專利名稱：設(shè)計(jì)一種由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)的方法。它此外還涉及一種實(shí)施此方法的裝置。
在一個(gè)復(fù)雜的，由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備，尤其是電廠設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了檢測(cè)技術(shù)設(shè)備的部件或整個(gè)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，需要測(cè)量不同的值。此外為了技術(shù)設(shè)備的部件或整個(gè)設(shè)備的調(diào)節(jié)，控制信號(hào)必須被發(fā)送到部件中的控制部件。這種數(shù)值測(cè)量(傳感技術(shù))和子設(shè)備控制(執(zhí)行技術(shù))的過(guò)程被概括為技術(shù)設(shè)備的控制要求。
在復(fù)雜技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)，為了設(shè)備的調(diào)整和控制，必須建立一個(gè)預(yù)定的控制系統(tǒng)。為此除了控制系統(tǒng)中必要的部件的選擇之外，部件之間的相互聯(lián)系也尤其是必要的。此外在部件或控制系統(tǒng)的硬件部件與控制技術(shù)方案或控制技術(shù)軟件之間的橫向聯(lián)系必須被建立。這些通常在中心規(guī)劃處進(jìn)行。
用于設(shè)計(jì)控制技術(shù)所必需的方法步驟要通過(guò)手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，因此設(shè)計(jì)費(fèi)用很大。由于預(yù)定的控制技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出的控制技術(shù)不能與具體的技術(shù)設(shè)備相配合。而且由于在中心規(guī)劃處的控制技術(shù)是手工建立起來(lái)的，因此該建立的控制技術(shù)方案不靈活，并且因此在設(shè)計(jì)建造技術(shù)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)不再能修改。
本發(fā)明的目的在于，提供一種由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，它至少可以部分地用機(jī)器實(shí)施并且對(duì)于每臺(tái)技術(shù)設(shè)備可具體地與之相匹配。這應(yīng)該通過(guò)特別適合的裝置來(lái)達(dá)到。
關(guān)于上面所述形式的設(shè)計(jì)方法，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-對(duì)于技術(shù)設(shè)備每個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的參數(shù)被記錄反映到數(shù)據(jù)組中，-根據(jù)數(shù)據(jù)組建立起測(cè)量過(guò)程和/或控制過(guò)程，-為了每個(gè)測(cè)量過(guò)程和/或控制過(guò)程的實(shí)現(xiàn)選出適當(dāng)?shù)牟考?，并且使這些部件在流程圖范圍內(nèi)相互聯(lián)系，-根據(jù)有關(guān)于技術(shù)設(shè)備的重要知識(shí)，預(yù)先確定一個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)，-將每個(gè)流程圖分配給該用于建立控制技術(shù)的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明基于這樣的考慮即用于設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)的整個(gè)方法被分為多個(gè)，最好為5個(gè)方法步驟，其中每個(gè)方法步驟被設(shè)計(jì)成根據(jù)它的本身特性，可在獨(dú)立的模塊中機(jī)械化地實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這些模塊化的結(jié)構(gòu)，整個(gè)方法都是可以自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的；但是也有可能視技術(shù)設(shè)備的復(fù)雜程度僅使一個(gè)或一些方法步驟被自動(dòng)化。
在此本方法被這樣結(jié)構(gòu)化，即對(duì)于一個(gè)技術(shù)設(shè)備控制技術(shù)的設(shè)計(jì)從作為基礎(chǔ)的設(shè)備出發(fā)。因此這個(gè)方法對(duì)于任意技術(shù)設(shè)備都是可用的。從技術(shù)設(shè)備的方案出發(fā)，控制技術(shù)可由此單獨(dú)地與該技術(shù)設(shè)備相匹配。
在這種類(lèi)型的方法中，建立測(cè)量和/或控制過(guò)程、建立被選出的部件的相互聯(lián)系和建立流程圖對(duì)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的配置的方法步驟最好完全自動(dòng)化。
每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程的部件的選擇可以根據(jù)預(yù)定的準(zhǔn)則由操作人員手動(dòng)完成。然而為了除了保證高的可靠性之外，還能保證選擇盡可能多的各種類(lèi)型的部件，相宜地根據(jù)表示各部件特征的，儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征數(shù)據(jù)來(lái)為每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程選擇部件。
