專利名稱：一種燃機(jī)電站機(jī)電一體化控制裝置的制作方法
一種燃機(jī)電站機(jī)電一體化控制裝置，它適合于做各種燃?xì)廨啓C(jī)或高技術(shù)水平發(fā)電站的控制裝置，特別適合于需要無人或少量人管理的電站的使用。
迄今無止，燃?xì)廨啓C(jī)電站(或其他燃?xì)廨啓C(jī)組)的控制均為“燃機(jī)控制”及“電機(jī)控制”兩個部分，它們各自分別控制調(diào)節(jié)，輸出功率隨負(fù)荷變化而變化。由于負(fù)荷是隨時在變化的，為了隨時適應(yīng)負(fù)荷變化，需要分別各自跟蹤調(diào)節(jié)，有的系統(tǒng)用一套凸輪機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)各個調(diào)節(jié)參數(shù)。因燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的技術(shù)要求很高，因而國外少數(shù)廠商控制了“燃調(diào)”的技術(shù)。近年來，“燃調(diào)”開始采用了單板機(jī)，例如GE公司的MK-Ⅳ燃調(diào)就是使用了三個80C86單板機(jī)。無論是電調(diào)或燃調(diào)都是通過液壓伺服系統(tǒng)完成發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)操作。機(jī)組的控制環(huán)節(jié)甚多，改用的控制辦法是各個單元各自設(shè)定一個控制值，每當(dāng)負(fù)荷或外界條件變化引起偏離這個值時，各自的單調(diào)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)相應(yīng)部位動作，調(diào)節(jié)執(zhí)行器使之達(dá)到新的平衡狀態(tài)。由于各個調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)互不相關(guān)，遇到復(fù)雜情況時不能整體隨機(jī)協(xié)調(diào)操作，因而不能做到整體最佳狀態(tài)控制，遇到復(fù)雜的情況只能人工手動操作，由人按照當(dāng)時的實(shí)際情況協(xié)調(diào)各個操作環(huán)節(jié)，否則機(jī)組有可能因某項(xiàng)操作值達(dá)到最大允許值而使機(jī)組出現(xiàn)“保護(hù)停機(jī)”。同時，由于控制是分散的，在多臺機(jī)組組成電站時，其各機(jī)組間的協(xié)調(diào)也需用人工進(jìn)行，調(diào)整復(fù)雜而且困難。由于控制柜需放入控制室中，控制柜與燃?xì)廨啓C(jī)以及發(fā)電機(jī)之間的連線很多，用硬邏輯方法進(jìn)行控制，其邏輯交會點(diǎn)數(shù)目與輸入線和輸出線的乘積成正比。數(shù)量隨控制的復(fù)雜成度急巨增加，可靠性下降。既給維修增加了難度，也加大了電站搬遷時的拆裝的工作量。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化的燃?xì)廨啓C(jī)電站機(jī)一體化控制裝置。它對燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)以及其它輔助設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制，簡化控制室結(jié)構(gòu)，提高控制精度。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖如附

圖1所示，它有燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)以及輔助設(shè)備的控制執(zhí)行元件組(3)，系統(tǒng)參數(shù)測量元件組(4)和中央控制計(jì)算機(jī)(5)，其特征在于在燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)，控制執(zhí)行元件組(3)中的每一個執(zhí)行元件都有一個插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)中的執(zhí)行適配模塊(7)與之相連，組成一個控制執(zhí)行單元，參數(shù)測量元件組(4)中的每一個測量元件都有一個插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)中的測量適配模塊(8)與之相連，組成一個測量執(zhí)行單元，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)通過串行通訊接口與中央控制計(jì)算機(jī)(5)相連。
在附圖1中，還有燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組(1)和輔助設(shè)備(2)。
本發(fā)明采用由一個執(zhí)行元件配一個插入工業(yè)控制介面(RTU)(6)中的執(zhí)行適配模塊構(gòu)成一個控制執(zhí)行單元，該單元只完成一個特定的工作。如燃?xì)廨啓C(jī)的功率狀態(tài)控制執(zhí)行單元，它只完成對燃?xì)廨啓C(jī)燃料計(jì)量閥大小的控制，而燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣量控制單元只調(diào)節(jié)進(jìn)氣道中的導(dǎo)向葉片。同樣，由一個測量元件配一個插入RTU(6)中的測量適配模塊構(gòu)成一個系統(tǒng)參數(shù)測量單元，每一個測量單元只完成系統(tǒng)中某一處的一個特定物理量的測量。如燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度測量單元就只是由放入排氣道中的一個熱電偶加上插入RTU(6)中的一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換測量適配模塊組成，它們都只完成單一的基礎(chǔ)功能。