汽轮机DCS控制系统及监控平台技术方案

本发明专利技术公开了一种汽轮机DCS控制系统，包括一PLC控制系统，主要由汽轮机过程控制系统、运行保护系统、信号采集系统以及上位机监控系统组成；汽轮机过程控制系统：包括一控制器；运行保护系统：包括一ETS保护系统；信号采集系统包括多个可对传感器、变送器、压差开关等仪器进行数据采集的数据采集模块；上位机监控系统包括一工业计算机；本发明专利技术还公开了一种汽轮机DCS控制系统的监控平台；该汽轮机DCS控制系统及监控平台科将汽轮机的各子系统集中在一起，实现对汽轮机组的集中控制、运行监测、保护等功能，同时利用计算机、互联网的网络功能，嵌入远程可视的监控软件，即可实现远程诊断服务，随时监视汽轮机组的运行状态。

DCS control system and monitoring platform for steam turbine

The invention discloses a steam turbine DCS control system, including a PLC control system, which consists of a steam turbine process control system, a running protection system, a signal acquisition system and a upper computer monitoring system; a steam turbine process control system, including a controller, a running protection system, including a ETS protection system; The acquisition system includes a plurality of data acquisition modules for data acquisition of sensors, transmitters and pressure differential switches. The upper computer monitoring system includes an industrial computer, and the invention also discloses a monitoring platform for the steam turbine DCS control system; the steam turbine DCS control system and the monitoring platform section include the various steam turbines. The subsystems are concentrated together to realize the functions of centralized control, operation monitoring, protection and so on. At the same time, using the network function of the computer and the Internet to embed remote visual monitoring software, the remote diagnosis service can be realized and the running state of the turbine unit can be monitored at any time.

