DE3234237A1 - Device for monitoring the position control of turbine valve drives - Google Patents
Device for monitoring the position control of turbine valve drivesInfo
- Publication number
- DE3234237A1 DE3234237A1 DE19823234237 DE3234237A DE3234237A1 DE 3234237 A1 DE3234237 A1 DE 3234237A1 DE 19823234237 DE19823234237 DE 19823234237 DE 3234237 A DE3234237 A DE 3234237A DE 3234237 A1 DE3234237 A1 DE 3234237A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- limit value
- control
- control loop
- time
- connected downstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
- G05D3/1445—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with a plurality of loops
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/14—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Einrichtung f.ür di.e.0b.erwachung der S.t.ell.ung.s.reg.el.ung vonFacility for the monitoring of the S.t.ell.ung.s.reg.el.ung of
Turbinenventilantri eben Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für die tberwachung der Stellungsregelung von lurbinenventilantrieben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Turbinenventilantri flat The invention relates to a device for monitoring the position control of turbine valve actuators according to the Preamble of claim 1.
Eine derartige Einrichtung ist aus der DEPS 2 727 969 bekannt. Bei der dort beschriebenen Einrichtung ist für eine aus mehreren Turbinenventilen bestehende Ventilgruppe für jedes Turbinenventil ein separater Regelkreis der Stellungsregelung vorgesehen. Dabei besteht å jeder dieser parallel angesteuerten Regelkreise aus dem hydraulischen Stellzylinder, dem elektrohydraulischen Umformer, einem Stellungsgeber und einem elektrischen Stellungsregler.Such a device is known from DEPS 2,727,969. at the device described there is for one consisting of several turbine valves Valve group for each turbine valve a separate control loop for position control intended. Each of these control loops controlled in parallel consists of å the hydraulic actuating cylinder, the electro-hydraulic converter, a position transmitter and an electric positioner.
Aufgabe eines solchen Regelkreises ist es, entsprechend einem elektrischen Führungssignal bzw. Sollwertsignal den Kraftkolben des hydraulischen Stellzylinders und damit den über die Kolbenstange verbundenen Ventilkegel des zugehörigen Turbinenventils in eine zugeordnete Position zu bringen und unabhängig von Belastungen in dieser Position zu halten. Tritt nun aber in einem der Geräte, die den Regelkreis bilden, ein Fehler auf, so könnte dies dazu führen, daß der Kraftkolben des hydraulischen Stellzylinders eine seiner beiden Endlagen einnimmt und damit die Zuordnung zwischen dem Sollwertsignal und der Stellung des Kraftkolbens nicht mehr gegeben ist. Sofern ein solcher Vorgang dazu führt, daß der Kraftkolben in Schließrichtung läuft, d. h. eine Defektrichtung in Schließlage des hydraulischen Stellzylinders vorliegt, wird dies als Sicherheitsposition angesehen und zugelassen. Im anderen Fall, wenn der Kraftkolben durch einen Fehler im Regelkreis in Öffnungsrichtung läuft, d. h.The task of such a control loop is, like an electrical one Reference signal or setpoint signal to the power piston of the hydraulic actuating cylinder and thus the valve cone of the associated turbine valve connected via the piston rod to be brought into an assigned position and independent of loads in this Hold position. If, however, one of the devices that form the control loop occurs If a fault occurs, this could lead to the power piston of the hydraulic Actuating cylinder occupies one of its two end positions and thus the assignment between the setpoint signal and the position of the power piston is no longer given. Provided such a process results in the power piston running in the closing direction, d. H. there is a defect direction in the closed position of the hydraulic actuating cylinder, this is viewed and permitted as a safety position. In the other case, if the power piston is running in the opening direction due to a fault in the control loop, d. H.
eine Defektrichtung in Öffnungslage des hydraulischen Stellzylinders vorliegt, muß dies jedoch als unzulässig angesehen werden, da damit beispielsweise ein Öffnen der Dampfeinlaßventile zu einer turbine verbunden ist. Aus diesem Grunde ist bei der bekannten Einrichtung für die Stellungsregelung von Turbinenventilen zusätzlich noch eine Schutzeinrichtung vorgesehen, welche beim Auftreten eines Defektes im Regelkreis den Kraftkolben in Schließrichtung des Turbinenventils fährt. Es ist also unabhängig von der Art des Defektes stets eine Defektrichtung in Schließlage des hydraulischen Stellzylinders gewährleistet. Um das Auftreten eines Defektes in einem der parallel angesteuerten Regelkreise der Ventilgruppe registrieren zu können, überwacht die Schutzeinrichtung einen Gleichlauf der Kraftkolben der einzelnen hydraulischen Stellzylinder, so daß derjenige Kraftkolben in Schließrichtung des zugehörigen Turbinenventils verfahren werden kann, dessen Stellung von der Stellung der übrigen Kraftkolben über ein zulässiges Maß hinaus abweicht.a defect direction in the opening position of the hydraulic Adjusting cylinder exists, however, this must be regarded as inadmissible, since it means, for example an opening of the steam inlet valves is connected to a turbine. For this reason is in the known device for the position control of turbine valves In addition, a protective device is provided, which in the event of a defect the power piston moves in the closed direction of the turbine valve in the control loop. It is thus, regardless of the type of defect, there is always a defect direction in the closed position of the hydraulic actuating cylinder guaranteed. To the occurrence of a defect to register in one of the parallel controlled control loops of the valve group can, the protective device monitors a synchronization of the power pistons of the individual hydraulic adjusting cylinder, so that that power piston in the closing direction of the associated turbine valve can be moved whose position from the position of the other power pistons deviates beyond a permissible level.
