一种智能透平控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能透平控制器，其特征在于：智能透平控制器配置了多种Ｉ／Ｏ信号处理电路、完成逻辑运算的ＣＰＵ中央处理器及完成数据交换的通讯口。其通过ＦＰＧＡ现场可编程控制器与多种Ｉ／Ｏ信号处理电路连接，ＣＰＵ可在一个控制周期内通过ＦＰＧＡ直接并行读写一遍所有Ｉ／Ｏ信号。其是一种专为各种结构尺寸的涡轮机、转动机械调速控制而设计，适用于双抽、单抽、纯凝及背压汽轮机的调速控制，满足电力、空分、鼓风机等各行业领域的透平控制需求，具备可编程控制功能和丰富的可扩展接口功能，结构简单、操作方便、配置和功能组合灵活多样，包括发电抽汽汽轮机调速控制、工业拖动汽轮机的调速控制。？（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能透平控制器，是一种专为各种结构尺寸的涡轮机、转动机械调速控制而设计，适用于双抽、单抽、纯凝及背压汽轮机的调速控制。
技术介绍
随着国内电力工业的快速发展，新装备的600MW、1000MW火电机组将成为主力机组。从去年国家公布的电厂机组经济指标、排放指标看来，只有在役的亚临界600MW及以上容量的机组才能达到，这意味着我国现在保有市场的中、小型纯发电汽轮机在后续的若干年中陆续退役，这一市场会迅速萎缩。今后国内将面对两个细分市场600MW及以上机组的市场(目前为三大主机厂垄断)；小型供热机组及工业汽轮机市场。 随着小机组对自动化技术的要求不断提高，汽轮机调速控制已经成为被广大客户接受的一项必不可少的控制功能，同时，主机的竞争也在不断的加剧，越来越多的客户更倾向于选择一个性价比相对更高的产品，迫使主机厂更愿意选择如伍德沃德505类型的简易型调速装置，因而，从2003年开始，随着小机组和工业汽轮机市场的数量不断增加，简易型电调的需求增长率和市场容量大大超过了传统DEH的需求数量，为了市场的需求，专利技术简易型透平控制装置。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种专为各种结构尺寸的涡轮机、转动机械调速控制的智能透平控制器。 为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案 智能透平控制器，其采用PLC控制技术，内部包括现场信号采集功能、实时控制逻辑运算功能、控制信号输出功能等。智能透平控制器的控制策略具备灵活方便的可组态修改特性，以适应不同控制对象的需要，并且其运算能力强、速度快可满足透平机械实时控制响应时间的要求。 智能透平控制器的系统主要功能 智能透平控制器的PLC控制部分作为一台实时控制设备，它采集从控制对象现场来的各种工艺过程控制信息，按照事先组态下装在控制器中的控制逻辑规定的算法进行运算处理后实时输出合适的控制指令，通过控制系统的执行机构去改变控制参数，最终使控制对象的被控参数达到控制系统的要求。 智能透平控制器的PLC控制部分配置了多种I/O信号处理电路、完成逻辑运算的CPU中央处理器及完成数据交换的通讯口。从智能透平控制器的输入信号发生变化到其对应输出信号出现控制逻辑所规定的变化之间的延迟时间，满足实时控制系统的要求。 智能透平控制器采用了FPGA现场可编程控制器实时处理各种I/O信号，CPU可在一个控制周期内通过FPGA直接并行读写一遍所有I/O信号。控制周期由控制系统的组态逻辑运算量有关。典型双抽机组的正常调节任务的控制周期仅为20ms左右，完全满足控制系统的要求。 智能透平控制器及配套设备可提供现场I/O信号处理、调节控制算法、操作显示控制、PC机组态、数据交换通讯等功能。 I/O信号处理功能 转速输入信号3路，可自动适应磁阻式或磁敏式转速探头发出的正弦波或方波信号，信号幅度大于0.5V小于50V即可。频率测量范围0.5Hz～15KHz，频率测量精度高于10-4数量级。频率信号更新周期为max{10ms，T}，T为频率信号周期。 伺服控制信号2路，可通过软件设置为电流型或电压型方式，并且还可通过软件设置电流和电压限幅范围。输出能力最大为-200～+20mA、-10～+10V，精度高于1％。一个控制周期更新一次，通道响应时间＜1ms。 模拟量输入信号16路，可通过跳线选择4～20mA或0～+10V信号，可通过接线选择供电或非供电形式。输入信号精度高于0.5％。