一种针对水轮机调速器的试验仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种针对水轮机调速器的试验仪器，由上位机系统和下位机试验模块组成，上位机系统包括上位机处理模块以及通讯接口，通讯接口的一端连接下位机试验模块，通讯接口的另一端连接至电脑的通讯口使用上位机处理模块进行试验操作。本发明专利技术应用于水轮发动机组调试或检修，适应性广，可以完成大部分水轮机调速器的试验，本试验仪器的设备硬件可靠，精度高，抗干扰能力强，确保机组能够安全稳定的运行。

An experimental device for hydraulic turbine governor

The invention relates to a method for turbine governor testing instrument, composed of host computer and slave computer test module, the host computer system includes PC processing module and communication interface, communication interface connected end machine test module, the other end of the communication interface is connected to the computer communication with host computer module test operation. The invention is applied to turbine engine debugging or maintenance unit, wide adaptability, can complete the test most of turbine governor, the test apparatus of reliable hardware, high precision, strong anti-interference ability, can ensure the safe and stable operation of unit.

【技术实现步骤摘要】
一种针对水轮机调速器的试验仪器
本专利技术应用于水轮发动机组调试或检修，尤其是一种针对水轮机调速器的试验仪器。
技术介绍
水轮机调速器在出厂、正式运行之和大修时，需要进行一些试验测试它的动态性能，确保机组安全稳定运行。根据标准GB/T9652.2-2007的要求，出厂需要进行静态特性试验、接力器全开全关时间测试试验，现场需要进行甩负荷试验、空载扰动试验等。例如出厂的静态特性试验，需要人工使用游标卡尺测量接力器的行程，再根据测量值拟合调速器开向和关向的曲线，以求出调速器的转速死区和非线性误差，这种方式花费时间较长，而且人工测量误差较大，求出计算结论也需要很长时间。而现场要进行的甩负荷试验和空载扰动试验，根据标准的要求需要测量接力器不动时间，方法是通过录波设备录制一段波形，时间分辨率不大于0.02s，而传统的现场试验设备能达到此标准的不多，而且体积巨大、操作复杂，现场人员要根据设备实测的波形人工判断和计算出试验结果，误差很大。经过检索，发现以下相近领域的已公开专利技术：一种冲击式水轮机智能控制系统(CN104895736A)，包括调速器PLC、叠加式液压伺服装置，叠加式液压伺服装置包括与各个喷针对应连接的各喷针控制单元、与各个折向器对应连接的各折向器控制单元，各喷针控制单元及各折向器控制单元分别与调速器PLC连接，调速器PLC的输出端通过功率放大器与喷针开关阀的开侧电磁阀和关侧电磁阀连接，喷针开关阀通过喷针电液转换器对喷针接力器的开腔和关腔进行控制。本专利技术设计一种系统结构简单、可靠性高的适用于多喷针多折向器冲击式机组的控制系统，采用单元式结构设计，将各个喷针和折向器的液压控制系统设计成完全相同的独立控制的数字式液压单元的数字化水轮机调速系统，以实现智能化水电站的建设。经过对比，以上专利技术与本专利申请的技术方案的技术目的以及实际技术方案均存在较大区别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种针对水轮机调速器的试验仪器，用于测试水轮机调速器的动态性能，确保机组能够安全稳定的运行。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：由上位机系统和下位机试验模块组成，上位机系统包括上位机处理模块以及通讯接口，通讯接口的一端连接下位机试验模块，通讯接口的另一端连接至电脑的通讯口使用上位机处理模块进行试验操作。而且，上位机处理模块包括实时数据显示模块、输出报表模块、实验模块选择模块以及用户定义操作设置模块。而且，下位机试验模块包括通讯接口、电源模块、频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，通讯接口的一端连接上位机系统，通讯接口的另一端分别连接频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，所述频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块分别连接电源模块，该电源模块提供稳定电源输出。而且，下位机试验模块还设置有一人机接口模块，便于接入人工控制装置在对下位机试验模块分别进行控制。而且，所述下位机试验模块均采用DSP为核心控制单元，辅助外围各种模块化功能电路构成。而且，所述下位机试验模块的硬件部分采用小型金属模块盒，尺寸为200mm*160mm*70mm。而且，电源模块采用AC及DC通用输入，并辅以相关的线路滤波、去耦和限压限流等保护电路。