Eine solche Gleichlaufüberwachung erfordert jedoch einen nicht unerheblichen Geräteaufwand. Außerdem wird bei der Gleichlaufüberwachung vorausgesetzt, daß die parallel angesteuerten Regelkreise auch ein exakt paralleles dynamisches Verhalten aufweisen, was eine gute Abstimmung und Optimierung sowie eine gute Konstanz dieser Optimierung während der Betriebszeit erfordert.However, such a synchronization monitoring requires a not inconsiderable one Device effort. In addition, it is assumed for the synchronization monitoring that the parallel controlled control loops also have an exactly parallel dynamic behavior exhibit what a good coordination and optimization as well as a good constancy of this Requires optimization during uptime.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung für die Überwachung der Stellungsregelung von Turbinenventilantrieben der eingangs genannten Art die Schutz einrichtung so zu verbessern, daß bei Auftreten eines Defektes im Regelkreis mit geringem Aufwand und unabhängig vom dynamischen Verhalten paralleler Regelkreise ein Schnell schluß des zugehörigen Turbinenventils gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object in a device for monitoring the position control of turbine valve drives of the initially named type to improve the protection device so that when a defect occurs in the control loop with little effort and independent of the dynamic behavior of parallel Control loops a quick circuit of the associated turbine valve is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Deil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merk- gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing Deil of claim 1 listed features solved.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß beim Auftreten eines Defektes im Regelkreis der Kraftkolben des hydraulischen Stellzylinders dem elektrischen Führungssignal nicht mehr folgt und daß diese gestörte Zuordnung durch eine Überwachung der Regelabweichung registriert werden kann. Dementsprechend ist vorgesehen, daß die Schutz einrichtung die Regelabweichung mit einem Grenzwert vergleicht und bei Erreichen dieses Grenzwertes den Kraftkolben in Schließrichtung des Turbinenventils fährt.The invention is based on the idea that when a Defect in the control circuit of the power piston of the hydraulic actuator cylinder to the electrical one Reference signal no longer follows and that this disturbed assignment by monitoring the control deviation can be registered. Accordingly, it is provided that the protective device compares the control deviation with a limit value and at When this limit value is reached, the power piston moves in the closing direction of the turbine valve moves.
Da die Schutz einrichtung aber bei im Normalfall auftretenden Regelabweichungen nicht ansprechen darf, müßte der Grenzwert größer sein als die beispielsweise bei einem Einregelvorgang naturbedingt auftretenden Regelabweichungen.Since the protective device, however, should normal deviations occur may not respond, the limit value would have to be greater than that, for example, at control deviations naturally occurring during a control process.
Derart weit weggestellte Ansprechgrenzen der Schutzeinrichtung würden aber andererseits dazu führen, daß ein Defekt im Regelkreis nicht frühzeitig registriert wird und damit ein Schnell schluß des Turbinenventils zu spät eingeleitet wird. Der Erfindung liegt daher die weitere Überlegung zugrunde, daß der Grenzwert nicht fest eingestellt werden darf, sondern als zeitabhängiger Grenzwert eine flexible Anpassung der Ansprechgrenzen der Schutzeinrichtung an ein durch Störgrößen verursachtes dynamisches Verhalten des Regelkreises ermöglicht. Dementsprechend ist weiterhin vorgesehen, daß der Grenzwert in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf mindestens einer am Regelkreis der Stellungsregelung angreifenden Störgröße veränderbar ist, wobei im Sinne der Erfindung unter dem Begriff Störgröße auch die Führungsgröße, d. h. der Stellungssollwert zu verstehen ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die Schutzeinrichtung bei einer durch eine Störgröße verursachten naturbedingten Regelabweichung nicht reagiert und bei einer durch einen Defekt im Regelkreis verursachten Regelabweichung sofort den erforderlichen Schnellschluß des zugehörigen Turbinenventils einleitet.Such distant response limits of the protective device would but on the other hand lead to the fact that a defect in the control loop is not registered early is and thus a quick circuit of the turbine valve is initiated too late. The invention is therefore based on the further consideration that the limit value is not may be set permanently, but a flexible limit value as a time-dependent limit value Adaptation of the response limits of the protective device to one caused by disturbance variables enables dynamic behavior of the control loop. Accordingly, it continues provided that the limit value as a function of the time course at least a disturbance variable acting on the position control loop can be changed, where, in the context of the invention, the term disturbance variable also includes the reference variable, d. H. the position setpoint is to be understood. This ensures that the Protective device in the event of a natural control deviation caused by a disturbance variable does not react and if there is a control deviation caused by a defect in the control loop immediately initiates the necessary quick-action closure of the associated turbine valve.