其中這些特征數(shù)據(jù)可以包括例如對(duì)每個(gè)部件的一個(gè)完整的技術(shù)描述。它包括至少一個(gè)核心數(shù)據(jù)組，這個(gè)核心數(shù)據(jù)組僅僅描述了部件的基本工作方式。在特別有利的改進(jìn)方案中，部件的選擇僅僅根據(jù)這些功能性的核心數(shù)據(jù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此實(shí)現(xiàn)了僅僅根據(jù)所需部件的工作方式就可建立技術(shù)設(shè)備控制技術(shù)的完整方案。由此保證了在建立控制技術(shù)方案時(shí)的高度靈活性。此后只有在另一方法步驟中，才對(duì)一個(gè)滿足基本工作方式的相應(yīng)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。這有一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)即設(shè)計(jì)方法首先是獨(dú)立于各單個(gè)部件并因此是靈活的。修改可以容易地進(jìn)行，因?yàn)橹挥性诜椒ǖ淖詈?，才設(shè)計(jì)真正的部件。
關(guān)于對(duì)一個(gè)技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的裝置，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的a)一個(gè)以描述技術(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)組為基礎(chǔ)，用于建立測(cè)量和/或控制過(guò)程的結(jié)構(gòu)模塊，b)一個(gè)用于選擇合適的構(gòu)件并使它們?cè)谟糜诿總€(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程的流程框圖的范圍內(nèi)相互聯(lián)系起來(lái)的分析模塊，
c)一個(gè)將每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程的流程圖分配給一個(gè)可預(yù)定的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的連接模塊。
在開(kāi)始對(duì)一個(gè)由部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為每個(gè)部件工作所必需的參數(shù)被記錄反映到數(shù)據(jù)組中。這可以手動(dòng)或自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)。描述技術(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)組被傳送到結(jié)構(gòu)模塊。在結(jié)構(gòu)模塊中根據(jù)數(shù)據(jù)組，建立起測(cè)量和/或控制過(guò)程。這些測(cè)量和/或控制過(guò)程包括實(shí)現(xiàn)測(cè)量或控制的方案。其中對(duì)測(cè)量或控制的基本工作方式或基本工作流程作了描述。
測(cè)量和/或控制過(guò)程的方案緊接著被傳給分析模塊，在分析模塊中選擇出實(shí)現(xiàn)每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程的適當(dāng)部件。根據(jù)在測(cè)量和/或控制過(guò)程中所描述的工作流程和部件的基本工作方式，這樣的選擇可以通過(guò)較有利的方式實(shí)現(xiàn)。為了部件之間的聯(lián)系，為每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程構(gòu)成一個(gè)流程圖，這樣構(gòu)成的流程圖被傳送給連接模塊。
在連接模塊中將每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程的流程圖分配給一個(gè)可預(yù)定的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。由此控制技術(shù)以包括所需的部件和連接元件的錯(cuò)接結(jié)構(gòu)(Verschaltungsstruktur)形式被建立起來(lái)。
為了通過(guò)所提供的部件將必要信息傳遞給分析模塊，相宜地設(shè)置一個(gè)與分析模塊連接的，尤其是數(shù)據(jù)庫(kù)形式的儲(chǔ)存模塊，以用于表示部件特征的特征數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
在特別有利的改進(jìn)方案中，這些模塊被置于活動(dòng)殼體中。由此可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于對(duì)技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的設(shè)備是柔性化的，并且可以無(wú)需固定安裝地使用。
由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)特別在于在對(duì)用于設(shè)計(jì)由部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)化時(shí)，可分多個(gè)方法步驟使各單個(gè)方法步驟自動(dòng)化。由于這些方法步驟相互獨(dú)立，因此可以實(shí)現(xiàn)方法的部分或全部自動(dòng)化。
下面借助附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為概括示出的用于對(duì)一個(gè)電廠設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的裝置。
電廠設(shè)備(圖中未詳細(xì)示出)除了其它部件，包括例如一渦輪和發(fā)電機(jī)部件1。在部件1中，渦輪2通過(guò)軸4，6和傳動(dòng)箱8與發(fā)電機(jī)10連接起來(lái)。為傳輸發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電力功率，設(shè)置有一電纜系統(tǒng)11。
