JP4839279B2 - Turbine control device and turbine control method - Google Patents
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Description
本発明は、タービン制御装置及びタービン制御方法に係り、特に、蒸気流量要求信号を制御弁の開度指令信号に変換する関数を備え、タービンに流入する流体流量を制御する装置に好適なタービン制御装置及びタービン制御方法に関する。 The present invention relates to a turbine control device and a turbine control method, and more particularly, a turbine control suitable for an apparatus for controlling a fluid flow rate flowing into a turbine, having a function for converting a steam flow rate request signal into a control valve opening command signal. The present invention relates to an apparatus and a turbine control method.
一般にタービンの制御は、タービンに流入する蒸気の配管に設けられた制御弁を制御し、タービンに流入する蒸気流量を調整するものである。すなわち、タービンへの蒸気流量を決める流量司令部からの蒸気流量要求信号を、弁の開度に対する流入蒸気量の関係から得られる関数により制御弁の開度指令信号に変換して制御弁を制御するのである。このような技術は例えば、特開2005−189016号公報に記載されている。 In general, turbine control is performed by controlling a control valve provided in a pipe for steam flowing into the turbine to adjust the flow rate of steam flowing into the turbine. That is, the steam flow request signal from the flow control unit that determines the steam flow to the turbine is converted into a control valve opening command signal by a function obtained from the relationship of the inflow steam amount to the valve opening, and the control valve is controlled. To do. Such a technique is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-189016.
この弁の開度に対する流入蒸気量の関係から得られる関数は、弁が機械的な特性をもつために変化する為、定期的に、弁の開度指令信号に対する弁の動作、すなわち弁のストロークを測定して、計画値と同等の特性に補正する必要がある。 Since the function obtained from the relationship between the inflow steam amount and the valve opening degree changes due to the mechanical characteristics of the valve, the valve operation with respect to the valve opening command signal, that is, the valve stroke Must be measured and corrected to a characteristic equivalent to the planned value.
関数の特性に従って弁開度指令信号に変換され、弁開度指令信号に基づき制御弁が動作するが、従来は、マニュアル作業にて弁調整スイッチを入れて試験用入力信号を関数に入力し、そして、動作した制御弁のストロークを測定し、測定値が計画値の許容範囲に収まるように、関数のパラメータを手入力で変換するという作業を繰り返し、関数のパラメータを調整するものであった。 It is converted into a valve opening command signal according to the characteristics of the function, and the control valve operates based on the valve opening command signal.However, conventionally, the valve adjustment switch is turned on manually and the test input signal is input to the function. Then, the stroke of the operated control valve is measured, and the function parameter is manually changed so that the measured value falls within the allowable range of the planned value, and the function parameter is adjusted.
そのため、試験用入力信号の入力,関数のパラメータの手入力による変換、及び制御弁ストロークの測定に時間と労力を要し、前記の入力,変換操作,制御弁ストロークの測定に対してヒューマンエラーが発生する可能性も高まる。 Therefore, it takes time and labor to input test input signals, manually convert function parameters, and measure the control valve stroke, and human errors will occur for the input, conversion operation, and control valve stroke measurement. The possibility of occurrence is also increased.
本発明の目的は、簡単な構成で自動調整が可能なタービン制御装置及びタービン制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a turbine control device and a turbine control method capable of automatic adjustment with a simple configuration.
上記目的を達成するために、本発明では、試験用蒸気流量要求信号を生成し、制御用蒸気流量要求信号と前記試験用蒸気流量要求信号の一方を選択し、前記選択された信号を所定の変換規則に沿って開度指令信号に変換し、前記開度指令に応じた制御弁の動作を示す制御弁動作信号を入力し、前記制御弁動作信号を蒸気流量要求信号に相当する信号に変換し、前記試験用蒸気流量要求信号が選択されたときに出力される蒸気流量要求信号に相当する信号と、前記生成された試験用蒸気流量要求信号とを比較して前記変換規則を補正するように構成した。 In order to achieve the above object, the present invention generates a test steam flow rate request signal, selects one of the control steam flow rate request signal and the test steam flow rate request signal, and selects the selected signal as a predetermined signal. Convert to opening command signal according to conversion rules, input control valve operation signal indicating operation of control valve according to the opening command, and convert the control valve operation signal to a signal corresponding to steam flow request signal The conversion rule is corrected by comparing a signal corresponding to the steam flow request signal output when the test steam flow request signal is selected with the generated test steam flow request signal. Configured.