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Grenzwert aus einem fest einstellbaren ersten Grenzwertanteil und mindestens einem vom zeitlichen Verlauf einer am Regelkreis der Stellungsregelung angreifenden Störgröße abgeleiteten weiteren Grenzwertanteil zusammengesetzt. Der fest einstellbare erste Grenzwertanteil definiert hierbei die Ansprechgrenze der Schutz einrichtung bei einem Defekt des sich im stationären Zustand befindlichen Regelkreises, während der weitere Grenzwertanteil eine störgrößenabhängige flexible Verschiebung der Ansprechgrenze bewirkt. Zur Bildung des weiteren Grenzwertanteils ist vorzugsweise eine Störgrößenabfrageeinrichtung vorgesehen, welchr ein Differenzierglied oder ein dynamisches Glied ähnlichen Verhaltens nachgeschaltet ist. Ist dem Differenzierglied ein Zeitglied erster oder höherer Ordnung nachgeschaltet, so wird über empirisch zu ermittelnde Einstellungen im Zeitglied eine gewisse Beeinflussung des zeitabhängigen weiteren Grenzwertanteils ermöglicht.According to a further embodiment of the invention, the limit value is off a fixed, adjustable first limit value component and at least one of the temporal Course of a disturbance variable acting on the control loop of the position control further limit value component composed. The permanently adjustable first limit value portion defines the response limit of the protective device in the event of a defect in the The control loop is in the steady state, while the further limit value portion causes a flexible shift in the response limit depending on the disturbance variable. For education of the further limit value component is preferably a disturbance variable interrogation device provided what a differentiating element or a dynamic element of similar behavior is downstream. Is the differentiator a timing element first or higher Following order, then empirically determined settings in the timer allows a certain influence on the time-dependent further limit value portion.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Störgrößenabfrageeinrichtung ein Differenzierglied mit Zeitverhalten nachgeschaltet. Durch einen dem Differenzierglied mit Zeitverhalten nachgeschalteten Absolutwertbildner wird erreicht, daß dessen Ausgang den absoluten Wert des Einganges annimmt. Eine dem Absolutwertbildner nachgeschaltete unsymmetrische Glättung führt dann dazu, daß über eine empirisch zu ermittelnde Einstellung des Differenziergliedes und der unsymmetrischen Glättung die dynamischen Eigenschaften des zeitabhängigen weiteren Grenzwertanteils bestimmt werden.In a preferred embodiment of the invention, the disturbance variable interrogation device a differentiating element with time response is connected downstream. Through one of the differentiators with time behavior downstream absolute value generator is achieved that its Output assumes the absolute value of the input. One downstream of the absolute value generator Asymmetrical smoothing then leads to an empirical level to be determined Adjustment of the differentiator and the asymmetrical smoothing the dynamic Properties of the time-dependent further limit value portion can be determined.
Da ein dynamisches Verhalten des Regelkreises der Stellungsregelung in erster Linie durch Änderungen des Sollwertsignals bewirkt wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen, daß der Grenzwert aus einem fest einstellbaren ersten Grenzwertanteil und einem vom zeitlichen Verlauf des Sollwertsignals abgeleiteten zweiten Grenzwertanteil zusammengesetzt ist.Because a dynamic behavior of the control loop of the position control primarily caused by changes in the setpoint signal is at one preferred embodiment of the device according to the invention provided that the Limit value from a permanently adjustable first Limit value portion and a second limit value component derived from the time profile of the setpoint signal is composed.
Ein dynamisches Verhalten des Regelkreises der Stellungsregelung kann unter Umständen aber auch durch den Druck der Fluidversorgung als Störgröße bewirkt werden. In derartigen Fällen ist vorgesehen, daß der Grenzwert aus einem fest einstellbaren ersten Grenzwertanteil, einem vom zeitlichen Verlauf des Sollwertsignals abgeleiteten zweiten Grenzwertanteil und einem vom zeitlichen Verlauf des Druckes der Fluidversorgung abgeLeiteten dritten Grenzwertanteil zusammengesetzt ist.A dynamic behavior of the control loop of the position control can but possibly also caused by the pressure of the fluid supply as a disturbance variable will. In such cases it is provided that the limit value can be set from a fixed value first limit value component, one derived from the temporal course of the setpoint signal second limit value portion and one of the time course of the pressure of the fluid supply derived third limit value component is composed.
Zur Bildung des zweiten Grenzwertanteils ist vorzugsweise ein vom Sollwertsignal beaufschlagtes erstes Differenzierglied mit Zeitverhalten vorgesehen. Die nachgeschaltete Anordnung eines ersten Absolutwertbildners und einer ersten unsymmetrischen Glättung führt dann dazu, daß über eine empirisch zu ermittelnde Einstellung des ersten Differenziergliedes und der ersten unsymmetrischen Glättung die dynamischen Eigenschaften des zweiten Grenzwertanteils bestimmt werden.In order to form the second limit value component, an from is preferably used A setpoint signal applied to the first differentiating element provided with a time response. The downstream arrangement of a first absolute value generator and a first unsymmetrical smoothing then leads to an empirical determination Adjustment of the first differentiator and the first asymmetrical smoothing the dynamic properties of the second limit value component can be determined.
In entsprechender Weise ist zur Bildung des dritten Grenzwertanteils einer Druck-Abfrageeinrichtung für den Druck der Fluidversorgung ein zweites Differenzierglied mit Zeitverhalten nachgeschaltet. Hier führt dann die nachgeschaltete Anordnung eines zweiten Absolutwertbildners und einer zweiten unsymmetrischen Glättung dazu, daß über eine empirisch zu ermittelnde Einstellung des zweiten Differenziergliedes und der zweiten unsymmetrischen Giättung die dynamischen Eigenschaften des dritten Grenzwertanteils bestimmt werden.A corresponding way is to form the third limit value component a pressure interrogation device for the pressure of the fluid supply, a second differentiating element downstream with timing behavior. The downstream arrangement then leads here a second absolute value generator and a second asymmetrical smoothing for this, that via an empirically determined setting of the second differentiating element and the second asymmetrical smoothing the dynamic properties of the third Limit proportion can be determined.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.