中央控制計(jì)算機(jī)(5)通過串行通訊接口輸出不同的地址通選指令，通過RTU(6)選通不同的控制適模塊(7)和測量適配模塊(8)，進(jìn)而計(jì)算機(jī)可以發(fā)送命令讓控制執(zhí)行元件組(3)中的執(zhí)行元件動作或是接收測量元件組(4)中的測量元件傳來的已數(shù)字化了的所測物理量，而所有的控制策略都決定于軟件。計(jì)算機(jī)通過測得的系統(tǒng)參數(shù)和操作人員的輸入，用軟件進(jìn)行決策，發(fā)出相應(yīng)的控制命令。一方面它可以測量很多的系統(tǒng)參數(shù)(只要插入相應(yīng)的測量元件和測量適配模塊，就可以擴(kuò)充測量范圍，而且可插入測量如象用電系統(tǒng)參數(shù)這樣的測量單元)，另一方面，它的軟件決策程度可以是如象專家系統(tǒng)的程序。用軟件對燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行綜合控制，可以協(xié)調(diào)燃?xì)廨啓C(jī)與發(fā)電機(jī)之間的關(guān)系，可大大減少某項(xiàng)操作單項(xiàng)達(dá)到最大允許值而發(fā)生“保護(hù)停機(jī)”的情況。此外，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度快，測量的系統(tǒng)參數(shù)多，可以用較復(fù)雜、精確的決策策略進(jìn)行控制，有很高的控制精度，能使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)。由于安放于控制室中的只是中內(nèi)控制計(jì)算機(jī)(5)，RTU(6)就近放置于機(jī)組近旁，RTU(6)與中央控制計(jì)算機(jī)(5)之間只有一根串行通訊電纜相連，控制室搬遷時的拆裝非常方便，也容易維護(hù)。
本發(fā)明的所有設(shè)備全都可以使用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如各種控制執(zhí)行元件、測量元件及相應(yīng)的適配模塊都是固態(tài)組件。只要配接不同規(guī)格的控制執(zhí)行元件和測量元件，并稍稍修改一下控制軟件，就可以適配各種規(guī)模的電站，而且可以只用擴(kuò)充RTU的數(shù)目和控制執(zhí)行單元及參數(shù)測量單元的數(shù)目就可以對多臺燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組(1)進(jìn)行群控。
本發(fā)明可以用兩套相同的裝置對同一燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組(1)進(jìn)行控制。一套裝置處于主控狀態(tài)，另一套裝置處于監(jiān)控狀態(tài)，通過比較器對兩裝置的輸出結(jié)果進(jìn)行比較，如果處于主控運(yùn)行的裝置發(fā)生故障時，可以進(jìn)行在線切換，讓處于監(jiān)控狀態(tài)的控制裝置轉(zhuǎn)為主控態(tài)運(yùn)行，而對有故障的裝置進(jìn)行檢測和維修。一般情況下，故障裝置發(fā)生的多為軟故障，只須進(jìn)行復(fù)位和重新起動即可排除。使用雙機(jī)運(yùn)行可大大提高整個機(jī)組的運(yùn)行可靠性。
本發(fā)明中的RTU(6)就近放置于機(jī)組(1)近旁，各個控制執(zhí)行元件和測量元件都只引線到RTU(6)處。一般的RTU(6)有16或32個插槽，如果插槽數(shù)不夠，可以用多個RTU串聯(lián)，這樣可使交合點(diǎn)相應(yīng)減少，控制連線也可以簡化。
權(quán)利要求
1.一種燃機(jī)電站機(jī)一體化控制裝置，它有燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)以及輔助設(shè)備的控制執(zhí)行元件組(3)，系統(tǒng)參數(shù)測量元件組(4)和中央控制計(jì)算機(jī)(5)，其特征在于在燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組近旁有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)，控制執(zhí)行元件組(3)中的每一個執(zhí)行元件都有一個插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)中的執(zhí)行適配模塊(7)與之相連，組成一個控制執(zhí)行單元，參數(shù)測量元件組(4)中的每一個測量元件都有一個插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)中的測量適配模塊(8)與之相連，組成一個測量執(zhí)行單元，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(6)通過串行通訊接口與中央控制計(jì)算機(jī)(5)相連。。
全文摘要
一種燃機(jī)電站機(jī)電一體化控制裝置，它適合于做各種燃?xì)廨啺l(fā)電站的控制裝置，特別適合于需要無人或少量人管理的電站的使用。它由燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、輔助設(shè)備和機(jī)電一體化的單元(包括執(zhí)行元件、測量元件、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面以及插于其中的各種適配模塊和中央控制計(jì)算機(jī))組成。中央控制計(jì)算機(jī)控制測量各種系統(tǒng)參數(shù)和接收操作人員的輸入，用軟件進(jìn)行決策，對機(jī)組行綜合控制，可以協(xié)調(diào)命令，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)。
文檔編號G05B15/00GK1051988SQ8910841
公開日1991年6月5日 申請日期1989年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月11日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗(yàn)廠