本發(fā)明屬于汽輪發(fā)電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，適合于小型火力發(fā)電廠特別是垃圾焚燒發(fā)電的汽輪發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽輪發(fā)電機是以一定溫度和壓力的水蒸氣為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的旋轉(zhuǎn)式原動機。電站汽輪發(fā)電機用于拖動同步發(fā)電機，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）主要完成汽輪發(fā)電機啟動控制、停止控制、正常運行和事故工況下的調(diào)節(jié)控制功能。DEH控制器與液壓執(zhí)行(EH)系統(tǒng)組成一個完整的數(shù)字化電液調(diào)節(jié)（DEH）系統(tǒng)。
DEH系統(tǒng)的任務(wù)：保證供電質(zhì)量，用戶對電能有一定量和值的要求，由于電能不能大量儲存，而電力用戶對電能的需求是隨時變化，因此汽輪發(fā)電機組的輸出功率能夠隨用戶的需求而變化；電能質(zhì)的要求，所有的用電設(shè)備都是運行在一定額定電壓和額定頻率之下，所以電廠輸送到電網(wǎng)的電能必須是滿足接入點的額定電壓和額定頻率的要求，在我國電網(wǎng)的額定頻率為50HZ。電廠中的絕大部分的同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極都為一對，發(fā)電機的頻率、轉(zhuǎn)速及磁極對數(shù)的關(guān)系如下式：
其中，f為頻率(HZ)；n為電機同步轉(zhuǎn)速(r/min)；p為磁極對數(shù)。
所以在我國磁極為一對的發(fā)電機要求輸出50HZ頻率的電能，發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速必須為3000r/min。發(fā)電機輸出的電能功率和發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的電磁力矩有關(guān)，按下式計算：
其中，P為發(fā)電機輸出功率(Kw)；n為電機同步轉(zhuǎn)速(r/min)；Me為發(fā)電機轉(zhuǎn)子上的電磁力矩(KN·m)。
由于發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子同軸安裝，在不考慮機械阻力矩的情況下Me等于汽輪發(fā)電機的蒸汽動力矩Mt，汽輪發(fā)電機的蒸汽動力矩Mt和汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速及內(nèi)功率的關(guān)系如下式：
其中，n為汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速(r/min)；Pj為汽輪發(fā)電機內(nèi)功率。
因此發(fā)電廠為滿足電網(wǎng)要求要調(diào)節(jié)所發(fā)電能的三個參數(shù)，電壓一般通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流進行調(diào)節(jié)，電能的頻率和輸出功率由汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，在汽輪發(fā)電機啟動并網(wǎng)之前，DEH系統(tǒng)按照預定程序不斷加速汽輪發(fā)電機，使發(fā)電機的頻率等于電網(wǎng)頻率。在汽輪發(fā)電機組并網(wǎng)后根據(jù)DEH系統(tǒng)根據(jù)負荷要求自動調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機進氣量，以保證汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和輸出功率滿足要求。在汽輪發(fā)電機組和電網(wǎng)解列后，DEH系統(tǒng)按照預定程序不斷減速汽輪發(fā)電機，以達到安全停機的目的。在汽輪發(fā)電機發(fā)生超速或者震動超標等情況下，DEH系統(tǒng)按照保安程序不斷減速汽輪發(fā)電機，以達到安全停機的目的。
由于生活垃圾發(fā)電廠以焚燒垃圾為主要目的，發(fā)電是為了降低企業(yè)的運營成本，而且由于垃圾熱值不高，裝機容量很小，因此不參與電網(wǎng)的調(diào)峰。現(xiàn)有的DEH系統(tǒng)基本是按大型火力發(fā)電廠的技術(shù)要求進行設(shè)計和制造，控制裝置采用分布式控制系統(tǒng)，造價昂貴。因此找到既滿足小型火力發(fā)電廠技術(shù)要求又造價低廉的DEH系統(tǒng)是亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，可滿足小型發(fā)電廠調(diào)節(jié)技術(shù)要求的情況下降低設(shè)備投入。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由冗余式PLC系統(tǒng)組成，包括PLC冗余電源模塊、第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊、遠程電源模塊、I/O數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、高速計數(shù)模塊和現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備；
所述的PLC冗余電源模塊分別與第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊相連，用于向第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊提供電能；
第一中央處理器模塊和第二中央處理器模塊通過光纖連接進行數(shù)據(jù)同步；
第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊分別與冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊相連，控制冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊的通信傳輸；
