prioritätsauswahl in Verbindung mit ungleichen Drehzahlablesungen möglich werden. Sollte beispielsweise der digitale Drehzahlkanal einer nur

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zeitweise auftretenden Fehlfunktion unterliegen, könnte ein oszillierender Zustand bei der Auswahl zwischen digitalem Kanal und dem analogen OPC-Kanal auftreten. Der programmierte Digitalcomputer wird auf die fälschlicherweise variierenden Ist-Drehzahlmessungen durch fortgesetzte Versuche reagieren, den Dampfstrom zu korrigieren und die Ist-Drehzahlmessung so zu verändern, daß der von der Betriebsleitung des Kraftwerkes gewünschte Meßwert erreicht wird, wodurch das Problem noch durch eine störende oszillierende Ventilbewegung und durch einen oszillierenden Dampfstrom vergrößert wird. Ein anderes Beispiel läßt sich in der übertragung der Dampfeinlaßsteuerung vom Drosselventil zum Regelventil finden, welcher übergang von einem Turbinendrehzahl-Ist-Meßwert bestimmt wird. Kurz vor der Übertragungsdrehzahl werden Temperaturablesungen vorgenommen, um den Temperaturgradienten im Dampfstrom zwischen den Drosselventilen und den Regelventilen festzustellen. Wenn der Temperaturgradient sich nicht innerhalb vorbestimmter Grenzen befindet, wird eine Übertragung nicht zugelassen und die Turbinendrehzahl auf dem Übertragungsdrehzahlwert gehalten. Sollte um diesen Punkt herum eine Fehlfunktion im Drehzahlkanal auftreten, könnte der Übergang von einer Drehzahlablesung zu einer anderen zu einer änderung der Ist-Drehzahlmessung führen, so daß ein Übergang vom Drosselventil zum Regelventil zugelassen werden würde, ohne daß zunächst die Temperaturgradientkriterien überprüft würden.

Der in den vorgenannten Patentschriften beschriebene OPC wird lediglich von einer analogen Drehzahlablesung gesteuert. Bei dieser Steuerung wird eine Fehlfunktion des Drehzahlkanals dadurch ermittelt, daß die Drehzahlablesung mit vorbestimmten hohen und niedrigen physikalischen Betriebsgrenzen verglichen wird. Ein Problem kann insofern auftauchen, als die vorbestimmte Grenze zu hoher Drehzahl innerhalb dieses Betriebsbereiches liegt. Wenn der analoge Drehzahlkanal zufällig einen Fehler aufweisen sollte und zwischen der vom OPC festgelegten Grenze und der hohen Fehlfunktionsgrenze driften sollte, könnte eine Überdrehzahlhandlung vorgenommen werden. Dies ist ein sicheres Betriebsverfahren, könnte aber eine ungewünschte OPC-Aktion

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auslösen. Dieser Problemzustand kann dadurch beseitigt werden, daß das Drehzahlüberwachungssystem des OPC in der Weise verbessert wird, daß es die gleichen Drehzahlüberwachungsfunktionen wie der programmierte Digitalcomputer durchführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Drehzahlüberwachungssystem für eine Turbinensteuerungsanlage zu schaffen, bei dem die oben angegebenen Probleme des Standes der Technik nicht vorhanden sind.

ErfindungsgemMß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die Erfindung liegt also in einem Drehzahlüberwachungssystem für eine Turbinensteuerungsanlage, das Signale liefert, die die Turbinendrehzahl repräsentieren und zur Steuerung des Turbinenbetriebs verwendet werden können. Das erfindungsgemäße System umfaßt insbesondere Drehzahlmeßeinrichtungen für die Bestimmung der Turbinendrehzahl, wobei erfindungswesentlich ist, daß die Drehzahlmeßeinrichtungen einen ersten Umsetzer umfassen, der von den Meßeinrichtungen dazu gebracht wird, sowohl ein erstes Digitaldrehzahlsignal als auch ein erstes Analogdrehzahlsignal zu erzeugen; zweite Umsetzeinrichtungen ähnlich der ersten Umsetzeinrichtungen, gesteuert durch die Drehzahlmeßeinrichtungen zur Erzeugung von sowohl einem zweiten digitalen Drehzahlsignal als auch einem zweiten analogen Drehzahlsignal; eine dritte Umsetzeinrichtung, die von der Drehzahlmeßeinrichtung gesteuert wird, um ein drittes analoges Drehzahlsignal zu erzeugen; eine erste, von den ersten und den zweiten digitalen Drehzahlsignalen und den dritten analogen Drehzahlsignalen gesteuerten Einrichtung zur Auswahl des ersten oder des zweiten digitalen Drehzahlsignals ohne Bevorzugung als repräsentativ für die Turbinendrehzahl, um zur Steuerung des Turbinenbetriebs unterhalb einer bestimmten Drehzahl benutzt zu werden; und eine zweite Einrichtung, die von dem ersten, zweiten und dritten analogen Drehzahlsignal gesteuert wird, um das erste oder das zweite analoge Drehzahlsignal ohne Bevorzugung als repräsentativ für die Turbinendrehzahl auszuwählen,

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um damit den Turbinenbetrieb oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl zu steuern.

Wie bereits kurz erläutert, werden zwei identische Wandler benutzt, um die Turbinendrehzahl zu ermitteln, die von einer genuteten Oberfläche bewirkt wird, die sich auf der Turbinenwelle befindet. Identische Drehzahlsignale von den zwei Drehzahlwandlern werden den zwei identischen Umsetzeinrichtungen zugeführt, wobei jedes Drehzahlwandlersignal entsprechend in sowohl ein digitales als auch in ein analoges Signal umgewandelt wird, um zwei identische Drehzahlkanäle sowohl in analoger als auch in digitaler Form zu erhalten. Ein dritter Drehzahlwandler wird vom Drehzahlüberwachungsübersichtsinstrument verwendet, wobei das Drehzahlwandlersignal in eine analoge Form umgesetzt wird. Die zwei identischen Drehzahlkanäle digitalen Formats zusammen mit dem dritten Übersichtsdrehzahlkanal werden dem programmierten Digitalcomputer des DEH zugeKführt. Die zwei identischen Kanäle analoger Form werden zusammen mit dem dritten Ubersichtsdrehzahlkanal dem OPC des DEH-Turbinensteuerungssystems zugeführt. Bei jeder der zwei vorgenannten Steuerungen wird zunächst ein identischer Kanal ohne Bevorzugung ausgewählt, um als tatsächliche Turbinendrehzahlmessung zur Steuerung der Turbinendrehzahl und der Turbinenbelastung zu dienen. Ein Übergang zwischen den zwei identischen Drehzahlkanälen tritt nur auf, wenn eine Fehlfunktion in dem identischen Drehzahlkanal festgestellt wird, der als die tatsächliche Turbinendrehzahlmessung verwendet wird. Ein übergang zwischen Kanälen in einer Steuerung wird bewirkt, ohne daß der Betrieb der anderen Steuerung gestört wird. Außerdem wird eine übertragung zwischen identischen Kanälen den Turbinenbetrieb nicht ändern, soweit er von der anderen Steuerung geregelt wird. Wenn eine Fehlfunktion in jeweils zwei Drehzahlkanälen festgestellt wird, die zu einer entsprechenden Steuerung laufen, wird diese Steuerung ihre Turbinendrehzahlsteuerungsfunktion aufgeben.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Dampfturbinenkraftwerks und eines digitalen elektrohydraulischen Turbinensteuerungssystems (DEH), das das erfindungsgemäße Drehzahlüberwachungsuntersystem umfaßt;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm des Gerätes zur Schaffung identischer Drehzahlkanäle für eine Ausführungsform der Erfindung, wobei dieses Gerät bei einem System der Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 3 ein Funktionsblockdiagramm des OPC-Teils des Drehzahlüberwachungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Programmausführung innerhalb des Digitalcomputers des DEH zum Zwecke der Steuerung von Drehzahl und Last;

Fig. 5, 6, 7A bis 7D und 8

Fortran-Flußdiagramme des Programms zur Durchführung der Drehzahlüberwachungsfunktionen des Digitalcomputers .

In Fig. 1 ist ein allgemein mit 9 bezeichnetes Dampfturbinenkraftwerk dargestellt, das von einem digitalen elektrohydraulischen (DEH) Turbinensteuerungssystem (innerhalb der gestrichelten Linien 10) gesteuert wird. Das Kraftwerk 9 umfaßt eine dämpferzeugende Quelle 11 zur Erzeugung von Dampf, der durch mehrere Dampfeinlaßdrosselventile (TV = throttle valves) 12 und eine Mehrzahl von Regelventilen (GV = governor valves) 14 in einen Hochdruck-(HP = high pressure)-Turbinenabschnitt 16 fließt. Ausgehend von dem HP-Abschnitt 16 fließt der Dampf

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durch einen Wiedererhitzer 18 und dann durch Wiedererhitzersteuerungsventile oder Unterbrechungsventile (IV = interceptor valves) 20 in Mitteldruck-(IP = intermediate pressure) und Unterdruck-(LP = low pressure)-Abschnitte der Turbine 22 und entströmt schließlich in einen Kondensator 24. Während der Dampf durch die HP- und IP/LP-Turbinenabschnitte 16 und 22 strömt, wird seine Energie den Turbinenschaufeln mitgeteilt, die an einer Turbinenwelle 26 angebracht sind, wodurch der Welle 26 ein Drehmoment aufgedrückt wird. Die Welle 26 wiederum treibt einen Wechselstromgenerator 30, der einem Leistungsnetzwerk 36 über Haupttrenner 34 Leistung liefert. Bei offenem Haupttrenner 34 wird das vom Einlaßdampf erzeugte Drehmoment zur Beschleunigung der Turbinenwelle 26 von der Getriebeabwurfdrehzahl bis zur Synchrondrehzahl beschleunigt. Diese Steuerungsart wird im allgemeinen als Anlauf bezeichnet. Nachdem die Wellenfrequenz mit der Frequenz des Leistungsnetzes 36 synchronisiert ist, werden die Trenner 34 geschlossen und Leistung dem Leistungsnetz 36 vom Generator 30 geliefert. Bei geschlossenen Trennern 34 steuert das auf die rotierenden Turbinenanlagen der HP- und IP/LP-Turbinenabschnitte 16 und 22 ausgeübte Nettodrehmoment nur die Leistungsmenge, die dem Leistungsnetz 36 zugeführt wird, während die Wellendrehzahl von der Frequenz des Leistungsnetzes 36 beherrscht wird. Die Steuerung des Dampfeinlasses unter diesen Bedingungen wird im allgemeinen als Laststeuerung bezeichnet. Während der Laststeuerung wird die Turbinendrehzahl zum Zwecke der Regelung der dem Leistungsnetz 36 gelieferten Leistung überwacht.

