一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统，包括电动缸、伺服驱动器、可倒车涡轮控制器、HMI操作站，可倒车涡轮的通流涵道设置通流涵道切换阀，电动缸连接通流涵道切换阀，可倒车涡轮控制器根据HMI操作站的指令以及可倒车涡轮状态计算出的通流涵道切换阀的角度指令，从而计算出电动缸的移动距离指令；可倒车涡轮控制器将电动缸的移动距离指令以及伺服驱动器参数配置以ModbusRTU的形式轮询发送至伺服驱动器；伺服驱动器根据可倒车涡轮控制器的指令控制通流涵道切换阀的角度，进而直接实现燃气轮机的倒车功能。本发明专利技术可以灵活地、精确地控制可倒车涡轮通流涵道切换阀的角度，为可倒车涡轮这种新型执行机构的工程化应用提供了基础和保障。化应用提供了基础和保障。化应用提供了基础和保障。

【技术实现步骤摘要】
一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统


[0001]本专利技术涉及的是一种涡轮控制系统，具体地说是可倒车涡轮控制系统。

技术介绍

[0002]作为船舶的主动力装置，燃气轮机具有起动快、机动性能好等优点，然而它不能直接倒车仍是一大缺陷。目前，多数船舶燃气轮机的倒车问题是通过可调螺距螺旋桨来实现的，但它也存在着一定的限制和严重缺点：如传递功率存在上限，大功率燃气轮机匹配的可调螺距螺旋桨的部件尺寸和重量较大、造价昂贵、船体阻力增大，构造复杂、维修难度大、设计和系统更加复杂等。
[0003]目前燃气轮机上的转动机构的常见驱动执行机构主要有两种方式：气动缸和液压缸。气动缸类的控制系统存在着控制精度低、气动缸体易卡涩等问题，而液压缸类的控制系统则需要一套独立的油系统，存在着重量大、故障率高、成本高、控制系统复杂等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供连续地高精度地控制切换阀的角度，具有体积小、重量轻、控制精度高、成本低、维修方便等显著优点的一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统，其特征是：包括电动缸、伺服驱动器、可倒车涡轮控制器、HMI操作站，可倒车涡轮的通流涵道设置通流涵道切换阀，电动缸连接通流涵道切换阀，当所有通流涵道切换阀均与可倒车涡轮的内机匣外壁相搭接时，可倒车涡轮的外涵道开通，内涵道被封闭，当所有通流涵道切换阀与可倒车涡轮的前机匣内壁相搭接时，内涵道打开，外涵道被封闭；可倒车涡轮控制器根据HMI操作站的指令以及可倒车涡轮状态计算出的通流涵道切换阀的角度指令，从而计算出电动缸的移动距离指令；可倒车涡轮控制器将电动缸的移动距离指令以及伺服驱动器参数配置以ModbusRTU的形式轮询发送至伺服驱动器；伺服驱动器根据可倒车涡轮控制器的指令控制通流涵道切换阀的角度，进而直接实现燃气轮机的倒车功能。
[0007]本专利技术还可以包括：
[0008]1、可倒车涡轮控制器模块包括可显示报警信息与系统的运行状态的显示屏、指示灯人机接口，内部存储通流涵道切换阀角度的自动/手动控制逻辑程序和组态信息；同时通过数字量输入/输出模块和通讯模块为外部系统及伺服驱动器提供硬接线信号接口及通讯接口。
[0009]2、可倒车涡轮控制器与电动缸的驱动器之间的数据传输采用ModbusRTU与硬接线结合的方式。
[0010]3、电动缸动作的触发指令以及电动缸的紧急制停指令通过硬接线的方式进行信号传递。
[0011]4、所述通流涵道切换阀、电动缸、伺服驱动器各包括8个，每个通流涵道切换阀对
应一个电动缸和一个伺服驱动器。
[0012]本专利技术的优势在于：
[0013]1、本专利技术的可倒车动力涡轮转动机构控制系统可以灵活地、精确地控制可倒车涡轮通流涵道切换阀的角度，实现倒车阀门的独立控制和气流的平顺转换，实现燃气轮机倒车功能，为可倒车涡轮这种新型执行机构的工程化应用提供了基础和保障。
[0014]2、本专利技术的可倒车动力涡轮转动机构控制系统具有控制精度高、安全可靠性高、所占空间小、布置方便、成本低、维修方便等优点。
附图说明
[0015]图1为可倒车涡轮转动机构示意图(内涵道开通)；
[0016]图2为可倒车涡轮转动机构示意图(内涵道关闭)；
[0017]图3为可倒车涡轮转动机构控制结构图；