Es zeigen Fig. 1 eine Einrichtung für die Überwachung der Stellung regelung von Turbinenventilantrieben und die zugehörige Schutzeinrichtung in stark vereinfachter schematischer Darstellung, Fig. 2 ein Blockschaltbild mit dem Regelkreis der Stellungsregelung und einer ersten Ausführungsform der Schutzeinrichtung, Fig. 3 ein Blockschaltbild für den Regelkreis der Stellungsregelung und einer zweiten Ausführungsform der Schutz einrichtung, Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Sollwertsignals bei einer rampenförmigen Sollwertsignaländerung, Fig. 5 den zeitlichen Verlauf des Istwertsignals nach der in Fig. 4 dargestellten Sollwertsignaländerung, Fig. 6 den zeitlichen Verlauf der Regelabweichung nach der in Fig. 4 dargestellten Sollwertsignaländerung, Fig. 7 den zeitlichen Verlauf des für das Ansprechen der Schutz einrichtung maßgeblichen Grenzwertes nach der in Fig. 4 dargestellten Sollwertsignaländerung und Fig. 8 eine Gegenüberstellung der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Kurven zur Verdeutlichung der flexiblen Anpassung des Grenzwertes an das durch eine Sollwertsignaländerung ausgelöste dynamische Verhalten des Regelkreises der Stellungsregelung, wobei einander entsprechende Teile in den einzelnen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind.1 shows a device for monitoring the position control of turbine valve drives and the associated protective equipment in stark simplified schematic representation, FIG. 2 is a block diagram with the control loop the position control and a first embodiment of the protective device, Fig. 3 a block diagram for the control loop of the position control and a second one Embodiment of the protection device, Fig. 4 shows the time course of the setpoint signal in the case of a ramp-shaped setpoint signal change, FIG. 5 shows the time profile of the Actual value signal after the setpoint signal change shown in FIG. 4, FIG. 6 the Temporal progression of the control deviation after the change in the setpoint signal shown in FIG. 4, Fig. 7 shows the time course of the decisive for the response of the protective device Limit value according to the setpoint signal change shown in FIG. 4 and FIG. 8 a Comparison of the curves shown in FIGS. 6 and 7 for clarification the flexible adaptation of the limit value to the change in the setpoint signal triggered dynamic behavior of the control loop of the position control, whereby each other corresponding parts are provided with the same reference symbols in the individual figures are.
Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine Einrichtung für die Überwachung der Stellungsregelung von Turbinenventilantrieben. Diese Einrichtung besitzt einen hydraulischen Stellzylinder 1, dessen Kraftkolben 2 über eine Kolbenstange 3 den Öffnungsgrad eines In der Zeichnung nicht dargestellten Turbinenventils steuert. Der Kraftkolben 2 wird durch eine Feder 4 in eine erste Endlage gedrückt, wenn die der Kolbenstange 3 zugewandte Seite des Kraftkolbens 2 nicht durch ein Druckfluid belastet ist. Diese erste Endlage entspricht der Schließstellung des Turbinenventils. Wird die der Kolbenstange 3 zugewandte Seite des Kraftkolbens 2 durch ein Druckfluid beaufschlagt, so wird der Kraftkolben 2 gegen die Kraft der Feder 4 in eine zweite Endlage gedrückt, welche der größtmöglichen Öffnung des Turbinenventils entspricht.Fig. 1 shows a greatly simplified schematic representation Device for monitoring the position control of turbine valve drives. This device has a hydraulic adjusting cylinder 1, its power piston 2 via a piston rod 3 the degree of opening of a not shown in the drawing Turbine valve controls. The power piston 2 is by a spring 4 in a first End position pressed when the side of the power piston facing the piston rod 3 2 is not loaded by a pressure fluid. This first end position corresponds to the closed position of the turbine valve. Is the side of the power piston facing the piston rod 3 2 acted upon by a pressure fluid, the power piston 2 is against the force of the Spring 4 pressed into a second end position, which is the largest possible opening of the turbine valve is equivalent to.
Zur Erzielung einer besseren Dämpfung bei der Positionierung des Kraftkolbens 2 ist dieser als doppelt wirkender Kolben ausgebildet, wobei seine der Kolbenstange 3 abgewandte Seite bei einer Bewegung in Schließrichtung durch ein Druckfluid beaufschlagt wird und bei einer Bewegung in Öffnungsrichtung druckentlastet wird.To achieve better damping when positioning the power piston 2, this is designed as a double-acting piston, its the piston rod 3 side facing away from a movement in the closing direction acted upon by a pressure fluid and is depressurized when moving in the opening direction.
Die Stellungsregelung des Turbinenventils bzw. die 20-sitionierung des Kraftkolbens 2 innerhalb des zwischen seinen beiden Endlagen liegenden Stellbereichs wird in AbhängIgkeit von einem Sollwertsignal S durch den hydraulischen Fluß von und zu den zu beiden Seiten des Kraftkolbens 2 liegenden Z;linderräumer gesteuert. Hierzu wird der Stellungs-Istwert des Kraftkolbens 2 durch einen Stellungsgeber 5 ermittelt und als elektrisches Istwertsignal I einem elektrischen Stellungsregler 6 zugeführt.The position control of the turbine valve or the positioning of the power piston 2 within the adjusting range lying between its two end positions is dependent on a setpoint signal S by the hydraulic flow of and to the Z; cylinder clearers located on both sides of the power piston 2. For this purpose, the actual position value of the power piston 2 is provided by a position transmitter 5 determined and as an electrical actual value signal I an electrical positioner 6 supplied.