具体的には、関数のパラメータの調整中に、弁ストローク信号から蒸気流量要求信号に相当する信号を算出し、関数に入力する試験用信号の不足分に対する補正量を算出し、関数に入力する試験用信号に補正量を加算して関数に入力した後、関数から出力される弁開度指令信号を関数のパラメータYに格納することで、自動的にパラメータYを調整する。 Specifically, during adjustment of the function parameters, a signal corresponding to the steam flow request signal is calculated from the valve stroke signal, a correction amount for the shortage of the test signal input to the function is calculated, and input to the function After the correction amount is added to the test signal and input to the function, the valve opening command signal output from the function is stored in the parameter Y of the function to automatically adjust the parameter Y.
本発明によれば、簡単な構成で自動調整が可能となる。より具体的には、弁ストローク信号に基づいた簡単な構成での関数のパラメータY調整ができ、調整時間,労力を軽減し、ヒューマンエラーの抑制にもつながる調整が可能となる。 According to the present invention, automatic adjustment is possible with a simple configuration. More specifically, the parameter Y of the function can be adjusted with a simple configuration based on the valve stroke signal, adjustment time and labor can be reduced, and adjustment that leads to suppression of human error is also possible.
以下図面を用いて本発明を説明する。 The present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の関数パラメータYを自動で調整する回路を備えたタービン制御回路を示し、関数パラメータ調整回路1を追設したことを特徴とする。図においてパラメータX1〜Xn,Y1〜Ynを備えた関数(f1(X))16と、タービンに流入する蒸気流量を調整する制御弁22と、制御弁22のストロークを測定し、測定値である弁ストローク信号26を出力する弁ストローク測定器23が設けられているが、本実施例では、関数16のパラメータY1〜Ynについて、制御弁22の弁ストロークを測定し、測定値に基づいて関数16のパラメータY1〜Ynを自動的に、調整するために、追設した関数パラメータ調整回路1にて関数16のパラメータYnを自動で調整する。
FIG. 1 shows a turbine control circuit provided with a circuit for automatically adjusting a function parameter Y according to the present invention, and is characterized in that a function
蒸気流量司令部30は、負荷とタービン回転速度により蒸気流量要求信号31を求め、出力する。関数16はパラメータXnとYnとが1対1に定められており、例えば、図4に示すような、その交点を滑らかに結ぶグラフが示す特性を備える。切替スイッチ8から蒸気流量要求信号31としてX1が入力されると、関数16ではY=f1(X)として対応するY1が出力されるのである。すなわち、X1,X2,…,X6が入力されるとそれぞれに対応するY1,Y2,…,Y6が出力される。なお、中間値は例えば図4に示されるように補間される。ここで、X1〜Xnはあらかじめ決められた定数であり、Y1〜Ynは調整によって変化する変数である。通常の制御では、切替スイッチ8にて選択され(接点bと接点cを接続)蒸気流量要求信号31が関数16に入力され、関数特性により変換後、弁開度指令信号17として出力され、制御弁を動作する。関数16の出力である弁開度指令信号17によりサーボアンプ20及びサーボ弁21を介して制御弁22の開度が調整される。すなわち、制御弁22の開度は差動トランス24によって弁開度信号25として検出され弁開度指令信号17に追従するようにフィードバック制御される。
The steam
関数パラメータ調整回路1は、弁調整スイッチ2,弁調整モード1〜N選択スイッチ3,切替スイッチ4,比較器5,パラメータ切替6,積分器7,切替スイッチ8,切替スイッチ9,保持回路10−1〜N,切替スイッチ11−1〜N,関数12を有する。
The function
弁調整スイッチ2はパラメータ調整を実施する際に操作し、実施中はON信号を出力し、切替スイッチを接点aと接点cを接続する。関数16のパラメータYnの調整は、パラメータY1〜Ynを1つずつ順に調整するが、調整するパラメータに応じて関数16に入力する試験用入力信号もK1〜Knがあらかじめ決めてある。
The
弁調整モード1〜N選択スイッチ3は、調整するパラメータを選択するスイッチで、Ynを調整する場合はモードNを選択して使用する。
The
切替スイッチ4は弁調整モード1〜N選択スイッチ3の選択結果に基づき、モードNが選択された場合は入力端子をNに切り替えて、Knの値を出力する。
The
比較器5は、試験用入力信号Knと、試験用入力相当信号15を入力し、両信号の偏差がパラメータH以上、またはL以下のとき、ON信号を出力する。それ以外の場合はOFF信号を出力する。 The comparator 5 receives the test input signal Kn and the test input equivalent signal 15 and outputs an ON signal when the deviation between the two signals is equal to or greater than the parameter H or less than L. In other cases, an OFF signal is output.