Das DEH-Systern 10 umfaßt einen programmierten Digitalcomputer 44, der die Drehzahl und die Last des Turbinenkraftwerkes 9 steuert. Die Programmorganisation und der Ausführungsplan des Digitalcomputers 44, beschrieben in Verbindung mit Fig. 4, kann ähnlich dem sein, wie er in der US-Patentschrift 3 934 128 offenbart worden ist. Der Digitalcomputer kann von einer Bauart sein, wie sie von Westinghouse Electric Corporation unter dem Namen W25OO vertrieben wird. Eine genauere Beschreibung eines derartigen Computers findet sich in der Druckschrift 25REF-OO1D

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mit dem Titel "W25OO Computer Reference Manual", herausgegeben von der Westinghouse Computer and Instrumentation Division (CID). Die Drehzahl und die Last des Turbinenkraftwerks 9 wird typischerweise durch eine Bedienungstafel 48 über ein Bedienungstafelinterface 50 des Digitalcomputers 44 gesteuert, siehe die US-Patentschrift 3 934 128. Aufgrund der über die Schalttafelinterface 50 zugeführten Schalttafelbefehle steuert der Digitalcomputer 44 die Drehzahl und die Last des Kraftwerkes durch periodische Ausgabe von einem neuen TV-Einstellpunkt und GV-Einstellpunkt über Leitungen 53A und 53B mit Hilfe seines analogen Ausgangsuntersystems 52 (A/0 = analog output). Das A/O-Untersystem 52 kann von der gleichen Art sein, wie es von Westinghouse CID unter dem Namen "Direct Input/Output Subsystem" (IODS) und "Digital/Analog Hybrid Coupler Card" (NHC) hergestellt und vertrieben wird. Die Positionseinstellsignale auf Leitungen 53A und 53B werden einer TV-Positionssteuerung 54 und einer GV-Positionssteuerung 56 über Schalter 55 und 57 zugeführt, die in Fig. 1 in der Stellung "AUTO" wiedergegeben sind.

Jede Positionssteuerung 54 und 56 regelt automatisch die Position des entsprechenden Dampfeinlaßventils, um die von dem Digitalcomputer 44 durch sein A/O-Untersystem 52 geforderte Eingangsposition herzustellen. Typischerweise gibt die TV-Positionssteuerung 54 ein Steuersignal 66 an einen herkömmlichen hydraulischen TV-Betätiger 58 ab, um eine Bewegung der TV-Ventile 12 zu veranlassen. An den TV-Ventilen 12 ist ein Positionsdetektor 60 angebracht, der ein Positionsrückführungssignal auf Leitung 68 erzeugt, die mit der TV-Positionssteuerung 54 verbunden ist, wodurch die TV-Ventilpositionsregelschleife geschlossen wird. Die GV-Ventilpositionsregelschleife arbeitet auf identische Weise, unter Verwendung ihrer Positionssteuerung 66, hydraulischem Betätiger 62, Steuerungsleitung 67, Positionsdetektor 54 und Rückführungsleitung 69. Die hydraulischen Betätiger 58 und 62 umfassen eine Hochdruckflüssigkeitsquelle und eine Abführung 72, um eine Bewegung der Ventile TV 12 und GV 14 aufgrund von Steuersignalen auf Leitungen 66 bzw. 67

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durchzuführen. Eine typische Konstruktion, Anordnung und Verfahren für eine Regelschleifensteuerung von Drossel- und Regelventilen wird in der US-Patentschrift 3 934 128 beschrieben. Die Bewegung der Dampfeinlaßventile TV 12 und GV 14 erzeugen eine Änderung im Dampfstrom durch die HP- und IP/LP-Abschnitte und 22 der Turbine. Während des Anlaufs wird die Dampfstromänderung zu einem Anstieg oder zu einem Abfallen der Drehzahl der Turbinenwelle 26 führen. Unter Laststeuerung wird die dem fceistungsnetz 36 gelieferte Leistung sich aufgrund irgendwelcher DampfStromänderungen verändern.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird die Turbinendrehzahl von mehreren identischen Drehzahlwandlern 34A, 34B, 34C unter Verwendung der Bewegung einer genuteten Oberfläche 32 ermittelt, welche an der Turbinenwelle 26 angebracht ist. Die Drehzahlwandler können Sensoren mit variabler magnetischer Reluktanz der Bauart sein, die von Electro Corporation als Modell Nr. 3O4OA vertrieben wird. Die genutete Oberfläche 32 ist genauer gesagt ein Zahnrad mit sechzig Zähnen, die an seinem Umfang eingefräst sind. Jeder Zahn besitzt eine Bogenlänge von etwa 4,1 mm und jeder angrenzende Nut oder Einsenkung besitzt eine Bogenlänge von 6,35 mm. Die Drehzahlwandler 34A, 34B und 34C sind in vorbestimmtem Abstand von der gezahnten Oberfläche angeordnet, um so eine nahezu sinusförmige Ausgangswellenform aufgrund der Bewegung des Zahnrades 32 zu erhalten. Die Frequenz der Sinuswelle ist proportional zur Turbinendrehzahl. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 35A und 35B werden Umsetzschaltkreisen 36A bzw. 36B zugeführt, die noch beschrieben werden. Das Ausgangssignal auf Leitung 35C ist an eine Geschwindigkeitsübersichtseinrichtung 38 angekoppelt, in der das Signal 35C zu einem Analogsignal auf Leitung 39 umgesetzt wird, mit einem Größenbereich von 0 bis 4 V, in Übereinstimmung mit einem Turbinengeschwindigkeitsbereich von z. B. 0 bis 125 % der Nenndrehzahl in Umdrehungen pro Minute. Das Drehzahlübersichtsinstrument oder Einrichtung 38 kann von der Bauart sein, wie sie von Westinghouse unter dem Namen W Turbograf Modell M300 hergestellt wird. Die Umsetzschaltkreise 36A und 36B setzen

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ihre entsprechenden Eingangsdrehzahlsignale auf Leitungen 35A und 35B jeweils in digitale Form auf Leitungen 37A und 38A um, sowie in eine analoge Form auf Leitung 37B und Leitung 38B.

Die in digitaler Form vorliegenden Signale auf Leitung 37A und 38A werden dem Digitalcomputer 44 über sein digitales Eingangsuntersystem 40 (D/I) zugeführt. Das Analogsignal auf Leitung 39, das von dem Ubersichtsinstrument 38 erzeugt wird, wird auch dem Digitalcomputer 44 mittels seines analogen Einganguntersystems 42 (A/I) zugeführt. Das D/I-Untersystern 40 kann von der Art sein, wie es von Westinghouse Electric Corporation unter dem Namen "Direct Input/Output Subsystem (IODS)" verkauft wird. Das Untersystem 42 kann von der Art sein, wie es von Westinghouse unter dem Handelsnamen "40 Point-Per-Second Analog/Digital Subsystem" verkauft wird.

Die drei Drehzahlsignale auf Leitungen oder Kanälen 37A, 38A und 39 werden von dem programmierten Digitalcomputer 44 periodisch abgetastet. Eine Drehzahlüberwachungsfunktion wird unter der Programmsteuerung innerhalb des Digitalcomputers 44 vorgenommen, um jeden Drehzahlkanal 37A, 38A und 39 auf richtigen Betrieb hin zu überprüfen. Wenn alle Kanäle 37A, 38A und 39 als richtig arbeitend gefunden werden, wird einer der Drehzahlkanäle 37A oder 38A ohne Bevorzugung ausgewählt, um als tatsächliche Ist-Wertturbinendrehzahlmessung zu dienen. Der Drehzahlregelfehler, nämlich die Differenz zwischen dem gewünschten Drehzahlsignal, wie es ausgehend von der Bedienungstafel 48 über die Schalttafelinterface 50 dem Digitalcomputer zugeführt wird, und der tatsächlichen Turbinendrehzahlmessung, wird von einem Drehzahlsteuerungsprogramm innerhalb des Digitalcomputers 44 periodisch bearbeitet, um die neuen TV 12- und GV 14-Positionseinstellpunkte als Ausgänge über das A/0-üntersystem 52 über die Leitungen 53A bzw. 53B abzugeben.