Der elektrische Stellungsregler 6, welchem auch das Sollwertsignal S zugeführt wird, ermittelt zunächst die Regelabweichung als Differenzsignal zwischen den Sollwertsignal S und dem Istwertsignal I. Daraufhin wird dieses Differenzsignal im elektrischen St ellungsregl er 6 verstärkt und als ein der Regelabweichung entsprechendes Signal X einem elektrohydraulischen Umformer 7 zugeführt, welcher als vorgesteuertes Servoventil mit einem Drei/Vier-Wege-Steuerschieber und gesperrtem Durchfluß bei Mittelstellung ausgebildet ist. Zur Steuerung des hydraulischen Flusses von und zu den zu beiden Seiten des Kraftkolbens 2 liegenden Zylinderräumen sind die Zylinderräume mit entsprechenden Steuerleitungen des elektrohydraulischen Umformers 7 verbunden. Der elektrohydraulische Umformer 7 ist ferner an eine Fluidversorgung angeschlossen, von welcher in der Zeichnung lediglich eine Pumpe P und ein Ablauf A angedeutet sind.The electrical positioner 6, which also has the setpoint signal S is supplied, first determines the system deviation as a difference signal between the setpoint signal S and the actual value signal I. Thereupon this Difference signal in the electrical St ellungsregl he 6 amplified and as a control deviation corresponding Signal X fed to an electrohydraulic converter 7, which as a pilot operated Servo valve with a three / four-way control spool and blocked flow at Middle position is formed. To control the hydraulic flow from and the cylinder spaces on both sides of the power piston 2 are the cylinder spaces connected to corresponding control lines of the electrohydraulic converter 7. The electro-hydraulic converter 7 is also connected to a fluid supply, of which only a pump P and a drain A are indicated in the drawing are.
Der Regelkreis für die Stellungsregelung des Turbinenventils besteht aus dem hydraulischen Stellzylinder 1, den elektrohydraulischen Umformer 7, dem Stellungsgeber 5 und dem elektrischen Stellungsregler 6. Tritt nun in einem dieser den Regelkreis bildenden Geräte ein Fehler auf, so könnte dies dazu fuhren, daß der Kraftkolben 2 des hydraulischen Stellzylinders 1 eine seiner beiden Endlagen einnimmt. Um stets eine Defektrichtung in Schlitz lage des hydraulischen Stellzylinders 1 zu gewährleisten, ist deshalb eine insgesamt mit SE bezeichnete Schutzeinrichtung vorgesehen, welche einen Defekt im Regelkreis frühzeitig registriert und dann über ein Schnellschlußsignal SS einen Schnellschluß des Turbinenventils auslöst.The control loop for the position control of the turbine valve exists from the hydraulic actuating cylinder 1, the electrohydraulic converter 7, the Position transmitter 5 and the electrical positioner 6. Now step into one of these the control loop forming devices an error, this could lead to the fact that the power piston 2 of the hydraulic actuating cylinder 1 has one of its two end positions occupies. To always have a defect direction in the slot position of the hydraulic actuating cylinder 1, a protective device designated overall as SE is therefore required provided, which registers a defect in the control loop early and then over a quick-closing signal SS triggers a quick-closing of the turbine valve.
Hierzu wird das Schnellschlußsignal SS einem Schnell schluß-Magnetventil SS-Mv zugeführt, welches den der Feder 4 gegenüberliegenden Zylinderraum zur Druckentlastung mit einem Ablauf A' der Fluidversorgung verbindet, so daß das Turbinenventil durch die Kraft der Feder 4 rasch geschlossen wird.For this purpose, the quick-closing signal SS is a quick-closing solenoid valve SS-Mv supplied, which is the cylinder space opposite the spring 4 for pressure relief connects to a drain A 'of the fluid supply, so that the turbine valve through the force of the spring 4 is closed quickly.
Die Schutzeinrichtung SE umfaßt eine Grenzwerteinrichtung GE, welche die als Differenz zwischen den Sollwertsignal S und dem Istwertsignal I gebildete Regelabweichung R mit einem Grenzwert G vergleicht und bei Erreichen dieses Grenzwertes G das Schnellschlußsignal SS auslöst. Der veränderbare- Grenzwert G ist dabei aus einem fest einstellbaren ersten Grenzwertanteil G1 und einem zeitabhängigen weiteren Grenzwertanteil Gw zusammengesetzt.The protection device SE includes a limit value device GE, which which is formed as the difference between the setpoint signal S and the actual value signal I. Control deviation R with a limit value G compares and when it is reached this limit value G triggers the quick-closing signal SS. The changeable limit value G is made up of a permanently adjustable first limit value component G1 and a time-dependent one further limit value portion Gw composed.
Der weitere Grenzwertanteil Gw wird vom zeitlichen Verlauf einer am Regelreis der Stellungsregelung angreifenden Störgröße SG abgeleitet. Hierzu ist eine Störgrößenabfrageeinrichtung SGA vorgesehen, welche die am Regelkreis angreifende Störgröße SG ermittelt und einem Differenzierglied mit Zeitverhalten DZ zuführt, wobei diesem Differenzierglied mit Zeitverhalten DZ ein Absolutwertbildner AWB und eine unsymmetrische Glättung UG nachgeschaltet sind. Der erste Grenzwertanteil G1 bildet bei stationärem Zustand des Regelkreises eine vorgegebene Ansprechgrenze der Schutz einrichtung SE, während der weitere Grenzwertanteil Gw eine flexible Anpassung der Ansprechgrenze an ein durch die Störgröße SG verursachtes dynamisches Verhalten des Regelkreises bewirkt.The further limit value portion Gw is determined by the time course of an am Control circuit of the position control derived disturbance SG. This is a disturbance variable interrogation device SGA is provided, which acts on the control loop Disturbance variable SG is determined and fed to a differentiating element with time response DZ, with this differentiator with time response DZ an absolute value generator AWB and an asymmetrical smoothing UG are connected downstream. The first limit value portion G1 forms a specified response limit when the control loop is stationary the protection device SE, while the other limit value portion Gw a flexible Adjustment of the response limit to a dynamic caused by the disturbance SG Behavior of the control loop causes.