第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊分別與現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備相連；現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備用于汽輪發(fā)電機運行參數(shù)的現(xiàn)場顯示以及在就地控制時現(xiàn)場操作人員就地控制第一中央處理器模塊和第二中央處理器模塊；
冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊還分別與電廠DCS系統(tǒng)、發(fā)電機自動準同期裝置相連，用于將第一中央處理器模塊或第二中央處理器模塊傳來的數(shù)據(jù)傳輸至電廠DCS系統(tǒng)、發(fā)電機自動準同期裝置，還用于將電廠DCS系統(tǒng)、發(fā)電機自動準同期裝置發(fā)來的控制信號傳遞至第一中央處理器模塊和第二中央處理器模塊；
第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊還分別與I/O數(shù)據(jù)采集模塊相連，I/O數(shù)據(jù)采集模塊還分別與開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和高速計數(shù)模塊相連；
I/O數(shù)據(jù)采集模塊用于信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，將開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊和高速計數(shù)模塊傳來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，發(fā)送至第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊，還將第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊傳來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送至開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸出模塊；
開關(guān)量輸入模塊用于采集汽輪發(fā)電機的各電磁閥和壓力開關(guān)的開關(guān)量的數(shù)據(jù)信息；
開關(guān)量輸出模塊用于控制汽輪發(fā)電機的各電磁閥的開關(guān)量；
模擬量輸入模塊用于采集汽輪發(fā)電機的各種模擬量信號，包括調(diào)節(jié)閥閥位開度、主汽門開度、進氣壓力、蒸汽壓力、蒸汽流量、汽輪發(fā)電機溫度和汽輪發(fā)電機振動值；
模擬量輸出模塊用于控制調(diào)節(jié)閥閥位開度；
高速計數(shù)模塊用于采集汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速；
遠程電源模塊還分別與I/O數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和高速計數(shù)模塊相連，用于為I/O數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和高速計數(shù)模塊提供電能。
進一步，優(yōu)選的是，還包括中央機架，PLC冗余電源模塊、第一中央處理器模塊、第二中央處理器模塊和冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊均固定在中央機架上。
進一步，優(yōu)選的是，還包括遠程機架，遠程電源模塊、I/O數(shù)據(jù)采集模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和高速計數(shù)模塊均固定在遠程機架上。
進一步，優(yōu)選的是，冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊與電廠DCS系統(tǒng)通過光纖相連；冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊與發(fā)電機自動準同期裝置也通過光纖相連。
進一步，優(yōu)選的是，第一中央處理器模塊與I/O數(shù)據(jù)采集模塊通過PROFIBUS電纜相連；第二中央處理器模塊與I/O數(shù)據(jù)采集模塊也通過PROFIBUS電纜相連。
進一步，優(yōu)選的是，第一中央處理器模塊（2）與現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備（14）通過PROFIBUS電纜相連；第二中央處理器模塊（3）與現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備（14）也通過PROFIBUS電纜相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：
本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，實用性強，主要運用于小型的火力發(fā)電廠，特別適合用于垃圾焚燒發(fā)電的汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）代替昂貴的分布式控制系統(tǒng)（DCS）以降低設(shè)備費用，具有通用性好、穩(wěn)定性高、工作時長滿足要求的特點，可完成汽輪發(fā)電機發(fā)電機組的并網(wǎng)、汽輪發(fā)電機負荷控制和一次調(diào)頻功能。
本發(fā)明系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)組成的汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，大約節(jié)約2/3的投資成本，而且調(diào)節(jié)性能和穩(wěn)定性達到使用要求。
附圖說明