Sollte die Drehzahlüberwachungsfunktion des Digitalcomputers 44 feststellen, daß irgendwelche zwei der Drehzahlkanäle 37A, 38A oder 39 fehlerhaft gearbeitet haben, wird eine Anzeige

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dem analogen Handsystem 51 über die Steuerleitung 51A gegeben, daß die Steuerung manuell vorzunehmen ist ("revert-to-manual"). Bei Erhalt des revert-to-manual-Signals 51A legt das analoge Handsystem 51 die Schalter 55 und 57 in die manuelle Stellung (MAN) und ermöglicht dadurch die Beeinflussung der TV-Einstellpositionssteuerung 54 und der GV-Einstellpunktpositionssteuerung 56 mit Hilfe des analogen manuellen Systems 51 über die Steuerleitungen 51C bzw. 51D. Das analoge manuelle System 51 und seine Zusammenarbeit mit dem Digitalcomputer 44, wie in der vorliegenden Ausführungsform benutzt, kann die gleiche sein, wie in der US-Patentschrift 3 891 344 offenbart.

Die drei Drehzahlsignale auf Leitungen oder Kanälen 37B, 38B und 39 werden einer überdrehzahlschutzsteuerung (OPC = overspeed protection controller) 46 zugeführt. Eine Drehzahlüberwachungsfunktion wird innerhalb des OPC 46 durchgeführt, um jeden Drehzahlkanal 37B, 38B und 39 auf richtigen Betrieb zu überwachen. Wenn alle Kanäle 37B, 38B und 39 als in richtiger Weise arbeitend gefunden werden, wird einer der Kanäle 37B oder 38B ohne Vorzug ausgewählt, um als tatsächliche Turbinendrehzahlmessung innerhalb des OPC 46 benutzt zu werden. Diese Ist-Wertdrehzahlmessung wird verglichen mit einem vorbestimmten Turbinenüberdrehzahlwert. Wenn der Ist-Wert größer als der Uberdrehzahlwert ist, wird ein Steuersignal 46A die OPC-SoIenoide 74 entregen. Die Entregung der OPC-Solenoide 74 veranlaßt, daß die in den Steuerungsleitungen enthaltene hydraulische Flüssigkeit für den hydraulischen IV-Betätiger 76 und den hydraulischen GV-Betätiger 62 in den Ablaß abgegeben wird, was zu einem schnellen Schließen der Ventile IV 20 und GV 14 führt. Mit dem Schließen der Ventile IV 20 und GV 14 wird der Dampfstrom, der durch den HP-Abschnitt und den IP/LP-Abschnitt (16 und 22) der Turbine geströmt ist, unterbrochen. Ein typischer OPC 46 mit zugehörigen Anordnungen, der gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wird in der US-Patentschrift 3 643 437 beschrieben. Die Drehzahlüberwachungsfunktion, wie sie von den drei Drehzahlkanälen 37B, 38B und 39 festgelegt wurde, erzeugt eine Ist-Wertdrehzahlmessung, die in dem OPC 46 ver-

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wendet wird, wie nachfolgend noch beschrieben.

Fig. 2 zeigt schematisch das Gerät für die Erzeugung von Drehzahlsignalen auf den Kanälen 37A, 38A, die identisch sind, sowie Signale auf Kanälen 37B, 38B, die ebenfalls identisch sind. Wie bereits früher erwähnt wurde, ist ein mit sechzig Zähnen versehenes Rad 32 an einer Turbinenwelle 26 angebracht, um eine Einrichtung zur Messung der Turbinendrehzahl zu schaffen. Magnetische Meßfühler der Bauart mit variabler Reluktanz 34A, 34B sind senkrecht zur Peripherie des gezahnten Rades 32 in einem Abstand angebracht. Die Meßfühler 34A, 34B erzeugen eine annähernd sinusförmige Welle aufgrund der Bewegung der Zähne des Zahnrades, wobei jede einzelne Sinuswellenperiode den Einfluß eines Zahnes des Rades 32 repräsentiert, der die magnetischen Meßfühler 34A, 34B passiert. Die Wellenform wird dem Drehzahlsignalkonditionierer 100 der Drehzahlsignalumsetzer 36A, 36B über die Signalleitung 35A, 35B zugeführt. Der Drehzahlsignalkonditionierer erzeugt einen Drehzahlimpuls für jeden Nulldurchgang der Drehzahlsignalsinuswelle und schützt gleichzeitig gegen ungewünschtes Rauschen, das in die Signalleitung 35A, 35B eingekoppelt worden sein mag. Die vom Konditionierer erzeugten Drehzahlimpulse werden einem Pulsinjektor 102 zugeführt, in dem drei zusätzliche Impulse in die Folge von Drehzahlimpulsen mit dem Auftreten eines jeden Drehzahlimpulses eingeschoben werden. Das Zeitintervall, während dem der Drehzahlimpuls und die drei zusätzlichen Drehzahlimpulse auftreten, wird konstantgehalten. Nur die Zeit zwischen dem Auftreten von Drehzahlimpulsen wird sich proportional mit der Turbinendrehzahl ändern.

Ein Impuls mit konstantem Zeitintervall wird von dem Pulsinjektor 102 bei jedem Auftreten eines Drehzahlimpulses, wie er von dem Konditionlerer 100 geliefert wird, erzeugt und dem Impuls/Analog-Umsetzer 104 über Signalleitung 103 zugeführt. Innerhalb des Umsetzers 104 wird ein (nicht dargestellter) Analogschalter eingeschaltet, um ein Präzisionsbezugsgleichstromsignal einem (ebenfalls nicht dargestellten) Filternetz-

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werk mit jedem Auftreten des Impulses mit konstantem Zeitintervall, wie von dem Pulsinjektor 102 geliefert, durchzulassen. Auf diese Weise ist der Analogschalter mit einem Arbeitszyklus wirksam, der proportional zur Turbinendrehzahl ist. Das sich ergebende geschaltete Signal wird durch das Filternetzwerk gemittelt, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die proportional zur Turbinengeschwindigkeit ist. Innerhalb des Filternetzwerkes des Umsetzers 104 wird ein Verstärkungsfaktor derart ausgewählt, daß der Gleichspannungsausgang an 37B, 38B, wie es gerade der Fall sein mag, eine solche Skala besitzt, daß sich ein Bereich von 0 bis 10 V ergibt, der einen tatsächlichen Turbinendrehzahlbereich von 0 bis 125 % der Nenndrehzahl repräsentiert.

Die Impulsfolge, die aus den Drehzahlimpulsen und den eingefügten Impulsen besteht, wie sie von dem Pulsinjektor 102 erzeugt werden, wird dem Impulsbinärumsetzer 106 über Signalleitung 105 zugeführt. Die Impulse auf Signalleitung 105 werden in einem 13-Bit-Binärzähler (nicht dargestellt) innerhalb des Umsetzers 106 über einem festen vorbestimmten Zeitintervall akkumuliert. Die am Ende des Zeitintervalls angesammelte Anzahl von Impulsen bestimmt direkt in binärer Form das zur Turbinendrehzahl proportionale Signal. Am Ende eines jeden Zeitintervalls wird die Information des 13-Bit-Binärzählers einem Speicherregister im Digitalcomputerinterface 108 über Signalleitung 107 zugeführt und dann der Binärzähler gelöscht, um eine neue Zählung zu beginnen. Das Digitalcomputerinterface 108 liefert ein 13-Bit-Binärdigitalsignal über Signalleitung 37a, 38a an das D/I-Untersystem 40 auf Anforderung des Digitalcomputers 44 (Fig. 1).

Das Drehzahlüberwachungssystem 120 wird von den Drehzahlkanalsignalen 39, 37b und 38B so gesteuert, daß es eine Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 innerhalb des OPC 46 erzeugt, wie in Fig. 3 funktionsmäßig erläutert. Drehzahlkanal 38B ist an eine Fenstervergleichsfunktion 124 angekoppelt, in der die Größe des Kanalsignals 38B mit einer vorbestimmten niedrigen und einer vorbestimmten hohen Grenze verglichen wird. Der

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Fenstervergleicher 124 wird ein logisches wahres Signal 125 "außerhalb des Bereichs" abgeben, falls die Größe von 38B aus dem Bereich herausfällt, wie er von den Hoch- und Niedriggrenzwert festgelegt wird. Ansonsten wird das Signal 125 "außerhalb des Bereichs" logisch falsch sein. In gleicher Weise wird der Drehzahlkanal 37B mit einer Fenstervergleichsfunktion 126 verbunden und in ähnlicher Weise ein Ausgangssignal 127 "außerhalb des Bereichs" (out-of-range) erzeugt. Ein logisch wahres Signal "außerhalb des Bereichs" 125 oder 127 zeigt eine Drehzahlkanalfehlfunktion an, da ein Drehzahlsignal 38B bzw. 37B sich außerhalb des vorbestimmten Meßbereiches des Drehzahlkanals befindet. Der Ubersichtsdrehzahlkanal 39 und der Drehzahlkanal 37B werden der Differenzfunktion 130 zugeführt. Das sich ergebende Differenzsignal 132 wird einer Fenstervergleichsfunktion 134 zugeführt, in der es mit einem Paar von vorbestimmten Abweichungsgrenzen bezüglich einer Differenz 0 verglichen wird. Die Fenstervergleichsfunktion 134 gibt ein logisch wahres Signal 136 ab, das eine Gleichheit feststellt, wenn das Differenzsignal 132 sich innerhalb der vorbestimmten Abweichungsgrenzen der Fenstervergleichsfunktion 134 befindet. Die Umsetzerfunktion 138 erzeugt ein Signal 140 aus Signal 136, welches logisch wahr ist, wenn das Differenzsignal 132 sich außerhalb der Grenzen des Vergleichers 134 befindet, wobei herkömmlicherweise das falsche Signal durch QuerüberStreichung gekennzeichnet ist, d. h., eine nichtgegebene Gleichheit wird durch "Gleichheit" gekennzeichnet. Das Drehzahlüberwachungssystem 120 liefert in ähnlicher Weise die Funktionen zur Bestimmung von "Gleichheit" 146 und "Gleichheit" 150 für die Drehzahlkanäle 38B und 39 unter Anwendung der Differenzfunktion 142, der Fenstervergleichsfunktion 144 und des Umsetzers 148 und in gleicher Weise "Gleichheit" 156 und "Gleichheit" 160 für die Drehzahlkanäle 37B und 38B unter Anwendung der Differenzfunktion 152, der Fenstervergleichsfunktion 154 und des Inverters 158.