Letzteres ist in der Zeichnung in den Kästchen der Grenzwerteinrichtung GE durch eine gestrichelte Linie angedeutet.The latter is in the drawing in the box of the limit value device GE indicated by a dashed line.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schutzeinrichtung SE wurde allgemein angenommen, daß ein dynamisches Verhalten des Regelkreises durch eine am Regelkreis angreifende Störgröße verursacht wird. Für die flexible Anpassung der Ansprechgrenzen können aber auch zwei oder mehrere am Regelkreis angreifende Störgrößen herangezogen werden. In erster Linie ist als Störgröße jedoch das Sollwertsignal 5 zu berücksichtigen. Unter Umständen kann auch der Druck p der Fluidversorgung ein dynamisches Verhalten des Regelkreises verursachen. Eine entsprechende als Störgrößenabfrageeinrichtung SGA anzusehende Druck-Abfrageeinrichtung DA für den Druck p ist in Fig. 1 zwischen der Pumpe P und dem elektrohydraulischen Umformer 7 angedeutet.In the embodiment of the protective device shown in FIG. 1 SE was generally assumed to be a dynamic behavior of the control loop a disturbance variable acting on the control loop is caused. For flexible adaptation the response limits can also be two or more acting on the control loop Disturbance variables are used. However, the setpoint signal is primarily the disturbance variable 5 to be considered. Under certain circumstances, the pressure p of the fluid supply cause the control loop to behave dynamically. A corresponding device as a disturbance variable interrogation device SGA to be viewed pressure interrogation device DA for the pressure p is in Fig. 1 between the pump P and the electro-hydraulic converter 7 indicated.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild mit dem Regelkreis der Stellungsregelung und einer mit SE' bezeichneten ersten Ausführungsform der Schutzeinrichtung. Wie zu erkennen ist, besteht der Regelkreis aus dem Stellungsregler 6, dem elektrohydraulischen Umformer 7, dem hydraulischen Stellzylinder 1 und dem Stellungsgeber 5. Der Stellungsregler 6 umfaßt ein Regelglied 61 und einen elektrischen Verstärker 62, wobei das Regelglied 61 das Sollwertsignal S mit dem Istwertsignal I vergleicht und somit die Regelabweichung R ermittelt.Fig. 2 shows a block diagram with the control loop of the position control and a first embodiment of the protective device labeled SE '. As can be seen, the control loop consists of the positioner 6, the electrohydraulic one Converter 7, the hydraulic actuating cylinder 1 and the position transmitter 5. The positioner 6 comprises a control element 61 and an electrical amplifier 62, the control element 61 compares the setpoint signal S with the actual value signal I and thus the control deviation R determined.
Die Schutzeinrichtung Sie' umfaßt ein Addierglied Ag mit nachgeschaltetem Grenzwertschalter Gws, ein mit DZ1 bezeichnetes erstes Differenzierglied mit Zeitverhalten, einen mit AWB1 bezeichneten ersten Absolutwertbildner und eine mit UG1 bezeichnete erste unsymmetrische Glättung.The protective device you 'comprises an adder Ag with a downstream Limit switch Gws, a first differentiating element designated DZ1 with a time response, a first absolute value generator labeled AWB1 and one labeled UG1 first asymmetrical smoothing.
Dem Addierglied AG werden dabei ein vorgegebener erster Grenzwertanteil G1, ein über das erste Differenzierglied mit Zeitverhalten DZ1, den ersten Absolutwertbildner AWB1 und über die erste unsymmetrische Glättung UG1 vom Sollwert signal 5 abgeleiteter zeitabhängiger zweiter Grenzwertanteil G2 und die Regelabweichung R zugeführt. Der auf ein Null-Signal fix eingestellte Grenzwertschalter Gws beaufschlagt das Schnellschluß-Hagnetventil SS-Mv dann mit einem Schnellschlußsignal SS, wenn die Regelabweichung R die Summe aus dem ersten Grenzwertanteil G1 und dem zweiten Grenzwertanteil G2 erreicht, bzw. überschreitet, d. h. wenn das Eingangssignal des Grenzwertschalters Gws den Wert Null oder größer Null führt.A predetermined first limit value component is assigned to the adder AG G1, via the first differentiator with time response DZ1, the first absolute value generator AWB1 and the first asymmetrical smoothing UG1 derived from the setpoint signal 5 time-dependent second limit value component G2 and the control deviation R supplied. Of the Limit switch Gws set to a zero signal acts on the quick-acting solenoid valve SS-Mv then with a quick-closing signal SS when the system deviation R is the sum achieved from the first limit value portion G1 and the second limit value portion G2, or exceeds, d. H. if the input signal of the limit switch Gws has the value Leads to zero or greater than zero.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild mit dem Regelkreis der Stellungsregelung und einer mit SE' bezeichneten zweiten Ausführungsform der Schutzeinrichtung. Hier ist angedeutet, daß am Regelkreis neben dem Sollwertsignal 5 ggf.Fig. 3 shows a block diagram with the control loop of the position control and a second embodiment of the protective device labeled SE '. here it is indicated that, in addition to the setpoint signal 5, the control loop may
auch der Druck p der Fluidversorgung als Störgröße angreifen kann. Die Schutz einrichtung SE" unterscheidet sich dementsprechend von der in Fig. 2 dargestellten Schutz einrichtung SE' dadurch, daß zusätzlich noch ein mit DZ2 bezeichnetes zweites Differenzierglied mit Zeiverhalten, ein mit AWB2 bezeichneter zweiter Absolutwertbildner und eine mit UG2 bezeichnete zweite unsymmetrische Glättung vorgesehen sind, welche einen vom zeitlichen Verlauf des Druckes p der Fluidversorgung abgeleiteten dritten Grenzwertanteil G3 bilden. Dieser dritte Grenzwertanteil G3 wird dann zusätzlich noch den nunmehr mit Ag' bezeichneten Addierglied zugeführt, d. h., der Grenzwertschalter Gws spricht dann an, wenn die Regelabweichung die Summe aus dem ersten Grenzwert anteil G1, dem zweiten Grenzwertanteil G2 und dem dritten Grenzwertanteil G3 erreicht, bzw. überschreitet.the pressure p of the fluid supply can also act as a disturbance variable. The protection device SE ″ differs accordingly from that in FIG. 2 shown Protection device SE 'in that additionally a second differentiating element, designated DZ2, with Zeiver Behavior, one with AWB2 designated second absolute value generator and a designated UG2 second asymmetrical Smoothing are provided, which one of the time course of the pressure p the Form fluid supply derived third limit value portion G3. This third limit portion G3 is then additionally fed to the adder now designated Ag ', d. In other words, the limit switch Gws responds when the control deviation exceeds the total from the first limit value portion G1, the second limit value portion G2 and the third Limit portion G3 reached or exceeded.