圖1為汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、PLC冗余電源模塊；2、第一中央處理器模塊；3、第二中央處理器模塊；4、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊；5、遠程電源模塊；6、I/O數(shù)據(jù)采集模塊；7、開關(guān)量輸入模塊；8、開關(guān)量輸出模塊；9、模擬量輸入模塊；10、模擬量輸出模塊；11、高速計數(shù)模塊；12、電廠DCS系統(tǒng)；13、發(fā)電機自動準同期裝置；14、現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備；15、遠程機架；16、中央機架。
其中，箭頭方向為信號或數(shù)據(jù)走向。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用材料或裝置未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中涉及到的相關(guān)模塊及其實現(xiàn)的功能是在改進后的硬件及其構(gòu)成的裝置、器件或系統(tǒng)上搭載現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的計算機軟件程序或有關(guān)協(xié)議就可實現(xiàn)，并非是對現(xiàn)有技術(shù)中的計算機軟件程序或有關(guān)協(xié)議進行改進。例如，改進后的計算機硬件系統(tǒng)依然可以通過裝載現(xiàn)有的軟件操作系統(tǒng)來實現(xiàn)該硬件系統(tǒng)的特定功能。因此，可以理解的是，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于對現(xiàn)有技術(shù)中硬件模塊的改進及其連接組合關(guān)系，而非僅僅是對硬件模塊中為實現(xiàn)有關(guān)功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中提到的相關(guān)模塊是用于執(zhí)行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項或多項的硬件設(shè)備。所述硬件設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計和制造，或者也可以采用通用計算機中的已知設(shè)備或已知的其他硬件設(shè)備。所述通用計算機有存儲在其內(nèi)的程序選擇性地激活或重構(gòu)。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
如圖1所示，一種汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由冗余式PLC系統(tǒng)組成，包括PLC冗余電源模塊1、第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4、遠程電源模塊5、I/O數(shù)據(jù)采集模塊6、開關(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸入模塊9、模擬量輸出模塊10、高速計數(shù)模塊11和現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備14；
所述的PLC冗余電源模塊1分別與第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4相連，用于向第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3、冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4提供電能；
第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3通過光纖連接進行數(shù)據(jù)同步；
第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3分別與冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4相連，控制冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4的通信傳輸；
第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3分別通過PROFIBUS電纜與現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備14相連；現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備14用于汽輪發(fā)電機運行參數(shù)的現(xiàn)場顯示以及在就地控制時現(xiàn)場操作人員就地控制第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3，將控制信號直接發(fā)送至第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3，之后通過I/O數(shù)據(jù)采集模塊6，將信號傳輸至開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸出模塊10，從而控制汽輪發(fā)電機的各電磁閥的開閉與調(diào)節(jié)閥閥位開度；
冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4還分別通過光纖與電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機自動準同期裝置13相連，用于將第一中央處理器模塊2或第二中央處理器模塊3傳來的數(shù)據(jù)傳輸至電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機自動準同期裝置13，還用于將電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機自動準同期裝置13發(fā)來的控制信號傳遞至第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3；即電廠DCS系統(tǒng)12將控制信號通過冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4發(fā)送至第