【技术实现步骤摘要】
汽轮机DCS控制系统及监控平台
本专利技术涉及一种控制系统及监控平台，尤其涉及一种汽轮机DCS控制系统及监控平台。
技术介绍
现有的汽轮机控制系统及监控系统中，主要包含了汽轮机调节(DEH)子系统、危急保护子系统(ETS)、机械旋转监控(TSI)子系统及过程检测等几方面的内容，从目前了解的状况来看，不管是国内还是国外，设备制造厂家随汽轮机出厂配置的主要是DEH子系统和TSI子系统，而其他子系统则由用户自行配置，虽然汽轮机设备制造厂家会提出一些配置的要求，但由于用户的状况有很大的差异，实际执行中会出现比较大的偏差，严重的会直接影响到汽轮机组的安全运行，而能够实现可视的远程监控系统，完善远程诊断功能的操作平台更是很少，目前仅有国际上几大汽轮机制造厂提供该项服务，但其价格高昂，用户难以接受。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提出一种汽轮机DCS控制系统及监控平台，该汽轮机DCS控制系统及监控平台科将汽轮机的各子系统集中在一起，实现对汽轮机组的集中控制、运行监测、保护等功能，同时利用计算机、互联网的网络功能，嵌入远程可视的监控软件，即可实现远程诊断服务，随时监视汽轮机组的运行状态。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种汽轮机DCS控制系统，包括一PLC控制系统，主要由汽轮机过程控制系统、运行保护系统、信号采集系统以及上位机监控系统组成；所述汽轮机过程控制系统：包括一控制器，将汽轮机转速设定值在控制器的操作面板上直接输入，然后通过工业以太网网络将参数传送给PLC控制系统，PLC控制系统经过处理后输出一个信号传送回控制器；所述运行保护系统：包括一ETS保护系统，该ETS保护系统和PLC控制系统连接，其包括多个监测模块，如轮机转速监测模块、轴向位移监测模块、振动监测模块、轴承温度监测模块、润滑油压力监测模块，每个模块均各自连接一危急遮断阀，以达到当任何一个模块监测到运行数据超出正常值时，其相应的危急遮断阀关闭并发出报警声的目的；所述信号采集系统：包括多个可对传感器、变送器、压差开关等仪器进行数据采集的数据采集模块，所述多个数据采集模块均与PLC控制系统形成控制反馈式电性连接；所述上位机监控系统：主要包括一可实现对汽轮机运行数据归档、报警停机信号处理等数据管理工作、并能实现远程控制的工业计算机，该工业计算机和所述PLC控制系统形成控制反馈式电性连接。在上述基础上，本专利技术还公开了一种基于权利要求1所述的汽轮机DCS控制系统的监控平台，所述监控平台主要包括一可对PLC程序进行编写的可编程控制器。优选的，所述控制器为Woodward505控制器。采用上述结构系统后，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术采用控制器系统，通过数据发送和反馈，可直接控制汽轮机主气阀的阀度大小，从而对汽轮机的转速进行直接控制；2、本专利技术采用运行保护系统，可对汽轮机运行的全过程实行全程监测，当任何一个重要参数超出汽轮机安全运行的范围时，会及时发出警报信息并快速关闭危急遮断阀；3、本专利技术采用信号采集系统，可实现对整个机组的运行状态进行集中监视、跟踪和管理；4、本专利技术采用上位机监控系统，可实现对汽轮机运行数据归档、报警停机信号处理等数据管理工作，同时是实现远程控制、达到现场实时工作的主要操作手段。附图说明图1所示的是本专利技术的系统架构图；其中：1、PLC控制系统；2、控制器；3、ETS保护系统；4、监测模块；5、危急遮断阀；6、数据采集模块；7、工业计算机；8、汽轮机系统。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地说明。由图1可知，汽轮机DCS控制系统，包括一PLC控制系统1，主要由汽轮机过程控制系统、运行保护系统、信号采集系统以及上位机监控系统组成；在本专利技术中，所提到的汽轮机过程控制系统主要包括一控制器2，将汽轮机系统8的转速设定值在控制器2的操作面板上直接输入，然后通过工业以太网网络将参数传送给PLC控制系统1，PLC控制系统1经过处理后输出一个信号传送回控制器2。在本专利技术中，所提到的控制器2为Woodward505控制器，其主要使用PID运行调节方式，汽轮机转速设定值既可以在505控制器操作面板上直接输入，也可以在上位机人机接口端直接键入，然后通过工业以太网网络将参数传送给PLC，并经过处理后输出一个4-20mA信号到505控制器，它的控制原理是505控制器从模拟量输出端口读入实际转速值，通过与转速设定值之间的比较，经505控制器自身的PID程序运算，在505控制器的模拟量输出端口输入相应的差值电流，将控制信号反馈到电液转换器上，从而控制汽轮机主气阀的阀度大小对汽轮机的转速进行控制。例如，当运行操作人员在系统工程师设置DEH系统的人机界面端，按下虚拟操作按钮，速度调控指令会输出到执行机构对汽轮机阀门开度进行调节变量的控制来达到控制转速的目的。本专利技术采用控制器系统，通过数据发送和反馈，可直接控制汽轮机主气阀的阀度大小，从而对汽轮机的转速进行直接控制。在本专利技术中，所提到的运行保护系统主要包括一ETS保护系统3，该ETS保护系统3和PLC控制系统1连接，其包括多个监测模块4，如轮机转速监测模块、轴向位移监测模块、振动监测模块、轴承温度监测模块、润滑油压力监测模块，每个监测模块4均各自连接一危急遮断阀5，以达到当任何一个监测模块4监测到运行数据超出正常值时，其相应的危急遮断阀5关闭并发出报警声的目的。换句话说，采用ETS保护系统3，可对汽轮机运行的全过程实行全程监测，当任何一个重要参数超出汽轮机安全运行的范围时，会及时发出警报信息并快速关闭危急遮断阀。在本专利技术中，所提到的信号采集系统主要包括多个可对传感器、变送器、压差开关等仪器进行数据采集的数据采集模块6，这多个数据采集模块6均与PLC控制系统1形成控制反馈式电性连接。本专利技术采用多个可对传感器、变送器、压差开关等仪器进行数据采集的数据采集模块6，可实现对整个机组的运行状态进行集中监视、跟踪和管理。在本专利技术中，所提到的上位机监控系统主要包括一可实现对汽轮机运行数据归档、报警停机信号处理等数据管理工作、并能实现远程控制的工业计算机7，该工业计算机7和PLC控制系统1形成控制反馈式电性连接。本专利技术采用上位机监控系统，可实现对汽轮机运行数据归档、报警停机信号处理等数据管理工作，同时是实现远程控制、达到现场实时工作的主要操作手段。在上述基础上，本专利技术还公开了一种汽轮机DCS控制系统的监控平台，该监控平台主要包括一可对PLC程序进行编写的可编程控制器，该可编程控制器基于S7-300的PLC控制器拥有强大的可编辑功能，根据汽轮机-发电机组的运行生产工艺要求，为了达到安全运行目的，需要采用可编程控制器对PLC运行程序进行专业化、深层次的编写。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽轮机DCS控制系统，包括一PLC控制系统，其特征在于，主要由汽轮机过程控制系统、运行保护系统、信号采集系统以及上位机监控系统组成；所述汽轮机过程控制系统：包括一控制器，将汽轮机转速设定值在控制器的操作面板上直接输入，然后通过工业以太网网络将参数传送给PLC控制系统，PLC控制系统经过处理后输出一个信号传送回控制器；所述运行保护系统：包括一ETS保护系统，该ETS保护系统和PLC控制系统连接，其包括多个监测模块，如轮机转速监测模块、轴向位移监测模块、振动监测模块、轴承温度监测模块、润滑油压力监测模块，每个模块均各自连接一危急遮断阀，以达到当任何一个模块监测到运行数据超出正常值时，其相应的危急遮断阀关闭并发出报警声的目的；所述信号采集系统：包括多个可对传感器、变送器、压差开关等仪器进行数据采集的数据采集模块，所述多个数据采集模块均与PLC控制系统形成控制反馈式电性连接；所述上位机监控系统：主要包括一可实现对汽轮机运行数据归档、报警停机信号处理等数据管理工作、并能实现远程控制的工业计算机，该工业计算机和所述PLC控制系统形成控制反馈式电性连接。

【技术特征摘要】
1.汽轮机DCS控制系统，包括一PLC控制系统，其特征在于，主要由汽轮机过程控制系统、运行保护系统、信号采集系统以及上位机监控系统组成；所述汽轮机过程控制系统：包括一控制器，将汽轮机转速设定值在控制器的操作面板上直接输入，然后通过工业以太网网络将参数传送给PLC控制系统，PLC控制系统经过处理后输出一个信号传送回控制器；所述运行保护系统：包括一ETS保护系统，该ETS保护系统和PLC控制系统连接，其包括多个监测模块，如轮机转速监测模块、轴向位移监测模块、振动监测模块、轴承温度监测模块、润滑油压力监测模块，每个模块均各自连接一危急遮断阀，以达到当任何一个模块监测到运行数据超出正常值时，其相...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄一川，沈晓立，张智军，
申请(专利权)人：广东省轻工业高级技工学校，
类型：发明
国别省市：广东,44