Im folgenden wird unter Hinweis auf die Figuren 4 bis 8 das zeitliche Verhalten der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung nach einer Änderung des Sollwertsignals S noch näher erläutert. Hierzu ist zunächst in Fig. 4 das Sollwertsignal 5 über der Zeit t aufgetragen, wobei sich die Sollwertsignaländerung als Rampenfurilrtion darstellt.In the following, with reference to FIGS. 4 to 8, the temporal Behavior of the device shown in FIG. 2 after a change in the setpoint signal S explained in more detail. For this purpose, the setpoint signal 5 is first shown in FIG. 4 the time t is plotted, with the change in setpoint signal as the ramp curve represents.
In Fig. 5 ist der Verlauf des Istwertsignals I über der Zeit t aufgetragen. Es ist das typische Verhalten eines Regelkreises beim Einregelvorgang zu erkennen, wobei das Istwertsignal I der in Fig. 4 gezeigten Sollwertsignaländerung mit einer gewissen Verzögerung und mit Überschwingungen folgt.In FIG. 5, the course of the actual value signal I is plotted over time t. The typical behavior of a control loop during the adjustment process can be seen, where the actual value signal I of the setpoint signal change shown in Fig. 4 with a certain delay and with overshoot follows.
Fig. 6 zeigt den Verlauf der Regelabweichung R über der Zeit t, wobei sich die Regelabweichung R als Differenz des in Fig. 4 dargestellten Verlaufs des Sollwertsignals S und des in Fig. 5 dargestellten Verlaufs des Istwertsignals I ergibt.Fig. 6 shows the course of the control deviation R over time t, where the control deviation R is the difference between the curve shown in FIG Setpoint signal S and the course of the actual value signal I shown in FIG. 5 results.
Fig. ? zeigt den Verlauf des Grenzwertes G über der Zeit t, wobei sich dieser Grenzwert G gemäß Fig. 2 aus einem festen ersten Grenzwertanteil G1 und einem vom zeitlichen Verlauf des Sollwertsignals 5 abgeleiteten zweiten Grenzwertanteil G2 zusammensetzt. Es ist zu erkennen, daß der Grenzwert G vor der in Fig. 4 dargestellten Sollwertsignaländerung und nach dem Abklingen des durch die Sollwertsignaländerung ausgelösten dynamischen Verhaltens des Regelkreises dem fest eingestellten ersten Grenzwertanteil G1 entspricht. Während des Einregelvorganges führt å jedoch der zweite Grenzwertanteil G2 zu einer dem dynamischen Verhalten des Regelkreises angepaßten Vergrößerung des Grenzwertes G.Fig.? shows the course of the limit value G over time t, where This limit value G according to FIG. 2 is derived from a fixed first limit value component G1 and one from the temporal Course of the setpoint signal 5 derived composed of second limit value portion G2. It can be seen that the limit value G before the setpoint signal change shown in FIG. 4 and after the decay the dynamic behavior of the control loop triggered by the change in the setpoint signal corresponds to the fixed first limit value portion G1. During the adjustment process However, if the second limit value component G2 leads to dynamic behavior of the control loop adapted enlargement of the limit value G.
Fig. 8 zeigt schließlich eine Gegenüberstellung des über der Zeit t aufgetragenen Grenzwertes G und der ebenfalls über der Zeit t aufgetragenen und strichpunktiert dargestellten Regelabweichung R. Es ist zu erkennen, daß die Kurve des Grenzwertes G die Kurve der Regelabweichung R einschließt. Dies gilt aber nur, solange im Regelkreis kein Defekt auftritt. Beim Auftreten eines derartigen Defektes würde die Regelabweichung R den Grenzwert G erreichen, was dann zu einer sofortigen Auslösung des Schnellschlusses des Turbinenventils durch die in Fig. 2 dargestellte Schutzeinrichtung SE' führen würde.8 finally shows a comparison of the over time t plotted limit value G and also plotted against time t and Control deviation R shown in dash-dotted lines. It can be seen that the curve of the limit value G includes the curve of the control deviation R. But this only applies as long as there is no defect in the control loop. When such a defect occurs the system deviation R would reach the limit value G, which then becomes an immediate one Triggering of the quick closing of the turbine valve by the one shown in FIG. 2 Protective device SE 'would lead.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Schutzeinrichtungen SE, SE' und SE" für die Überwachung der Stellungsregelung von Turbinenventilen, wie z. B. Regelventilen oder auch Umleitventilen eingesetzt. Darüber hinaus sind derartige Schutzeinrichtungen aber auch allgemein zur Überwachung von Regelkreisen anwendbar.In the exemplary embodiments described above, the protective devices SE, SE 'and SE "for monitoring the position control of turbine valves, such as B. control valves or diverting valves are used. In addition, are Such protective devices, however, also generally for monitoring control loops applicable.