パラメータ切替6は弁調整モード1〜N選択スイッチ3の選択に従って、比較器5のパラメータH、Lを切り替える。つまり、弁調整モードに従って、パラメータYnの調整許容範囲を切り替える。
The parameter switching 6 switches the parameters H and L of the comparator 5 according to the selection of the
積分器7は比較器5の出力がONの場合、試験用入力信号Kと試験用入力相当信号15の偏差を積分演算した値を補正量14として出力する。比較器5の出力がOFFの場合は出力がOFFになる直前の出力を保持し、補正量14として出力する。 When the output of the comparator 5 is ON, the integrator 7 outputs a value obtained by integrating the deviation between the test input signal K and the test input equivalent signal 15 as the correction amount 14. When the output of the comparator 5 is OFF, the output immediately before the output is turned OFF is held and output as the correction amount 14.
切替スイッチ8は弁調整スイッチ2の出力がOFFの場合はbの入力である蒸気流量要求信号31をcより出力し、弁調整スイッチ2の出力がONの場合は試験用入力信号Kに補正量14が加算された値をcより出力する。
When the output of the
切替スイッチ9は弁調整モード1〜N選択スイッチ3の選択結果に従って、出力端子を1〜Nのいずれかに切り替えて、関数16の出力である弁開度指令信号17を出力する。
The changeover switch 9 switches the output terminal to any one of 1 to N according to the selection result of the
保持回路10−1〜Nは、弁調整モード1〜N選択スイッチ3の選択結果に従って動作する。
The holding circuits 10-1 to 10 -N operate according to the selection result of the
モードNが選択された場合は、保持回路10−NはXの入力をそのままYより出力し、選択が解除されると、解除される直前のXの入力値で出力を保持する。 When the mode N is selected, the holding circuit 10-N outputs the X input as it is from the Y, and when the selection is canceled, the output is held at the input value of X immediately before the cancellation.
切替スイッチ11−1〜Nも、弁調整モード1〜N選択スイッチ3の選択結果に従って動作する。モードNが選択された場合は、切替スイッチ11−Nはaの入力である、選択される直前の出力をcより出力し、選択が解除されると、bの入力である保持回路10−Nの出力信号をcより出力する。
The changeover switches 11-1 to 11 -N also operate according to the selection result of the
関数12は制御弁22の弁ストローク測定器23より出力された弁ストローク信号26を試験用入力信号に逆変換する関数であり、出力を試験用入力相当信号15とする。 The function 12 is a function for inversely converting the valve stroke signal 26 output from the valve stroke measuring device 23 of the control valve 22 into a test input signal, and the output is a test input equivalent signal 15.
このフローは図1で示したブロック図の機能を実現するものであり、マイクロコンピュータのソフトウェア(プログラム)によるとこのフローの動作を実現しても良いのはもちろんである。 This flow realizes the function of the block diagram shown in FIG. 1, and it is needless to say that the operation of this flow may be realized by microcomputer software (program).
図2のパラメータ調整回路動作フローを説明する。 The operation flow of the parameter adjustment circuit in FIG. 2 will be described.
ステップ1−1で弁調整スイッチ2をONとし試験用入力信号が選択されるようにする。
In step 1-1, the
ステップ1−2で弁調整モードN選択スイッチをONとする。 In step 1-2, the valve adjustment mode N selection switch is turned ON.