Ein UND-Gatter 162 im Drehzahlüberwachungssystem 120 führt das "Gleichheit"-Signal 136 und das "Gleichheit"*Signal 150 sowie das "GTeTcHEeTt"-Signal 160 zu und erzeugt ein logisch

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wahres Signal 163 nur dann, wenn alle Eingänge logisch wahr sind. Das logisch wahre Signal 163 zeigt an, daß der Drehzahlkanal 138B hinsichtlich seines Wertes von den Drehzahlkanälen 37B und 39 über die vorgewählten Abweichungsgrenzen der Fenstervergleichsfunktionen 144 und 154 hinaus abgewichen ist und daß die zwei verbleibenden Drehzahlkanäle 37B und 39 sich weiterhin innerhalb der Abweichungsgrenzen der Fenstervergleichsfunktion 134 befinden, wodurch der Drehzahlkanal 37B als korrekt arbeitend und der Drehzahlkanal 38B als fehlerhaft arbeitend angesehen werden. Ein UND-Gatter 164 nimmt das "Gleichheit"-Signal 140, das "Gleichheif'-Signal 146 und das "Gleichheit"-Signal 160 auf und erzeugt ein logisch wahres Signal 165 nur dann, wenn alle seine Eingänge logisch wahr sind. Das logisch wahre Signal 165 zeigt an, daß der Drehzahlkanal 37B in seinem Wert von den Drehzahlkanälen 38B und 39 über die vorgewählten Abweichungsgrenzen der Fenstervergleichsfunktionen 134 und hinaus abgewichen ist und daß die beiden verbleibenden Drehzahlkanäle 38B und 39 sich noch innerhalb der Abweichungsgrenzen der Fenstervergleichsfunktion 144 befindet, wodurch der Drehzahlkanal 38B als richtig und der Kanal 37B als fehlerhaft arbeitend angesehen werden. Ein UND-Gatter 166 nimmt das "Gleichheit" -Signal 140, das "GTeIcHHeTt"-Signal 150 und das "Gleichheit" -Signal 160 auf und erzeugt ein wahres logisches Signal 167, wenn alle seine Eingänge logisch wahr sind. Das logisch wahre Signal 167 zeigt an, daß alle Drehzahlkanäle 37B, 38B und 39 voneinander hinsichtlich ihres Wertes, wie er von den Fenstervergleichsfunktionen 134, 144 und 154 festgelegt wird, abgewichen sind, wobei zumindest zwei der Drehzahlkanäle als fehlerhaft arbeitend angesehen werden.

Das R-S-Flipflop (FF) 180 wird vom Rückstelleingang 172 und vom Setzeingang 176 gesteuert, um ein Steuersignal 182 in üblicher Weise zu erzeugen. Das Steuersignal 182 beherrscht die Schalterstellung eines einpoligen doppeltzügigen (SPDT = singlepole-double-throw) Analogschalters 184. Der Rückstelleingang wird von einem ODER-Gatter 170 erzeugt und ist logisch wahr, wenn eines der Signale 125 oder 163 oder auch beide Signale

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125 und 163 logisch wahr sind. Das logisch wahre Rückstellsignal 172 zeigt eine Fehlfunktion des Drehzahlkanals 38B an und stellt das Steuersignal 182 zu einem logisch falschen Zustand zurück. Der Setzeingang 176 wird von einem ODER-Gatter erzeugt und ist logisch wahr, wenn eines der Signale 127 oder 165 oder auch beide Signale 127 und 165 logisch wahr sind. Das logisch wahre Setzsignal 176 zeigt eine Fehlfunktion des Drehzahlkanals 37B an und stellt das Steuersignal 182 auf einen logisch wahren Zustand ein.

Das Drehzahlkanalsignal 37B wird an eine Position 186 des SPDT-Schalters 184 angeschlossen, während der Drehzahlkanal 38B an eine andere Stellung 188 des SPDT-Schalters 184 angeschlossen ist. Wenn das Steuersignal 182 logisch falsch ist, wird der SPDT-Schalter 184 zur Schalterstelle 186 aktiviert und wenn Signal 182 logisch wahr ist, wird der Schalter 184 zur Stellung 188 gebracht.

Ein UND-Gatter 178 erzeugt ein logisch wahres Signal 179 nur dann, wenn beide Eingänge 125 und 127 logisch wahr sind, was anzeigt, daß beide Drehzahlkanäle 37B und 38B fehlerhaft arbeiten. Ein ODER-Gatter 161 erzeugt ein logisch wahres Signal 183, wenn eines der Eingangssignale 179 oder 167 oder beide Eingänge 179 und 167 logisch wahr sind, wodurch angezeigt wird, daß zumindest zwei Drehzahlkanäle fehlerhaft gearbeitet haben. Das Signal 183 steuert den Betrieb eines SPDT-artigen Analogschalters 192. Ein Signal 190 von Schalter 184 wird der einen Stellung 194 von Schalter 192 zugeführt, während eine andere Position 196 des Schalters 192 mit einem Nulldrehzahlmeßsignal verbunden ist. Der Ausgang des Schalters 192 ist das Ist-Wertturbinendrehzahlmeßsignal 122 zur Benutzung im OPC 46.

Als Betriebsbeispiel für das Drehzahlüberwachungssystem 120 des OPC 46 sei angenommen, daß der Drehzahlkanal 37B anfänglich als Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 ausgewählt worden ist, wobei alle Kanäle richtig gearbeitet haben, und daß der Drehzahlkanal 37B nunmehr fehlerhaft arbeitet, indem er von

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den zwei anderen Kanälen 38B und 39 abweicht. Die "Gleichheit"-Signale 140 und 160 werden von einem logisch falschen zu einem logisch wahren Zustand wechseln, aufgrund eines Wechsels der "Gleichheif-Signale 136 und 156 vom logisch wahren zum logisch falschen Zustand, wie von Fenstervergleichern 134 und 154 festgelegt. Das UND-Gatter 164, das ein logisch wahres Ausgangssignal 165 erzeugt, wenn an allen seinen Eingängen logische wahre Signale liegen, liefert sein Ausgangssignal einem ODER-Gatter 174, um in gleicher Weise ein logisch wahres Signal 176 zu erzeugen, daß das Ausgangssignal 182 von FF 180 von einem logisch falschen Zustand zu einem logisch wahren Zustand wechselt, Der SPDT-Analogschalter 184, der auf das Steuersignal 182 reagiert, wird von Schalterstellung 186 zur Schalterstellung 188 übergehen und somit Signal 190 von dem Drehzahlkanl 37B zum Drehzahlkanal 38B überwechseln. Da nur ein Drehzahlkanal fehlerhaft gearbeitet hat, wird das ODER-Gatter 181 nicht reagieren und sein Ausgang 183 wird logisch falsch bleiben, wodurch die Leitung des Schalters 192 über die Schalterposition 194 aufrechterhalten bleibt. Bei diesem Beispiel hat die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 vom Kanal 37B zum Kanal 38B übergewechselt, nachdem eine Fehlfunktion in 37B festgestellt wurde, nachdem eine Abweichung gegenüber den zwei anderen Drehzahlkanälen 38B und 39 aufgetreten ist.

Es sei angenommen, daß der Zustand des Drehzahlüberwachungssystems so verblieben ist, wie es in dem vorhergehenden Beispiel geschildert wurde, und daß der Drehzahlkanal 37B in die Abweichungsgrenzen der anderen zwei Kanäle 38B und 39 zurückgekehrt ist. Das UND-Gatter 164 wird dann auf diesen neuen Eingangszustand reagieren und ein logisch falsches Ausgangssignal 165 erzeugen, das wiederum ein ODER-Gatter 174 anweist, an seinem Ausgang ein logisch falsches Signal 176 zu erzeugen. Da FF 180 von herkömmlicher R-S-Bauart ist, wird es nicht zu seinem Setzsignal 176 ändernden Zustand reagieren, wenn das Ausgangssignal 182 des FF 180 bereits auf einen logisch wahren Zustand gesetzt wurde, was im vorhergehenden Beispiel geschehen ist. Der SPDT-Schalter 184 wird ungestört verbleiben, wobei das Ist-Wert-

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drehzahlmeßsignal weiterhin auf dem Drehzahlkanal 38B verbleibt, selbst dann, nachdem Drehzahlkanal 37B wieder arbeitet. Die Schilderung des Betriebs gemäß der vorangegangenen Beispiele stellt die Prinzipien der Auswahl des Drehzahlkanals ohne Vorzug, wie es bei der Ist-Wertdrehzahlmessung benutzt wird, deutlich heraus.