渦輪2是一個(gè)電廠設(shè)備的蒸汽渦輪，它包括高壓段2a和低壓段2b。在渦輪2的高壓段2a上裝有高壓蒸汽輸入管道12、中壓蒸汽輸入管道14和中壓蒸汽排氣管道16。渦輪2的高壓段2a在蒸汽管道輸出端通過(guò)一個(gè)低壓蒸汽導(dǎo)管18和渦輪2的低壓段2b的入口相連接。在渦輪2的低壓段2b裝有一個(gè)蒸汽排氣管20。高壓蒸汽輸入管道12可用一個(gè)閥22關(guān)閉。連接管道18可用一個(gè)閥24關(guān)閉。
渦輪和發(fā)電機(jī)部件1是電廠設(shè)備中的設(shè)備部件之一。為了電廠設(shè)備的控制和調(diào)整預(yù)先設(shè)定控制技術(shù)。由此為監(jiān)視和控制工作狀態(tài)，測(cè)得部件1的關(guān)鍵參數(shù)，并且由設(shè)備的控制系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)視。必要時(shí)通過(guò)控制命令來(lái)影響電廠設(shè)備的工作狀態(tài)。
在設(shè)計(jì)電廠設(shè)備的控制技術(shù)時(shí)，每個(gè)部件運(yùn)轉(zhuǎn)所需的參數(shù)被記錄反映到數(shù)據(jù)組中。關(guān)于渦輪和發(fā)電機(jī)部件1的關(guān)鍵參數(shù)例如有所輸入高壓蒸汽的狀態(tài)，由壓力P1，溫度T1和蒸汽量Q1表達(dá)。再有，從渦輪2的高壓段2a提取出的中壓蒸汽的狀態(tài)，由壓力P2，溫度T2和蒸汽量Q2表達(dá)。再有，從渦輪2的高壓段2a引出的低壓蒸汽的狀態(tài)，由壓力P3，溫度T3和蒸汽量Q3表達(dá)。此外，從渦輪2的低壓段2b引出的低壓蒸汽的狀態(tài)，由壓力P4，溫度T4和蒸汽量Q4表達(dá)，以及在發(fā)電機(jī)10中產(chǎn)生的電功率，由電流強(qiáng)度I，電壓U和功率P表達(dá)。
這些對(duì)于渦輪和發(fā)電機(jī)部件1運(yùn)行所必需的參數(shù)在第一個(gè)方法步驟中被記錄反映在數(shù)據(jù)組DSi中。例如關(guān)于參數(shù)“被輸入的高壓蒸汽狀態(tài)”產(chǎn)生了三個(gè)數(shù)據(jù)組DS1、DS2和DS3。其中數(shù)據(jù)組DS1描述壓力P1，數(shù)據(jù)組DS2描述壓力T1，數(shù)據(jù)組DS3描述所輸入高壓蒸汽的新蒸汽量Q1。在此每個(gè)數(shù)據(jù)組都包括參數(shù)的額定值以及允許的最大值或最小值。
數(shù)據(jù)組DSi的產(chǎn)生可以手動(dòng)或自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)組DSi被輸入到一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊40中。以數(shù)據(jù)組DSi為基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)模塊40中建立起測(cè)量和/或控制過(guò)程MSP。在此例如數(shù)據(jù)組DS2的信息，例如其內(nèi)容為“新蒸汽的溫度T1有待測(cè)量并且應(yīng)該盡可能在600℃左右，但不小于400℃，不高于800℃”，此信息為了測(cè)量過(guò)程MSP2的產(chǎn)生而被引入。因此測(cè)量過(guò)程MSP2包含一個(gè)適用于測(cè)量溫度T1的溫度傳感器。該測(cè)量過(guò)程MSP2此外可能以未詳細(xì)描述的方式具有一個(gè)與該溫度傳感器相配置的，用于處理由溫度傳感器提供的數(shù)據(jù)的計(jì)算單元和為數(shù)據(jù)傳輸所必需的連接元件。類(lèi)似地生成所有其它有關(guān)于渦輪和發(fā)電機(jī)部件1運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)，尤其是壓力P1、P2、P3和P4，溫度T2、T3和T4，蒸汽量Q1、Q2、Q3和Q4，電流強(qiáng)度I，電壓U和功率P，測(cè)量和/或控制過(guò)程MSPi。
測(cè)量和控制過(guò)程MPSi通過(guò)輸入通道45傳給分析模塊50。該分析模塊50通過(guò)連接線52與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)54連接。在數(shù)據(jù)庫(kù)54中儲(chǔ)存了表示部件特征的特征數(shù)據(jù)KD。特征數(shù)據(jù)KD至少包括每個(gè)部件的基本工作方式。根據(jù)特征數(shù)據(jù)KD在分析模塊50中為每個(gè)測(cè)量和控制過(guò)程MPSi選擇所需要的部件。這些選擇是通過(guò)描述部件基本工作方式的核心數(shù)據(jù)組KS實(shí)現(xiàn)的， KS是特征數(shù)據(jù)KD的一部分。例如為測(cè)量過(guò)程MSP2，也即為測(cè)量所輸入新蒸汽的溫度T1，選擇一個(gè)合適的溫度傳感器，這是通過(guò)該傳感器在300℃到900℃的溫度區(qū)間可以工作來(lái)選擇的。相應(yīng)地，測(cè)量過(guò)程MSP2(輸入新蒸汽的溫度測(cè)量)的其它部件是這樣被選出的即它們與測(cè)量溫度T1的溫度傳感器可兼容。由此為每個(gè)測(cè)量和控制過(guò)程MPSi，在分析模塊50中建立一個(gè)流程圖APi。在每個(gè)流程圖APi范圍內(nèi)，所選出的部件相互聯(lián)系到一起。例如，在此可以產(chǎn)生這樣的結(jié)果該溫度傳感器通過(guò)一根電導(dǎo)線與一個(gè)控制模塊相連接。
根據(jù)有關(guān)于電廠設(shè)備的重要知識(shí)，預(yù)先設(shè)定一個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)AS。這個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)AS包括例如這樣的信息“有待設(shè)置5個(gè)自動(dòng)化站，其中的一個(gè)自動(dòng)化站有待設(shè)置在電站調(diào)度室范圍內(nèi)，……”等等。
不僅流程圖AP，而且預(yù)先設(shè)定的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)AS分別通過(guò)各自的線路56及58輸入到一個(gè)連接模塊60中。在連接模塊60中每個(gè)測(cè)量和控制過(guò)程MSPi的流程圖APi分配給該自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。這樣就確定了例如“測(cè)量在一個(gè)自動(dòng)化站中所輸入新蒸汽的溫度的控制單元有待安置在渦輪工作室(Turbinenhalle)的范圍內(nèi)”。因此建立起蒸汽發(fā)電設(shè)備的控制技術(shù)?？刂萍夹g(shù)的設(shè)計(jì)裝置除了提供一個(gè)控制技術(shù)的方案外，還提供了一個(gè)所需部件的明細(xì)表以及一個(gè)所需連接元件例如電纜的明細(xì)表。
結(jié)構(gòu)模塊40，分析模塊50和連接模塊60被裝在一個(gè)可活動(dòng)的殼體內(nèi)(未示出)。因此，控制技術(shù)的設(shè)計(jì)裝置可無(wú)需固定安裝地并因而柔性地使用。這種模塊化結(jié)構(gòu)以有利的方式使設(shè)備的簡(jiǎn)單維修和擴(kuò)展成為可能。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)由多個(gè)部件(1)構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，其中-對(duì)于每個(gè)部件(1)工作所必需的參數(shù)(Pi，Ti，Qi)被記錄反映到數(shù)據(jù)組(DSi)中，-根據(jù)數(shù)據(jù)組(DSi)建立測(cè)量過(guò)程和/或控制過(guò)程(MSPi)，-為每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)選擇合適的部件用于其實(shí)施，并且使這些部件在流程圖(APi)范圍內(nèi)相互聯(lián)系，-根據(jù)有關(guān)于技術(shù)設(shè)備的重要知識(shí)預(yù)先設(shè)定一個(gè)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)(AS)，-將各個(gè)流程圖(APi)分配給該用于建立控制技術(shù)的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)(AS)。
2.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)和所選出部件的相互聯(lián)系以及流程圖(APi)分配給自動(dòng)化結(jié)構(gòu)(AS)都是完全自動(dòng)化建立的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于根據(jù)表示部件特征的，儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)(54)中的特征數(shù)據(jù)(KD)，選擇出用于每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)的部件。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于每個(gè)部件的特征數(shù)據(jù)(KD)包括一個(gè)核心數(shù)據(jù)組(KS)，其分別僅僅描述部件的基本工作方式，并且該部件僅僅根據(jù)這個(gè)功能性的核心數(shù)據(jù)組(KS)被選出。
5.一種對(duì)技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的裝置，尤其是用于實(shí)施如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述方法的裝置，其包括a)一個(gè)以描述技術(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)組(DSi)為基礎(chǔ)，用于建立測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)的結(jié)構(gòu)模塊(40)，b)一個(gè)用于選擇合適的部件并使它們?cè)谟糜诿總€(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)的流程圖(APi)范圍內(nèi)相互連接起來(lái)的分析模塊(50)，c)一個(gè)將每個(gè)測(cè)量和/或控制過(guò)程(MSPi)的流程圖(APi)分配給一個(gè)可預(yù)先設(shè)定的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)(AS)的連接模塊(60)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于一個(gè)與分析模塊(50)相連接的，尤其為數(shù)據(jù)庫(kù)形式的儲(chǔ)存模塊(54)，用于存儲(chǔ)表示部件特征的特征數(shù)據(jù)(KD)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于所述模塊(40、50、60)被裝在一個(gè)可活動(dòng)的殼體內(nèi)。
全文摘要
一種對(duì)由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，為了能對(duì)由多個(gè)部件構(gòu)成的技術(shù)設(shè)備的控制技術(shù)進(jìn)行機(jī)動(dòng)設(shè)計(jì)，每個(gè)部件工作所必需的，被記錄反映到數(shù)據(jù)組(DS
文檔編號(hào)G05B15/02GK1161092SQ95195741
公開(kāi)日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1995年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月21日
發(fā)明者彼得·卡皮努斯, 奧斯瓦爾德·林德伯納 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司