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3，之后通過I/O數(shù)據(jù)采集模塊6的轉(zhuǎn)換，將信號傳輸至開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸出模塊10，從而控制汽輪發(fā)電機的各電磁閥的開閉與調(diào)節(jié)閥閥位開度；發(fā)電機自動準同期裝置13也能將將控制信號通過冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4發(fā)送至第一中央處理器模塊2和第二中央處理器模塊3，之后通過I/O數(shù)據(jù)采集模塊6的轉(zhuǎn)換，將信號傳輸至開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸出模塊10，從而控制汽輪發(fā)電機的各電磁閥的開閉與調(diào)節(jié)閥閥位開度；
第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3還分別通過PROFIBUS電纜與I/O數(shù)據(jù)采集模塊6相連，I/O數(shù)據(jù)采集模塊6還分別與開關(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸入模塊9、模擬量輸出模塊10和高速計數(shù)模塊11相連；
I/O數(shù)據(jù)采集模塊6用于信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，將開關(guān)量輸入模塊7、模擬量輸入模塊9和高速計數(shù)模塊11傳來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，發(fā)送至第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3，還將第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3傳來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送至開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸出模塊10；
開關(guān)量輸入模塊7用于采集汽輪發(fā)電機的各電磁閥和壓力開關(guān)的開關(guān)量的數(shù)據(jù)信息；
開關(guān)量輸出模塊8用于控制汽輪發(fā)電機的各電磁閥的開閉；
模擬量輸入模塊9用于采集汽輪發(fā)電機的各種模擬量信號，包括調(diào)節(jié)閥閥位開度、主汽門進氣壓力、蒸汽壓力、蒸汽流量、汽輪發(fā)電機溫度和汽輪發(fā)電機振動值；
模擬量輸出模塊10用于控制調(diào)節(jié)閥閥位開度；
高速計數(shù)模塊11用于采集汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速；
遠程電源模塊5還分別與I/O數(shù)據(jù)采集模塊6、開關(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸入模塊9、模擬量輸出模塊10和高速計數(shù)模塊11相連，用于為I/O數(shù)據(jù)采集模塊6、開關(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸入模塊9、模擬量輸出模塊10和高速計數(shù)模塊11提供電能。
還包括中央機架16，PLC冗余電源模塊1、第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3和冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4均固定在中央機架16上。
還包括遠程機架15，遠程電源模塊5、I/O數(shù)據(jù)采集模塊6、開關(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、模擬量輸入模塊9、模擬量輸出模塊10和高速計數(shù)模塊11均固定在遠程機架15上。
電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機自動準同期裝置13及現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備14均能查看監(jiān)視汽輪發(fā)電機的各種運行參數(shù)。
本發(fā)明汽輪發(fā)電機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)由冗余式PLC系統(tǒng)組成，PLC采用硬件冗余方式。即PLC冗余電源模塊1內(nèi)有兩個電源模塊，一個主用，一個備用；冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4內(nèi)也有兩個通信模塊，一個主用，一個備用；系統(tǒng)設(shè)置兩個中央處理器模塊：第一中央處理器模塊2、第二中央處理器塊3，目的也是一個主用，一個備用。
本發(fā)明系統(tǒng)通過開關(guān)量輸入模塊7、模擬量輸入模塊9和高速計數(shù)模塊11采集各種運行參數(shù)（包括轉(zhuǎn)速、發(fā)電功率、震動、溫度、進氣壓力、閥位等），經(jīng)過I/O數(shù)據(jù)采集模塊6將采集到模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，發(fā)送至第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3，之后第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3通過冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4將采集到的各種運行參數(shù)電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機自動準同期裝置13；電廠DCS系統(tǒng)12即可進行監(jiān)視和控制。自動準同期裝置通過檢查發(fā)動機的頻率、電壓、相位角，向冗余PLC系統(tǒng)發(fā)送步進信號，控制汽輪發(fā)電機增、減速，式發(fā)動機的頻率和相位角和電網(wǎng)同步。