Ein ähnlicher Betrieb, wie er in dem vorangegangenen Beispiel beschrieben wurde, würde aufgetreten sein, wenn der Drehzahlkanal 38B durch Abweichung von den zwei anderen Drehzahlkanälen 37B und 39B fehlerhaft gearbeitet hätte, wobei das Ist-Wertdrehzahlmeßsignal 122 auf den Drehzahlkanal 38B reagierte. Die Fehlfunktion in 38B wird durch ein UND-Gatter 162 festgestellt, wodurch sein Ausgang 163 veranlaßt wird, logisch wahr zu werden und somit den Ausgang 172 des ODER-Gatters 170 so zu beeinflussen, daß dieser logisch wahr wird. Das FF 180 wird auf ein logisch wahres Rückstellsignal 172 durch Änderung des Zustandes seines Ausganges 182 von einem logisch wahren zu einem logisch falschen Zustand reagieren. Der SPDT-Schalter 184, der vom Signal 182 gesteuert wird, überträgt sein Polsignal von der Schalterposition 188 zur Schalterposition 186. Die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 reagiert nunmehr auf Drehzahlkanal 37B. Wie bereits bei dem vorhergehenden Beispiel beschrieben, wird in ähnlicher Weise die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 gegenüber dem Drehzahlkanal 37B empfindlich bleiben, sollte der Drehzahlkanal 38B wieder korrekt arbeiten, da keine übertragung von Drehahlkanälen auftreten wird.

Als Beispiel für einen Betrieb, bei dem zumindest zwei Drehzahlkanäle fehlerhaft arbeiten, sei angenommen, daß alle drei Drehzahlkanäle 37B, 38B und 39 hinsichtlich ihres Wertes jenseits ihrer entsprechenden Abweichungsgrenzen sich verschoben haben, wobei entweder 37B oder 38B als Ist-Wertdrehzahlmessung 122 ausgewählt worden ist. Die "Gleichheif-Ausgänge 136, 146 und reagieren alle auf einen logisch falschen Zustand, wie von den Fenstervergleichsfunktionen 134, 144 bzw. 154 festgelegt. Die "GlelchheTt"-Signale 14O, 150 und 160 reagieren alle auf

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einen logisch falschen Zustand, wie er durch die Inverter 138, 148 bzw. 158 erzeugt wird. Das UND-Gatter 166 wird auf alle seine Eingänge, die logisch wahr sind, durch Erzeugung eines logisch wahren Ausgangssignals 167 reagieren. Das ODER-Gatter 181 wird ein logisch wahres Ausgangssignal 183 aufgrund seines logisch wahren Einganges 167 reagieren. Der SPDT-Schalter 192 wird vom Signal 183 in der Weise gesteuert, daß er sein Polsignal 122 von der Schalterposition 194 zur Schalterposition verschiebt. Die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung 122 ist nicht mehr von Drehzahlkanal 37B oder 38B abhängig und wird gleich einem Nulldrehzahlmeßwert gesetzt, wodurch jede Möglichkeit einer Uberdrehzahlschutzwirkung, wie sie vorher beschrieben wurde, vermieden wird. Die Abschaltoperation, wie sie in diesem Beispiel beschrieben wurde, wird innerhalb von 4 bis 5 ms durchgeführt, was schneller ist, als die Antwortzeiten des OPC-Solenoiden 74 und der IV- und GV-Hydraulikbetätiger 76 bzw. Daher wird der OPC bei Erkennung von zumindest zwei fehlerhaft arbeitenden Kanälen abgeschaltet, ohne daß dadurch eine schnelles Schließen der Rückhaltsteuerventile und Einlaßdampfsteuerventile (IV 20 und GV 14) auftritt.

Gemäß Fig. 4 sorgt eine typische vereinfachte Organisation und ein Ausführungsschema des Programms für den Digitalcomputer des DEH für einen Monitor 200, der in Zusammenarbeit mit einem Echtzeittaktgeber 202 bewirkt, daß ein Hilfssynchronisatlonsprogramm 204 alle 0,1 s ausgeführt wird. Der Hilfssynchronisierer 204 steuert die Ausführung von anderen Programmen mit einem Prioritätsschema. Ein A/I-Abtastprogramm 206 wird alle 0,5 s ausgeführt; ein Steuerungsprogramm 208 wird alle 1,0s ausgeführt wobei eine Setz/Lauflogikfunktion 222 oder eine Manuellspurunterroutine 226 durchgeführt werden mag; ein Lauflogikanzeiger 212 wird alle 0,1 s überprüft; wenn der Anzeiger von einem der anderen Programme gesetzt ist, wird ein logisches Programm 210 ausgeführt, ansonsten wird es nicht ausgeführt; eine Lauftafelanzeige 216 wird alle 0,1 s überprüft; wenn die Lauftafelanzeige 216 gesetzt ist, wird ein Schalttafellogikprogramm 214 ausgeführt, ansonsten wird das Programm nicht

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ausgeführt; das Schalttafellogikprogramm 214 kann auch die Lauflogikanzeige 212 unter Anwendung der Setz/Lauflogikfunktion 222 setzen; ein Sichtdarstellungsprograitun 218 wird alle 1,0 s ausgeführt. Unterbrechungen werden durch Befehle erzeugt, die von der Bedienungsschalttafel 48 über das Schalttafelinterface ausgelöst werden. Eine Servicesubroutine innerhalb des Monitors 200 bestimmt die Quelle der Unterbrechung und führt das Schalttafelunterbrechungsprogramm 220 aus. Die Setz/Lauftafelfunktion wird innerhalb des Unterbrechungsprogramms 220 ausgeführt.

Diese Teile des Programms innerhalb des Digitalcomputers 44, die für die Drehzahlüberwachung sowie für die Erzeugung von einer Ist-Wertdrehzahlmessung zur Anwendung bei der Steuerung der Turbinendrehzahl und der Last benutzt werden, sind in Fortran-Flußdiagrammen in Fig. 5, 6, 7A bis 7D und 8 wiedergegeben.

In Fig. 5 sind Instruktionen in dem Hilfssynchronisationsprogramm 204 aufgenommen, um die Funktion des Lesens, des Mitteins und des Speicherns der Drehzahlkanäle 37A und 38A alle 0,1 s gemäß den Instruktionen 230 bis 240 durchzuführen. Bei 230 bis 236 wird eine Drehzahlsignalanordnung (IWSTBLA) für Drehzahlsignale 37A und eine Drehzahlsignalanordnung (IWSTBLB) für Drehzahlsignale 38A erzeugt. Jede Anordnung enthält die fünf jüngsten Ablesungen ihrer entsprechenden Drehzahlsignale und wird alle 0,1 s periodischer Ausführung auf neuesten Stand gebracht. Bei 237 wird das Drehzahlsignal 37A mittels des D/I-Systems 40 gelesen und zu den vier jüngsten Drehzahlsignalen der Anordnung (IWSTBLA) hinzuaddiert. Ein Ergebnis der Addition (IWSDIGA) wird durch Teilung durch fünf in 238 gemittelt. Bei 239 wird Drehzahlsignal 38A mit Hilfe des D/I-Systems 40 ausgelesen und zu den vier jüngsten Drehzahlsignalen der Anordnung (IWSTBLB) hinzugefügt. Ein Ergebnis der Addition (IWSDIGB) wird durch Teilen durch fünf bei 240 gemittelt.

Während der Ausführung des A/I-Abtastprogramms 206 wird das Ubersichtsdrehzahlsignal 39 gemäß den Instruktionen 241 und 242 (Fig. 6) gelesen und gespeichert.

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Während der gesamten Fortran-Flußdiagramme (Fig. 7A bis 7D) des Steuerprogramms 208 wird eine Anzeige auf logisch falsch gesetzt, bevor ein Entscheidungblock ausgeführt wird. Abhängig vom Ergebnis des Entscheidungsblockes wird die Anzeige entweder wahr gesetzt oder falsch gehalten, bis die nächste periodische Einsekundenausführung des Steuerungsprogramms 208 stattfindet.

Innerhalb des Steuerprogramms 208 sind Instruktionen enthalten, um die folgenden Funktionen durchzuführen. Eine Niedriggrenzeüberprüfüberspielanzeige (LREFMIN) wird falsch gesetzt und TEMP1 gleich einer vorgewählten niedrigen Schwellwertkonstante bei 143 gesetzt. Die Niedriggrenzenüberprüfung, auf die hier ezug genommen wird, ist ähnlich zu der, die in Fig. 3 für die OPC-Funktion 120 beschrieben wurde, in den Funktionsblöcken von 124 und 126. Wenn der Drehzahlbezug (REFDMD) kleiner oder gleich einer vorbestimmten niedrigen Grenzwert (WSREFMIN) ist, der normalerweise auf 300 U/min (Upm) gesetzt ist, BR falsch ist, was generell eine Drehzahlsteuerung bezeichnet, und die Drehzahlsignale 37A (WSDIGA), 38A (WSDIGB) und 39 (WSHPSI) alle geringer als ein vorbestimmter niedriger Schwellwert (TEMP1) und alle wahr sind, dann wird LREFMIN wahr, Instruktion 245, gesetzt, ansonsten wird er falsch verbleiben. Der nächste Entscheidungstlock 246 überprüft, ob das Drehzahlsystem in einem Zustand "außer Betrieb" (d. h., LSPDOUT = wahr) gesetzt ist und setzt für diesen Fall die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung (WS) gleich Null, 247. Der nächste Satz von Instruktionen 248, 250, 251 und 252 bestimmt, ob die Drehzahlkanäle 37A (WSDIGA) und 38A (WSDIGB) voneinander um einen Wert abgewichen sind, der jenseits einem vorbestimmten Wert (WSERRDIG) liegt und setzt die logische Variable LTEMPS in ihren richtigen Zustand. Die nächste Instruktion 253 setzt alle Anzeigen LTEMPA, LTEMPB und LSHPSIOK, die sich auf Vergleichsüberprüfungen des Übersichtsdrehzahlkanals 39 mit 37A, 38A bzw. einem vorbestimmten Meßbereich beziehen, falsch. Als nächstes prüft 254, ob das A/I-Systern 42 nicht arbeitet (VIDAROS). Wenn das A/I-System nicht arbeitet, werden alle Vergleiche, die den übersichtsdreh-

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zahlkanal 39 verwenden, übersprungen und als nächstes die Instruktion 263 ausgeführt. Wenn das A/I-System arbeitet, wird die Befehlsausführung bei der nächsten Instruktion 255 durchgeführt.