而且，AD采集模块采用带光电隔离的AD采集电路。而且，DA输出电路采用DSP自带的高速输出模块产生高频脉冲，再进行PWM调制，并经过硬件电路将方波转化为4-20mA的模拟信号。而且，频率输出模块同样采用DSP自带的高速输出模块，产生相应频率的波形。本专利技术的优点和积极效果是：1、本试验仪器适应性广，可以完成大部分水轮机调速器的试验本试验仪器的设备硬件可靠，精度高，抗干扰能力强，确保机组能够安全稳定的运行。2、本试验仪器区别于大多数现场试验设备，我们的设备包含功能强大的上位机软件，可以对采集的数据进行分析和计算，也可以对绘制出的波形进行放大/缩小/平移/添加标注等编辑，生成符合要求的报表。3、本试验仪器进行了设备专属的通信协议的开发,工控领域传统的通信协议一般采用对等技术通信，通信由周期性的地查询-回应实现，这种异步通信形式具有传输效率低、可靠性差等缺点。本设备的设计了一种集合准同步和异步通信的通信协议。协议由固定的主站协议和可变的从站协议两部分组成。4、本专利技术是专门针对水轮机调速器的试验设备，区别于传统产品，我们的设备包含功能强大的上位机软件，可以对采集的数据进行分析和计算，也可以对绘制出的波形进行编辑，同时生成符合要求的报表，前面提到的静态特性试验，本设备可以全自动完成试验，自动测量、自动拟合曲线及得出试验结论，而现场试验需要测量的接力器不动时间，本设备可以自动测量出试验结果，测量精度更小于0.5μs，不需要人工过多的干预，即可完成试验，提高了试验效率也保证了试验结果的准确性。附图说明图1为本专利技术的整体系统框图；图2为电源模块电路原理图；图3为AD采集模块电路原理图；图4为DA输出模块电路原理图；图5为频率输出模块电路原理图；图6为上位机的一种试验波形实时显示界面；图7为上位机的另一试验的实时显示界面；图8为编辑后的曲线图；图9为输出报表模块生成的报表示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种针对水轮机调速器的试验仪器，本设备为水轮机调速器研制，可以完成大部分水轮机调速器的试验，参见附图1所示，整套设备由上位机系统和下位机试验模块组成，上位机系统包括实时数据显示模块、输出报表模块、用户定义操作设置模块、实验模块选择模块以及通讯接口，通讯接口的一端连接下位机试验模块，通讯接口的另一端连接至电脑的通讯口以在电脑端使用上位机处理模块进行试验操作；通讯接口的另一端连接实验模块选择模块的接口，该试验模块选择程序分别连接实时数据显示模块以及输出报表模块，实时显示当前实验数据，并且可以生成对应的word或excel格式的报表；试验模块选择程序还连接有用户定义操作设置模块，根据用户的使用习惯设定操作模式便于用户操作。上位机系统的软件程序采用VisualBasic开发环境进行开发。上位机软件程序包括realtime实时数据采集模块，输出成word文件或excel文件，试验功能模块及用户自定义操作设置。具体介绍如下：1、基于为本设备开发的高效的通信协议，可以提高串行通信效率，实现数据的实时传输和处理。2、考虑到数据读取的方便性和通用性，将需要保存的数据以图片的形式存储为word文件。参见附图6至附图9，显示界面直观简洁。3、考虑到用户使用的流畅和方便，每个输入输出端口均可自定义，并且具备相关的软件功能模块。下位机试验模块包括通讯接口、电源模块、频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，通讯接口的一端连接上位机系统，通讯接口的另一端分别连接频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，所述频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：由上位机系统和下位机试验模块组成，上位机系统包括上位机处理模块以及通讯接口，通讯接口的一端连接下位机试验模块，通讯接口的另一端连接至电脑的通讯口使用上位机处理模块进行试验操作。

【技术特征摘要】
1.一种针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：由上位机系统和下位机试验模块组成，上位机系统包括上位机处理模块以及通讯接口，通讯接口的一端连接下位机试验模块，通讯接口的另一端连接至电脑的通讯口使用上位机处理模块进行试验操作。2.根据权利要求1所述的针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：上位机处理模块包括实时数据显示模块、输出报表模块、实验模块选择模块以及用户定义操作设置模块。3.根据权利要求1所述的针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：下位机试验模块包括通讯接口、电源模块、频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，通讯接口的一端连接上位机系统，通讯接口的另一端分别连接频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块，所述频率测量模块、频率输出模块、AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块以及DO输出模块分别连接电源模块，该电源模块提供稳定电源输出。4.根据权利要求3所述的针对水轮机调速器的试验仪器，其特征在于：下位机试验模块还设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊晓蕾，张中亚，张辉，赵跃智，徐娜，张国勋，
申请(专利权)人：天津电气科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12