ステップ2−1では、弁調整モードNを選択したことにより、切替スイッチ4の入力端子が切り替わり、関数16のパラメータYnに対応した入力信号であるKnが試験用入力信号として出力される。これに伴い、パラメータ切替6,切替スイッチ9,保持回路10及び切替スイッチ11が切替えられる。
In step 2-1, by selecting the valve adjustment mode N, the input terminal of the
ステップ2−2〜2−4では、比較器5が試験用入力信号Knと試験用入力相当信号(15)Kaの偏差を比較し、偏差が弁調整モードNを選択したことにより切り替えられたパラメータHn以上、またはLn以下の場合で、比較器5の出力がONとなる。この場合、積分器7は前回出力KyにΔKを付加し、補正量14を出力する。 In Steps 2-2 to 2-4, the comparator 5 compares the deviation between the test input signal Kn and the test input equivalent signal (15) Ka, and the deviation is switched by selecting the valve adjustment mode N. In the case of Hn or more or Ln or less, the output of the comparator 5 is turned ON. In this case, the integrator 7 adds ΔK to the previous output Ky and outputs the correction amount 14.
ステップ2−5では、偏差がHn未満、及びLnより大である場合で、比較器5の出力はOFFとなるため、積分器7は前回出力Kyをそのまま補正量14として出力する。 In step 2-5, when the deviation is less than Hn and greater than Ln, the output of the comparator 5 is OFF, so the integrator 7 outputs the previous output Ky as the correction amount 14 as it is.
ステップ2−6ではステップ2−4,ステップ2−5で演算された補正量14が試験用入力信号Knに加算され、関数16に入力される。 In Step 2-6, the correction amount 14 calculated in Step 2-4 and Step 2-5 is added to the test input signal Kn and input to the function 16.
ステップ2−7では、関数16は特性に従い、前記の入力値に対応した出力値を弁開度指令信号17として出力する。なお、この弁開度指令信号17はステップ2−12で保持される。 In step 2-7, the function 16 outputs an output value corresponding to the input value as the valve opening command signal 17 according to the characteristics. The valve opening command signal 17 is held at step 2-12.
ステップ2−8では、弁開度指令信号と弁開度信号25の偏差分がサーボアンプ20で増幅され、サーボ弁21を動作し、それにより制御弁22が動作する。
In Step 2-8, the deviation between the valve opening command signal and the valve opening signal 25 is amplified by the servo amplifier 20, and the
ステップ2−9では、弁ストローク測定器23が制御弁22のストロークの動作量を測定し、その測定値を弁ストローク信号26として関数12に出力する。 In Step 2-9, the valve stroke measuring device 23 measures the stroke operation amount of the control valve 22, and outputs the measured value to the function 12 as the valve stroke signal 26.
ステップ2−10では、弁ストローク信号26は関数12の特性に従い、試験用入力相当信号15に変換される。そしてステップ2−2,2−3に戻り、ステップ2−4、または2−5が実行されることを繰り返す。 In step 2-10, the valve stroke signal 26 is converted into a test input equivalent signal 15 according to the characteristics of the function 12. And it returns to step 2-2, 2-3, and repeats that step 2-4 or 2-5 is performed.
一方、ステップ2−3で、Kn−Ka≧Hn or Kn−Ka≦Lnが“NO”と判断された場合は、ステップ2−11で、試験用入力信号Knと試験用入力相当信号Kaの偏差がLn〜Hnの範囲内に入ったため、その時点での弁開度指令信号17が満足されていると判断し、弁調整モード選択スイッチをOFFする。 On the other hand, if it is determined in step 2-3 that “Kn−Ka ≧ Hn or Kn−Ka ≦ Ln” is “NO”, in step 2-11, the deviation between the test input signal Kn and the test input equivalent signal Ka. Is within the range of Ln to Hn, it is determined that the valve opening command signal 17 at that time is satisfied, and the valve adjustment mode selection switch is turned OFF.