Die Instruktionen 255, 256 und 257 bestimmen, ob die Drehzahlkanäle 37A und 39 über eine vorbestimmte Abweichungsgrenze (WSERRSUP) abgewichen sind und setzen die Anzeige LTEMPA auf ihren entsprechenden Zustand. Instruktionen 258, 259 und legen fest, ob die Drehzahlkanäle 38A und 39 jenseits einer vorbestimmten Abweichungsgrenze (WSERRSUP) abgewichen sind und setzen Anzeige LTEMPB in den entsprechenden Zustand. Die Instruktion 261 stellt fest, ob das Übersichtssignal 39 sich innerhalb eines vorbestimmten Meßbereiches befindet, wie es von den Grenzen WSMIN und WSMAX bestimmt wird, oder ob das Signal 39 von beiden Signalen 37A (LTEMPA) und 38A (LTEMPB) abgewichen ist. Wenn einer der Zustände wahr ist, verbleibt LSHPSIOK falsch, ansonsten wird LSHPIOK durch die Instruktion 262 wahr gesetzt.

Als nächstes stellen die Funktionsblocks 263 bis 265 fest, ob Drehzahlkanal 37A hinsichtlich seines Wertes von beiden Drehzahlkanälen 38A und 39 über ihre entsprechenden Abweichungsgrenzen abgewichen ist, oder ob Drehzahlkanal 37A über seine vorbestimmten Meßgrenzen ausgewandert ist, wie sie von WSMIN und WSMAX festgelegt werden. Wenn einer dieser logischen Zustände wahr ist, wie es von Instruktion 264 bestimmt wird, wird Kanal 37A als fehlerhaft arbeitend angesehen und die logische Variable LSDIGAOK falsch gehalten, ansonsten wird LSDIGAOK durch die Instruktion 265 wahr gesetzt. Man bemerke, daß dann, wenn die Niedriggrenzenüberspielanzeige (LREFMIN) gesetzt ist, die Niedrigmessungsgrenzüberprüfung in 261 und 264 umgangen wird. Identische Instruktionen 266, 267 und 268 werden als nächstes ausgeführt, um festzustellen, ob Drehzahlkanal 38A fehlerhaft arbeitet und entsprechend die logische Variable LSDIGBOK in den entsprechenden Zustand gesetzt. Die Instruktionen 270, 271 und 272 bestimmen, ob beide Drehzahlkanäle 37A und 38A fehlerhaft

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gearbeitet haben und setzt die Anzeige LSABFAIL in ihren entsprechenden Zustand.

Der nächste Satz von Instruktionen 273, 274 und 275 setzt die Anzeige LSPDMON wahr, wenn einer der Drehzahlkanäle 37A, 38A oder 39 als fehlerhaft arbeitend festgestellt wurde. Die Instruktionen 276 bis 281 stellen fest, ob zumindest zwei von drei Drehzahlkanälen 37A, 38A und 39 fehlerhaft gearbeitet haben und setzt die Anzeige LSPDOUT in ihren entsprechenden Zustand. Wenn zumindest zwei Kanäle fehlerhaft gearbeitet haben, wie es von 280 ermittelt wird, wird die Lauflogikanzeige, 281, gesetzt und der Rest des Drehzahlüberwachungsprogramms umgangen. Wenn die Entscheidung von 280 falsch ist, setzt sich die Drehzahlüberwachungsprogrammausführung fort.

Der nächste Satz von Instruktionen 282 bis 286 stellt fest, ob die tatsächliche Drehzahlmessung (WS) zu einem neuen Drehzahlkanal übertragen werden sollte. Der vergangene Zustand (LSSELFFX) des Drehzahlkanalauswahlflipflop ist gleich dem entsprechenden Zustand (LSSELFF) bei 282 gemacht. Die Instruktionenen 283, 284, 285 und 286 bringen den Zustand des Drehzahlkanalauswahlf lipflop auf neuesten Stand, wenn einer der Drehzahlkanäle 37A oder 38A fehlerhaft arbeitet. Ansonsten wird der logische Zustand von LSSELFF nicht auf neuesten Stand gebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn LSSELFF auf neusten Stand gebracht wird, 284 oder 286, die logische Variable LSSELFF ihren Zustand nicht zu verändern braucht. Beispielsweise nehme man an, daß der Drehzahlkanal 38A zur Ist-Wertdrehzahlmessung (WS) verwendet wird und dementsprechend LSSELFF falsch ist, sollte dann Kanal 37A fehlerhaft arbeiten, wird die Instruktion 284 LSSELFF auf neuesten Stand, nämlich falschen Zustand, bringen, was dem vorhergehenden Zustand entspricht. Eine Ubertragungsentscheidung wird bei 287 durch eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung des vergangenen (LSSELFFX) und des gegenwärtigen (LSSELFF) Zustandes des Drehzahl-analauswahlflipflop gemacht und das Ergebnis bei 288 überprüft. Wenn die Ergebnisse der Exklusiv-ODER-Funktion wahr

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sind, wodurch eine Differenz zwischen dem vergangenen und dem gegenwärtigen Zustand des Flipflop festgestellt wird, muß der nächste Block 290 so ausgeführt werden, daß er eine übertragung bewirkt. Ansonsten wird keine übertragung benötigt, und der Drehzahlkanal, wie er von dem logischen Zustand des Drehzahlkanalauswahlflipflop (LSSELFF) angezeigt wird, als Ist-Wertturbinendrehzahlmessung (WS) benutzt, wie von den Instruktionen 299, 300 und 301 ausgeführt.

Nachfolgend wird bei den Instruktionen 290, 291 und 292 der vor dem Zustand von LSSELFF festgelegte Drehzahlkanal in einem temporären Speicher TEMP gespeichert. Falls unter der Drehzahlsteuerung, wie sie von 293 festgelegt wird, wird die Instruktion 294 ausgeführt, um eine abwurffreie übertragung zum neu ausgewählten Drehzahlkanal auszuführen, indem der Fehler zwischen gegenwärtigem WS und TEMP berechnet und der Fehler von dem alten Drehzahlbezugseinstellpunkt abgezogen wird, um den neuen Drehzahlbezugseinstellpunkt (REFDMD) zu berechnen. Im wesentlichen hält diese Operation den Drehzahlsteuerungsfehler konstant, während eine übertragung der Ist-Wertdrehzahlmessung von einem Drehzahlkanal zu einem anderen ausgeführt wird, daher wird beim Betrieb der Turbine keine Störung erzeugt. Wenn sich der Betrieb unter Laststeuerung befindet, wie durch 293 festgestellt, wird ein Fehler zwischen dem festen Anfangsdrehzahlwert (WR) und dem neuen Drehzahlkanalwert (TEMP) bei 295 berechnet. Dieser Fehler wird bei 296 benutzt, um eine neue Lastanforderungsregulierung zu berechnen, die zur Kompensation des Lastbezugseinstellpunktes bei 297 benutzt wird. Die Anforderung der Bedienung (ODMD) wird gleich der kompensierten Bezugsanforderung (REFDMD) bei 298 gesetzt. Die Ist-Wertturbinendrehzahlmessung, WS, wird dann gleich dem neu ausgewählten Drehzahlkanal gesetzt, Instruktionen 299, 300 und 301, wie vom Zustand von LSSELFF festgelegt.

Wenn die Lauflogikanzeige 212 gesetzt ist, wird das Logikprogramm 210 ausgeführt. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, enthält das Logikprogramm 210 einen Teil der Drehzahlüberwachungsfunktion,

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Wenn zumindest zwei von drei Drehzahlkanälen fehlerhaft gearbeitet haben (d. h. LSPDOUT = wahr), wie von Entscheidungsblock 310 festgestellt, wird bei 311 die Drehzahlregulierungssteuerungsfunktion abgeschaltet. Die Drehzahl- oder Laststeuerung wird durch die Instruktion 312 festgelegt. Unter Drehzahlsteuerung wird die steuerung des Digitalcomputers 44 zum manuellen Notsystem 51 bei 313 übertragen. Wenn unter Laststeuerung, wird der Rest des Logikprogramms ausgeführt.

Als ein Beispiel für den Betrieb des Drehzahlüberwachungssystems des Digitalcomputers 44, wie in den Fortran-Flußdiagrammen der Fig. 5, 6, 7A bis 7D und 8 gezeigt, sei angenommen, daß ursprünglich der Drehzahlkanal 37A als Ist-Wertturbinendrehzahlmessung (WS) ausgewählt worden ist, wobei alle Drehzahlkanäle 37A, 38A und 39 richtig gearbeitet haben und die Turbinendrehzahl ungefähr 2000 Upm betragen hat. Man nehme nunmehr an, daß der Drehzahlkanal 37A dadurch fehlerhaft arbeitet, daß er von den anderen Drehzahlkanälen 38A und 39 abweicht. Das Hilfssynchronisationsprogramm 204 der Fig. 5 wird die Drehzahlkanäle 37A und 38A alle 0,1 s durch Ablesen, Mitteln und Speichern der Drehzahlsignale in Registern IWSDIGA bzw. IWSDIGB auf neuesten Stand bringen. Das analoge Abtastprogramm 206 der Fig. 6 wird den Drehzahlkanal 39 alle 0,5 s auf neuesten Stand bringen und das Drehzahlsignal im Register WSHPSI speichern. Das Steuerprogramm 208 der Fig. 7A bis 7D, das alle Sekunde ausgeführt wird, wird die Fehlfunktion von 37A gemäß dem folgenden Betrieb feststellen.