一个控制周期更新一次，通道响应时间＜1ms。 模拟量输出信号6路，4～20mA，精度高于0.5％。一个控制周期更新一次，通道响应时间＜1ms。 开关量输入信号24路，干接点输入，提供24VDC查询电源。一个控制周期更新一次，通道响应时间＜10ms。 开关量输出信号16路，继电器输出，其中4路常闭接点，12路常开接点，接点容量30VDC/0.5A(250VAC/1A)，一个控制周期更新一次，通道响应时间＜10ms。 数据交换通讯功能 智能透平控制器的CPU能确保在一个控制周期内将所有I/O通道信号数据更新一遍，控制周期满足各种透平机械控制系统对动态响应时间的要求。 智能透平控制器的CPU与人机接口设备的数据通讯，能确保各显示及操作数据的更新周期小于1s。 智能透平控制器与工程师站可通过RS232通讯口，实现组态数据下装及调试控制算法功能。 同时可在操作员站或触摸屏上对智能透平控制器进行操作及监视。 调节控制算法功能 在工程师站上可根据实际工程要求完成组态，通过RS232编程口下载到智能透平控制器的控制CPU中。即使智能透平控制器失电，其中的调节控制算法也不会丢失。装有调节控制算法的智能透平控制器上电后即可投入运行。 调节控制算法容量为200KB数量级(Codesys下装程序代码)。控制周期与组态逻辑算法运算量有关，典型双抽机组工程仅为20ms左右，完全满足透平机械控制系统要求。 可通过工程师站在线调试智能透平控制器的调节控制算法。 操作显示控制功能 在工程师站上可根据实际工程要求完成操作画面组态，通过以太网下载到操作员站中。操作员站与智能透平控制器通过RS485通讯口相连，实现操作显示数据交换。即使操作员站失电，操作显示组态画面也不会丢失。装有操作显示组态画面的操作员站上电后即可投入运行。 PC机组态功能 在通用PC机上可安装算法组态软件及画面组态软件，即可构成智能透平控制器的工程师站。 在工程师站上工程设计人员可根据实际工程要求完成控制算法组态、操作画面组态，并通过通讯口分别下装到智能透平控制器的CPU中及操作员站的CPU中。 可通过工程师站调试下装到智能透平控制器的控制算法。 采用标准 ANSI/IEEE 472冲击电压承受能力导则(SWC) ANSI/IEEE 1050电站仪表和控制设备接地导则 EIA RS-232-C数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口 EIA RS-485数据终端设备与使用串行二进制数据进 ANSI/ISA S50.1工业过程电子仪表模拟量信号的兼容性 ANSI/ISA S82.01电气和电子设备、测量和控制机相关设备的一般要求 IEC 61000-4-1992(GB/T17626-1998)工业过程测量和控制设备的电磁兼容性试验和测量技术 IEC 61131(GB/T15969-95)可编程控制器编程语言 IEC61508电气/电子/可编程电子设备安全相关系统的功能安全 技术指标 附图说明图1智能透平控制器机箱示意图， 图2CPU板硬件框图， 图3IO板原理框图。具体实施方式 以下结合附图进一步说明 附图1智能透平控制器机箱示意图 智能透平控制器机箱8内有一块CPU板9和一块I/O板10，可通过通讯电缆与远方的人机接口设备(操作员站、触摸屏、工程师站或DCS系统)相连，实现远方遥控监视操作。控制器机箱为壁挂式安装形式。左右两侧接线端子可直接与外部信号电缆相连。 智能透平控制器采用单路24VDC直流电源供电。 智能透平控制器的PLC控制部分配置有两个通讯口RS232和RS485口。 RS232口为专有协议，与工程师站连接，用于控制逻辑下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能透平控制器，其特征在于：智能透平控制器配置了多种Ｉ／Ｏ信号处理电路、完成逻辑运算的ＣＰＵ中央处理器及完成数据交换的通讯口；其通过ＦＰＧＡ现场可编程控制器与多种Ｉ／Ｏ信号处理电路连接，ＣＰＵ可在一个控制周期内通过ＦＰＧＡ直接并行读写一遍所有Ｉ／Ｏ信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康宁，行增晖，纪云锋，熊辉，马维，
申请(专利权)人：杭州和利时自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]