本發(fā)明系統(tǒng)還通過現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備14發(fā)來的控制信號經(jīng)第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3范送至I/O數(shù)據(jù)采集模塊6的轉(zhuǎn)換，之后傳遞給開關(guān)量輸出模塊8和/或模擬量輸出模塊10，從而控制汽輪發(fā)電機的各運行參數(shù)，如調(diào)節(jié)閥閥位開度、轉(zhuǎn)速等，以滿足電網(wǎng)的要求。
本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)置兩個中央處理器模塊：第一中央處理器模塊2、第二中央處理器模塊3，目的是一個主用，一個備用，便于生產(chǎn)。
當外部或內(nèi)部故障發(fā)生危及到汽輪發(fā)電機的安全運行時，本發(fā)明系統(tǒng)通過改變參數(shù)進行中斷，強行終止，實現(xiàn)快速減速或停機。
遠程機架上的開關(guān)量輸入模塊通過硬接線方式輸入汽輪發(fā)電機的各種開關(guān)量信號。遠程機架上的模擬量輸入模塊通過硬接線方式輸入汽輪發(fā)電機的各種模擬量信號，并通過I/O數(shù)據(jù)采集模塊把模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號。遠程機架上的高速計數(shù)模塊通過硬接線方式輸入汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速脈沖信號。遠程機架上的開關(guān)量輸出模塊通過硬接線方式輸出+24V電平控制汽輪發(fā)電機各種液壓系統(tǒng)電磁閥的開閉。遠程機架上的模擬量輸出模塊通過硬接線方式輸出4~20mA信號控制汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)閥閥位開度。
本發(fā)明系統(tǒng)的控制功能，包括：
（1）汽輪發(fā)電機在啟動\停機時采用頻率自動控制?？刂品椒閱位芈返拈]環(huán)PID控制?？刂葡到y(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機的目標轉(zhuǎn)速（r/min）和升速率（該給定值由現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備或者電廠DCS系統(tǒng)給出，可通過現(xiàn)在轉(zhuǎn)換開關(guān)進行選擇，或采用其它方式選擇，沒有特殊限制）。本發(fā)明系統(tǒng)的反饋值為汽輪發(fā)電機的實際運行轉(zhuǎn)速（r/min），反饋值是由開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊和高速計數(shù)模塊采集到的數(shù)據(jù)。本發(fā)明系統(tǒng)通過模擬量輸出模塊輸出為4~20mA的標準模擬量信號，通過這路模擬量信號控制汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進而控制進入汽輪發(fā)電機的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。
（2）汽輪發(fā)電機啟動當接近同步轉(zhuǎn)速時，本發(fā)明系統(tǒng)自動切換為發(fā)電機自動準同期裝置AS控制，控制方法為開環(huán)的步進閥門控制。系統(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機的步進轉(zhuǎn)速（r/min）（該給定值由自動準同期裝置（AS）給出），系統(tǒng)通過模擬量輸出模塊輸出為4~20mA的標準模擬量信號，通過這路模擬量信號控制汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進而控制進入汽輪發(fā)電機的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。同時調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電能的頻率和相位角使之和電網(wǎng)同步。
（3）當發(fā)電機組并網(wǎng)成功后，本發(fā)明系統(tǒng)自動切換為負荷控制，控制方法為多回路的閉環(huán)串級PID控制。系統(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機的目標功率（KW）和負荷變換率（該給定值由現(xiàn)場手操人機界面設(shè)備或者電廠DCS系統(tǒng)給出，通過現(xiàn)在轉(zhuǎn)換開關(guān)進行選擇，或采用其它方式選擇，沒有特殊限制）。系統(tǒng)的反饋值為汽輪發(fā)電機的實際運行轉(zhuǎn)速（r/min）、汽輪發(fā)電機組的負荷反饋（KW）及新蒸汽壓力（Mpa），反饋值是由開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊和高速計數(shù)模塊采集到的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過模擬量輸出模塊輸出為4~20mA的標準模擬量信號，通過這路模擬量信號控制汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進而控制進入汽輪發(fā)電機的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機的輸出負荷；
（4）、開關(guān)量輸出模塊主要控制汽輪發(fā)電機油系統(tǒng)的各種電磁閥，使油系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機運行時建立調(diào)節(jié)油壓或者在故障時快速泄壓，已保證汽輪發(fā)電機安全平穩(wěn)運行。
綜上，本發(fā)明系統(tǒng)可實現(xiàn)對汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速控制、負荷控制、主蒸汽壓力的調(diào)節(jié)控制等。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。