Das Register TEMP1 wird gleich den unteren Schwellwertkonstanten (WSERRSUP und WSMIN) bei 243 gesetzt. Die überspielanzeige LREFMIN wird während der Instruktionen 243 und 244 falsch gehalten, da die Bezugsanforderung (REFDMD) größer als 300 Upm (WSREFMIN) ist. Da das Drehzahlsystem arbeitet (d. h., LSPDOUT = wahr), wird die Instruktion 247 umgangen. Bei 248 werden die gemittelten Werte der Drehzahlkanäle 37A und 38A in die Register WSDIGA bzw. WSDIGB eingebracht. Die Instruktionen 248, 250 und 251 setzen LTEMPS falsch, indem sie feststellen,

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daß 37A und 38A in ihren Werten nicht übereinstimmen. Die Instruktionen von 253 setzen alle Anzeigen LTEMPA LTEMPB und LSHPIOK falsch. Nimmt man an, daß A/I-Untersystem 42 arbeitet, wird die Ausführung bei 255 fortgesetzt. Die Instruktionen 255 und 256 setzen LTEMPA falsch, indem festgestellt wird, daß 37A und 39 hinsichtlich ihres Wertes nicht übereinstimmen. Die Instruktionen 258, 259 und 260 setzen LTEMPB wahr, indem festgestellt wird, daß 38a und 39 hinsichtlich ihres Wertes nicht stimmen. Die Anzeige LSHPIOK wird durch die Instruktionen 261 und 262 wahr gesetzt, indem festgestellt wird, daß 39 mit 38A im Wert übereinstimmt und innerhalb der festgelegten Meßgrenzen liegt. Die Instruktionen 263 und 264 setzen LSDIGOAK falsch, indem festgestellt wird, daß sowohl LTEMPA als auch LTEMPS falsch sind. Die Anzeige LSDIGBOK wird über die Instruktionen 266, 267 und 268 wahr gesetzt, da LTEMPB wahr ist und Kanal 38A a innerhalb festgelegter Meßwertgrenzen liegt. Die Anzeige LSABFAIL wird durch die Instruktionen 270 und falsch gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß beide Kanäle 37A und 38A nicht versagt haben. Die Instruktionen 273, 274 und 275 setzen die Anzeige LSPDMON wahr, wodurch angezeigt wird, daß zumindest ein Kanal fehlerhaft gearbeitet hat, indem festgestellt wird, daß LSDIGOAK falsch ist. Da nur ein Kanal 37A fehlerhaft gearbeitet hat, wird die Anzeige LSPDOUT während der Instruktionen 276 und 277 falsch gehalten und die Ausführung bei 282 fortgesetzt.

Die Instruktion 282 setzt den vergangenen Zustand LSSELFFX gleich dem gegenwärtigen Zustand LSSELFF, der wahr ist, weil 37A der ausgewählte Drehzahlkanal ist. Die Erkennung einer Fehlfunktion bei 37A, 283, verzweigt die Ausführung zu 284, welche Instruktion LSSELFF auf den neuesten Zustand, falsch, bringt. Da Kanal 38A arbeitet, setzt die Ausführung sich bei 285 bis 287 fort. Die Instruktion 287 erkennt eine Änderung im Zustand von LSSELFF von der vorangegangenen Ausführung gegenüber der gegenwärtigen Ausführung des Steuerprogranuns 208 und setzt LSPDXFER weiter und zeigt damit an, daß eine übertragung zwischen zwei Kanälen notwendig ist. Die Instruktion 288 er-

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kennt die Übertragungsanforderung und verzweigt die Programmausführung auf 290 hin. Die Instruktionen 290 und 291 übertragen die gegenwärtige Drehzahlkanalablesung 38A zum Register TEMP, wie durch LSSELFF festgelegt, welches Signal gegenwärtig falsch ist. Der Zustand der Drehzahlsteuerung (BR = falsch) verzweigt die Programausführung nach 294. Die Instruktion 294 subtrahiert algebraisch die gegenwärtige Ablesung des Drehzahlkanals 38A (TEMP) von der vorhergehenden Ablesung des ausgewählten Drehzahlkanals 37A (WS) und subtrahiert algebraisch die sich ergebende Differenz von dem vorhergehenden Bezugsanforderungswert, um einen neuen Bezugsanforderungswert (REFDMD) zu berechnen. Die Instruktion 294 wird eurchgeführt, um den Drehzahlsteuerungsfehler konstant zu halten, wenn der Wert von WS von dem Wert des Drehzahlkanals 37A zum Wert des Drehzahlkanals 38A übertragen wird, wie durch die Instruktionen 299 und 300 festgelegt. Die Instruktion 298 setzt die Anforderung des Bedieners (ODMD) gleich der neu berechneten Drehzahlbezugsanforderung (REFDMD).

Nimmt man an, daß der Zustand des Drehzahlüberwachungssystems der gleiche geblieben ist, wie er von dem vorhergehenden Beispiel zurückgelassen wurde, und daß der Drehzahlkanal 37A in die Abweichungsgrenzen der anderen zwei Kanäle 38A und 39 zurückgekehrt ist, so wird die nächste Ausführung des Steuerungsprogramms 208 gemäß der folgenden Betriebsbeschreibung sich fortsetzen. Instruktion252 wird LTEMPS wahr setzen und anzeigen, daß die Drehzahlkanäle 37A und 38A im Wert wieder übereinstimmen. Danach wird die Instruktion 257 LTEMPA wahr setzen und anzeigen, daß die Drehzahlkanäle 37A und 39 ebenfalls im Wert übereinstimmen. Als nächstes wird die Anzeige LSDIGOAK wahr gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß der Drehzahlkanal 37A wieder arbeitet. Die Einzeldrehzahlkanal-Versagen-Anzeige LSPDMON wird von 273 end 274 falsch gesetzt. Die Programmausführung setzt sich bei der Instruktion 282 fort. Da LSDIGAOK wahr ist, werden die Instruktionen 282, 283, 285 und 287 ausgeführt, ohne daß ein Ubertragungserfordernis geliefert wird, was LSPDXFER gleich wahr wäre. Man bemerke, daß das vergangene logische Signal

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LSSELFFX und das gegenwärtige logische Signal LSSELFF gleich bleiben. Da kein Ubertragungserfordernis bei 288 festgestellt wird, setzt sich die Prograinmausführung mit der Auswahl des gleichen Drehzahlkanals 38A als Ist-Wertdrehzahlmessung (WS) in den Instruktionen 299 und 300 fort. Hier wiederum zeigt sich das Betriebsprinzip der Auswahl des Drehzahlkanals ohne Bevorzugung zur Verwendung als Ist-Wertdrehzahlmessung (WS) gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung.

Als ein Beispiel für zumindest zwei fehlerhaft arbeitende Drehzahlkanäle sei angenommen, daß alle drei Drehzahlkanäle 37A, 38a und 39 hinsichtlich ihres Wertes über ihre entsprechenden Abweichungsgrenzen gegangen sind, wobei entweder 37A oder 38A als Ist-Wertdrehzahlmessung (WS) ausgewählt wurde. Wiederum nehme man an, daß die Drehzahl bei 2000 Upm gesteuert wird. Dann wird während der Ausführung des Steuerungsprogramms die Anzeige LTEMPS durch die Instruktionen 250 und 251 falsch gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß 37A hinsichtlich des Wertes mit 38A nicht übereinstimmt. Auch wird LTEMPA durch die Instruktionen 253, 255 und 256 falsch gesetzt und damit angezeigt, daß 37A hinsichtlich seines Wertes von 39 abweicht und LTEMPB wird durch die Instruktionen 253, 258 und 259 falsch gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß 38A hinsichtlich seines Wertes von 39 abweicht. Die Anzeige LSHPSIOK wird durch die Instruktionen 253 und 261 falsch gesetzt, wodurch angezeigt wird, daß 39 hinsichtlich seines Wertes von sowohl 37A als auch 38A abgewichen ist. In der weiteren Fortsetzung werden die Anzeigen LSDIGAOK und LSDIGBOK durch die Instruktionen 263, 264, 266 und 267 falsch gesetzt und dadurch angezeigt, daß sowohl 37A als auch 38A fehlerhaft gearbeitet haben, was der Anzeige LSABFAIL ermöglicht, durch die Instruktionen 270, und 272 wahr gesetzt zu werden. Die Anzeige LSPDMON wird ebenfalls in 275 wahr gesetzt infolge der Entscheidung 274. Die Instruktionen 276, 277 und 278 setzen LSPDOUT wahr infolge der Tatsache, daß alle Kanäle 37A, 38A und 39 voneinander im Wert abweichen. Mit einen wahren LSPDOUT wird die Lauflogikanzeige durch die Instruktion 281 gesetzt und der Rest des

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Drehzahlüberwachungsteils des Steuerungsprogramms 208 umgangen. Infolgedessen wird bei der nächsten periodischen 0,1 s-Befragung der Lauflogikanzeige 212 es zur Ausführung des logischen Programms 210 kommen. Innerhalb des logischen Programms 210 befindet sich die Entscheidungsinstruktion 310. Wenn LSPDOUT wahr ist, wird die Drehzahlregelungssteuerungsfunktion in 311 abgeschaltet. Da BR offen ist (Drehzahlsteuerung), wird die Instruktion 313 dann ausgeführt, die eine Anzeige "gehe auf Manuellbetrieb über" wahr setzt. Bei der nächsten periodischen Ausführung des Steuerungsprogramms 208 wird die Instruktion 246 bei Erkennung, daß LSPDOUT wahr ist, zur Instruktion 247 verzweigen, die die Ist-Wertdrehzahlmessung (WS) auf Null setzt. Das Programm setzt sich wiederum bei der Instruktion 281 fort, wo die Lauflogik wiederum wahr gesetzt wird und der Rest des Drehzahlüberwachungsteils des Steuerungsprogramms 208 umgangen wird.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das in der obigen Beschreibung dargestellte Drehzahlüberwachungssystem die Nachteile hinsichtlich Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der bekannten Systeme, die gegenwärtig verwendet werden, beseitigt, indem drei Drehzahlkanäle Informationen sowohl dem Digitalcomputer 44 über 37A, 38A und 39 als auch dem OPC 46 über 37B, 38B und 39 liefern. Zwei der Drehzahlkanäle 37A und B und 38A und B werden in den identischen Einrichtungen 36A bzw. 36B erzeugt, wodurch in jeder Steuerung 44 und 46 zwei im wesentlichen gleiche Drehzahlkanäle zur Verfügung gestellt werden.