[0018]图4为可倒车涡轮转动机构控制柜内布置图；
[0019]图5为可倒车涡轮转动机构控制系统网络图；
[0020]图6为可倒车涡轮转动机构控制系统HMI操作站主画面图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0022]结合图1
‑
6，可倒车涡轮的通流涵道由8组切换阀及其相关机械机构进行控制，当所有切换阀均与内机匣外壁相搭接时，外涵道开通，内涵道被封闭；当所有切换阀与前机匣的内壁相搭接时，内涵道打开，外涵道被封闭。本专利技术的是为了实现这种新型可倒车涡轮转动机构切换阀角度的精准控制，设计开发了一套以电动缸为执行机构的控制精度高、成本低、维护方便的执行机构控制系统。
[0023]本专利技术一种燃气轮机可倒车动力涡轮转动机构控制系统包括电动缸、伺服驱动器、可倒车涡轮控制器、HMI操作站组成。控制器模块以及伺服驱动器全部集成在控制柜内。
[0024]可倒车涡轮控制器根据HMI操作站的指令以及可倒车涡轮状态计算出的通流涵道切换阀的角度指令，进一步根据机构特性计算出电动缸的移动距离指令。
[0025]可倒车涡轮控制器与电动缸驱动器之间的数据传输采用ModbusRTU与硬接线结合的方式：控制器将电动缸的移动距离指令以及伺服驱动器相关参数配置以ModbusRTU的形式轮询发送至伺服驱动器，该通讯形式仅通过网线对各模块的首位连接即可实现，具有实施简单、成本低的优点。而为了保证各个电动缸动作的同步性与一致性，电动缸动作的触发指令以及电动缸的紧急制停指令则是通过硬接线的方式进行信号传递，进而确保其封闭涵道的气密性以及开通涵道的完整性。
[0026]电缸伺服驱动器根据可倒车涡轮控制器的指令精确地控制通流涵道切换阀的角度，进而直接实现燃气轮机的倒车功能。
[0027]图中各部分组件编号如下：
[0028]CPU
‑
控制器模块；
[0029]DI
‑
数字量输入模块；
[0030]DO
‑
数字量输出模块；
[0031]RTU
‑
通讯模块；
[0032]RO11～RO84
‑
数字量输出中间继电器；
[0033]KA11～KA83
‑‑
数字量输入中间继电器；
[0034]KADCOK
‑
独立刹车电源中间继电器；
[0035]QF101
‑
总电源空气开关；
[0036]QF201～QF210
‑
PLC电源、刹车电源、8个电缸电源空气开关；
[0037]QF211～QF213
‑
风扇、插座、照明空气开关；
[0038]QF301～QF303
‑
CPU和背板以及数字量输入/输出模块电源空气开关；
[0039]PM1
‑
PLC电源；
[0040]PM2
‑
刹车电源；
[0041]XT01、XT03、XT04
‑
接线端子；
[0042]KM1～KM8
‑
八组电机驱动器接触器；
[0043]n1～n8
‑
八组电机驱动器；
[0044]XT501～XT508
‑
接线端子；
[0045]本实施方式的一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统，包括8组电动缸、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统，其特征是：包括电动缸、伺服驱动器、可倒车涡轮控制器、HMI操作站，可倒车涡轮的通流涵道设置通流涵道切换阀，电动缸连接通流涵道切换阀，当所有通流涵道切换阀均与可倒车涡轮的内机匣外壁相搭接时，可倒车涡轮的外涵道开通，内涵道被封闭，当所有通流涵道切换阀与可倒车涡轮的前机匣内壁相搭接时，内涵道打开，外涵道被封闭；可倒车涡轮控制器根据HMI操作站的指令以及可倒车涡轮状态计算出的通流涵道切换阀的角度指令，从而计算出电动缸的移动距离指令；可倒车涡轮控制器将电动缸的移动距离指令以及伺服驱动器参数配置以Modbus RTU的形式轮询发送至伺服驱动器；伺服驱动器根据可倒车涡轮控制器的指令控制通流涵道切换阀的角度，进而直接实现燃气轮机的倒车功能。2.根据权利要求1所述的一种可倒车动力涡轮转动机构控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：许铁岩，韦炜，魏鹏鑫，郁顺旺，牛夕莹，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：