ステップ2−12〜2−14では、選択スイッチのOFFにより、保持回路10−Nは選択スイッチがOFFされる直前の値を保持して出力し、切替スイッチ11−Nは入力端子をbに切り替えるため、保持回路10−Nの出力である選択スイッチがOFFされる直前の値を出力し、従って関数16のパラメータYnの値は選択スイッチがOFFされる直前の弁開度指令信号17の値で固定される。 In steps 2-12 to 2-14, when the selection switch is turned off, the holding circuit 10-N holds and outputs the value immediately before the selection switch is turned off, and the changeover switch 11-N switches the input terminal to b. Therefore, the value immediately before the selection switch, which is the output of the holding circuit 10-N, is turned off is output. Therefore, the value of the parameter Yn of the function 16 is the value of the valve opening command signal 17 immediately before the selection switch is turned off. Fixed.
よって、パラメータYnの調整が完了し、ステップ3で、弁調整スイッチ2をOFFしてパラメータ調整終了となる。
Therefore, the adjustment of the parameter Yn is completed, and in
図3に図1に示すパラメータ調整回路を用いてパラメータYnの調整を実施した際の関数パラメータYn,弁開度指令信号17,補正量14,試験用入力相当信号15,試験用入力信号Knの推移を示す。 FIG. 3 shows the function parameters Yn, the valve opening command signal 17, the correction amount 14, the test input equivalent signal 15, and the test input signal Kn when the parameter Yn is adjusted using the parameter adjustment circuit shown in FIG. Shows the transition.
Ta で弁調整スイッチ2をONにする。T0 にて弁調整モードN選択スイッチをONすると、試験用入力信号Knが選択され、それに基づいて制御弁22が動作し、ストローク動作量に従い試験用入力相当信号15が上昇する。
It turns ON the
試験用入力信号Knと試験用入力相当信号15の偏差により、補正量が発生し、比較器5のHn,Lnの許容範囲内に収まるまで、補正量が増加する。それに伴い、関数16の出力である弁開度指令信号17が増加する。 Due to the deviation between the test input signal Kn and the test input equivalent signal 15, a correction amount is generated and increases until it falls within the allowable range of Hn and Ln of the comparator 5. Along with this, the valve opening command signal 17 that is the output of the function 16 increases.
試験用入力相当信号15,補正量14,弁開度指令信号17が安定したため、弁調整モードN選択スイッチをOFFすると、保持回路10−Nで保持されていた弁開度指令信号17の値が切替スイッチ11−Nを介してパラメータYnに入力されるため、T1 で関数パラメータYnは上昇し、そのまま固定される。そして、Tb で弁調整スイッチ2をOFFにする。
Since the test input equivalent signal 15, the correction amount 14, and the valve opening command signal 17 are stable, when the valve adjustment mode N selection switch is turned off, the value of the valve opening command signal 17 held in the holding circuit 10-N is changed. to be input to the parameter Yn through the switch 11-N, function parameters Yn by T 1 rises, is directly fixed. Then, the
図5に別のパラメータ調整回路の例を示す。図1と異なる箇所のみ説明し同様な箇所については説明を省略する。図1と異なる箇所は、弁ストローク信号26ではなく、差動トランス24から出力される弁開度信号25を関数13で試験用入力相当信号15に変換し使用する点である。この方法でも、同様のパラメータ調整が可能である。 FIG. 5 shows an example of another parameter adjustment circuit. Only parts different from FIG. 1 will be described, and description of similar parts will be omitted. 1 differs from the valve stroke signal 26 in that the valve opening signal 25 output from the differential transformer 24 is converted into a test input equivalent signal 15 by the function 13 and used. Even in this method, the same parameter adjustment is possible.
1 関数パラメータ調整回路
2 弁調整スイッチ
3 弁調整モード1〜N選択スイッチ
4,8,9 切替スイッチ
5 比較器
6 パラメータ切替
7 積分器
10 保持回路−1〜N
11 切替スイッチ−1〜N
12 関数(f2(X))
13 関数(f3(X))
14 補正量
15 試験用入力相当信号
16 関数(f1(X))
17 弁開度指令信号
20 サーボアンプ
21 サーボ弁
22 制御弁
23 弁ストローク測定器
24 差動トランス
25 弁開度信号
26 弁ストローク信号
30 蒸気流量司令部
31 蒸気流量要求信号
DESCRIPTION OF
11 changeover switch-1 to N
12 functions (f 2 (X) )
13 Function (f 3 (X) )
14 Correction amount 15 Test input equivalent signal 16 Function (f 1 (X) )
17 Valve opening command signal 20
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