Außerdem werden die Nachteile der bekannten Strukturen bei der bevorzugten Auswahl, wie sie dort verwendet wird, durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Drehzahlüberwachungssystems beseitigt. Einer der identischen Drehzahlkanäle 37A oder 38A in dem Digitalcomputer 44 wird ohne Bevorzugung als Ist-Wertturbinendrehzahlmessung zur Anwendung für die Steuerung der Turbinendrehzahl und der Turbinenbelastung ausgewählt. Nur wenn in den gerade als Ist-Wertturbinendrehzahlmessung verwendeten Drehzahlkanal 37A oder 38A eine Fehlfunktion erkannt

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wird, wird ein neuer Kanal ausgewählt. Außerdem wird während der Drehzahlsteuerung die übertragung zwischen Drehzahlkanälen 37A und 38A den Turbinenbetrieb nicht beeinflussen, weil der Drehzahlsteuerungsfehler während der übertragung konstantgehalten wird.

Das erfindungsgemäße Drehzahlüberwachungssystem vermindert auch die Möglichkeit, eine fehlerhafte OPC-Tätigkeit aufgrund einer einzigen Drehzahlkanalfehlfunktion zu bewirken, wie es in einem bekannten System beschrieben wird, indem der OPC 46 mit drei Drehzahlkanälen an Information 37B, 38B und 39 versorgt wird. Das Drehzahlüberwachungssystem 12C des OPC 46 kann eine Fehlfunktion eines einzigen Drehzahlkanals feststellen und notfalls eine übertragung zwischen identischen Drehzahlkanälen vornehmen, und zwar bevor eine OPC-Wirkung auftritt.

Zusätzlich ermöglicht das erfindungsgemäße Drehzahlüberwachungssystem die Erkennung einer einzigen Kanalfehlfunktion und eine entsprechende Betriebsauswahlübertragung im Digitalcomputer 44 ohne Beeinflussung des Betriebs des OPC 46 und auch eine Erkennung einer Einzelkanalfehlfunktion und eine entsprechende Auswahlübertragungsoperation im OPC 46 ohne Beeinflussung des Digitalcomputers 44. Zusätzlich kann der OPC 46 abgeschaltet werden, wenn festgestellt wird, daß jeweils zwei der drei Drehzahlkanäle 37B, 38B und 39 fehlerhaft arbeiten, ohne daß der Betrieb der Turbine oder die Drehzahl oder die Laststeuerung des Digitalcomputers 44 beeinflußt werden. Das Drehzahlüberwachung s sy stern des Digitalcomputers 44 besitzt Vorkehrungen, um auf manuelle Steuerung bei Turbinenanlaufzuständen umzuschalten, wenn festgestellt wird, daß jeweils zwei von den drei Drehzahlkanälen 37A, 38A und 39 fehlerhaft arbeiten, ohne daß dadurch der Betrieb der Turbine oder des OPC 46 beeinflußt wird.

Es ist selbstverständlich, daß verschiedene Gruppierungen der hier beschriebenen Komponenten abweichen können. Derartige Gruppierungen von Komponenten der Fig. 3 wurden lediglich des-

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halb gewählt, um das Verständnis der Erfindung in der Beschreibung zu erleichtern. Außerdem wurden die vorangegangen Fortran-Flußdiagramme in den Fig. 5, 6, 7A bis 7D und 8 lediglich zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben. Die obige Ausführungsform bezieht sich auf ein System, das auf einem Digitalcomputer basiert, um die vorgenannten Fortran-Programme zur Steuerung der Turbinendrehzahl und der Last zu speichern und auszuführen. Jedoch können auch andere Digitalverarbeitungssysteme, beispielsweise ein Mikroprozessorsystem, die gleichen Funktionen in ähnlicher Weise ausführen.

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Claims

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D Ii s s e I d ο r f I Schaelowplatz 9

Düsseldorf, 8. Aug. 1977

46,777
7755

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

. Patentansprüche ;

( 1. Drehzahlüberwachungseinrichtung für eine Turbinensteuerungsanlage, die Signale liefert, die repräsentativ für die Turbinendrehzahl sind, um den Turbinenbetrieb zu steuern, mit Drehzahlmeßfühlereinrichtungen zur Feststellung der Turbinendrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen ersten, von den Meßeinrichtungen (34A) gesteuerten Umsetzer (36A) zur Erzeugung von sowohl einem ersten digitalen Drehzahlsignal (37A) als auch einem ersten analogen Drehzahlsignal (37B) umfaßt, weiterhin einen zweiten Umsetzer (36B) ähnlich dem ersten Umsetzer (36A), der von der Drehzahlmeßeinrichtung (34B) derart gesteuert wird, daß sowohl ein zweites digitales Drehzahlsignal (38A) als auch ein zweites analoges Drehzahlsignal (38B) erzeugt wird; einem dritten Umsetzer (38) , der von der Drehzahlmeßeinrichtung (34C) so gesteuert wird, daß ein drittes analoges Drehzahlsignal (39) erzeugt wird; erste Einrichtungen (44), die von den ersten und zweiten digitalen Drehzahlsignalen (37A, 38A) und dem dritten analogen Drehzahlsignal (39) gesteuert wird, um das erste oder das zweite digitale Drehzahlsignal (37A, 38a) ohne Bevorzugung als repräsentativ für die Turbinendrehzahl zur Verwendung bei der Steuerung des Turbinenbetriebs unterhalb eines vorbestimmten Drehzahlpegels auszuwählen; und eine zweite Einrichtung (46) , die von erstem, zweitem

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und drittem analogen Drehzahlsignal (37B, 38B, 39) gesteuert wird, um das erste oder das zweite analoge Drehzahlsignal (37B, 38B) ohne Bevorzugung als repräsentativ für die Turbinendrehzahl zur Benutzung in der Steuerung des Turbinenbetriebs oberhalb eines vorbestimmten Drehzahlpegels auszuwählen.
2. Drehzahlüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (44) das andere digitale Drehzahlsignal von entweder dem ersten oder dem zweiten Drehzahlsignal (37A, 38A) bei Erkennung einer Fehlfunktion auswählt, die nur von dem ausgewählten digitalen Drehzahlsignal angezeigt wird.
3. Drehzahlüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (44) Einrichtungen zur Erzeugung eines Fehlfunktionssignals besitzt, sobald das erste oder zweite Digitaldrehzahlsignal (37A, 38a) oder das dritte Analogdrehzahlsignal (39) in seinem Wert von den anderen zwei der drei Drehzahlsignale um einen vorbestimmten Wert oder von einem vorbestimmten Meßwertbereich abweicht; Einrichtungen, die von dem erzeugten Fehlfunktionssignal veranlaßt werden, ein Ubertragungssignal nur zu solchen Zeiten zu erzeugen, wenn das erzeugte Fehlfunktionssignal von dem ausgewählten digitalen Drehzahlsignal erzeugt wird; und Einrichtungen, die von dem Ubertragungssignal veranlaßt werden, das andere erste oder zweite digitale Drehzahlsignal als repräsentativ für die Turbinendrehzahl auszuwählen.
4. Drehzahlüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (46) das andere Signal des ersten oder zweiten analogen Drehzahlsignals (37B, 38B) nur bei Erkennung einer Fehlfunktion hinsichtlich des ausgewählten analogen Drehzahlsignals

(39) auswählt.

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5. Drehzahlüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (46) Einrichtungen zur Erzeugung eines Fehlfunktionssignals zu solchen Zeiten aufweist, wenn weder das erste oder das zweite analoge Drehzahlsignal (37B, 38B) von entweder einem vorbestimmten Meßbereich oder von den anderen zwei der drei analogen Drehzahlsignale (37B, 38B, 39) um einen vorbestimmten Wert abweicht; durch Einrichtungen, die von dem erzeugten Fehlfunktionssignal veranlaßt werden, ein Übertragungssignal nur zu solchen Zeiten zu erzeugen, wenn das erzeugte Fehlfunktionssignal von dem ausgewählten Analogdrehzahlsignal verursacht wird; und durch Einrichtungen, die von dem Übertragungssignal veranlaßt werden, das andere Analogsignal des ersten und des zweiten analogen Drehzahlsignals als repräsentativ für die Turbinendrehzahl auszuwählen.
6. Drehzahlüberwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines dualen Fehlfunktionssignals, wenn zumindest zwei der drei Analogdrehzahlsignale (37B, 38B, 39) eine Fehlfunktion anzeigen, sowie durch Einrichtungen, die von dem dualen Fehlfunktionssignal dazu veranlaßt werden, ein Nulldrehzahlsignal zu erzeugen.

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