15 Patentansprüche 8 Figuren15 claims 8 figures
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823234237 DE3234237A1 (en) | 1982-09-15 | 1982-09-15 | Device for monitoring the position control of turbine valve drives |
| JP16907683A JPS5977008A (en) | 1982-09-15 | 1983-09-13 | Apparatus for controlling position of turbine valve operation part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823234237 DE3234237A1 (en) | 1982-09-15 | 1982-09-15 | Device for monitoring the position control of turbine valve drives |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3234237A1 true DE3234237A1 (en) | 1984-03-22 |
Family
ID=6173299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823234237 Withdrawn DE3234237A1 (en) | 1982-09-15 | 1982-09-15 | Device for monitoring the position control of turbine valve drives |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5977008A (en) |
| DE (1) | DE3234237A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29612775U1 (en) * | 1996-07-23 | 1997-08-21 | Siemens AG, 80333 München | Positioner and control valve with such a positioner |
| DE19921828A1 (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-23 | Samson Ag | Operating method for position controller by deactivating position controller when error signal is detected |
| RU2457337C2 (en) * | 2007-03-29 | 2012-07-27 | Дженерал Электрик Компани | Method of monitoring steam turbine valve assemblies |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1426802A1 (en) * | 1961-11-03 | 1969-03-13 | Gen Electric | Control system for a turbine |
| DE2737969B1 (en) * | 1977-08-23 | 1978-07-20 | Kraftwerk Union Ag | Monitoring device for steam turbine valves |
-
1982
- 1982-09-15 DE DE19823234237 patent/DE3234237A1/en not_active Withdrawn
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16907683A patent/JPS5977008A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1426802A1 (en) * | 1961-11-03 | 1969-03-13 | Gen Electric | Control system for a turbine |
| DE2737969B1 (en) * | 1977-08-23 | 1978-07-20 | Kraftwerk Union Ag | Monitoring device for steam turbine valves |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29612775U1 (en) * | 1996-07-23 | 1997-08-21 | Siemens AG, 80333 München | Positioner and control valve with such a positioner |
| DE19921828A1 (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-23 | Samson Ag | Operating method for position controller by deactivating position controller when error signal is detected |
| DE19921828C2 (en) * | 1999-05-11 | 2001-06-07 | Samson Ag | Method for operating a positioner and positioner using this method |
| US6512960B1 (en) | 1999-05-11 | 2003-01-28 | Samson Aktiengesellschaft | Positioner and method for operating the positioner |
| RU2457337C2 (en) * | 2007-03-29 | 2012-07-27 | Дженерал Электрик Компани | Method of monitoring steam turbine valve assemblies |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5977008A (en) | 1984-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0837275B1 (en) | Solenoid actuated relief valve for electro-hydraulic lifting devices | |
| DE2257213B2 (en) | 3- or 4-way solenoid valve | |
| EP1151363B1 (en) | Proportional pressure control valve | |
| DE10255414B4 (en) | Proportional pressure control valve for regulating the pressure level in a hydraulic circuit | |
| EP1254403B1 (en) | Method for control of a proportional magnet with a hold function | |
| DE2427238A1 (en) | HYDRAULIC PRESSURE REGULATOR FOR NON-BLOCKING BRAKE SYSTEM | |
| EP1801473A2 (en) | Hydraulic valve | |
| EP0840685B1 (en) | Electromagnetic actuating device | |
| DE2831808A1 (en) | HYDRAULIC DRIVE DEVICE | |
| EP0904495B1 (en) | Valve device, especially a combined proportional-distributing valve device | |
| DE3234237A1 (en) | Device for monitoring the position control of turbine valve drives | |
| EP0241870B1 (en) | Hydraulic control device | |
| EP0055351B1 (en) | Electrohydraulic position drive for turbine valves | |
| EP0771950B1 (en) | A method for protecting a turbo compressor from operating in an unstable range by means of valves having two actuating speeds | |
| DE19813913A1 (en) | Reducing hysteresis of electromagnetic control element related to its iron circuit, especially for the magnet of hydraulic or pneumatic proportional valve | |
| DE4244304A1 (en) | Actuating device for a hydraulic actuator with pressure-proportional control signal | |
| EP1146405B1 (en) | Feedback control method | |
| DE2838219A1 (en) | Hydraulic drive for HV power circuit breaker - has piston in cylinder operated by pressure medium controlled by piston-like valve | |
| EP0917675A1 (en) | Position regulator for drive systems and pneumatic control valve having a position regulator of this type | |
| EP3489558A2 (en) | Modular safety valve | |
| DE3418261A1 (en) | Valve arrangement for controlling and monitoring the working pressure of a hydraulic consumer | |
| DE3800527C2 (en) | ||
| EP2984527B1 (en) | Hydraulic assembly with decoupled operation of two valve devices | |
| DE29705635U1 (en) | Valve device, in particular combined proportional directional valve device | |
| DE2839476C2 (en) | Control device for a controlled system controlled by means of two sub-actuators of a total manipulated variable |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIEMENS AG, 1000 BERLIN UND 8000 MUENCHEN, DE |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |