本實(shí)用新型屬于汽輪發(fā)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。電站汽輪發(fā)電機(jī)用于拖動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
汽輪發(fā)電機(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）主要完成汽輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制、停止控制、正常運(yùn)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(gè)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(duì)電能有一定量和值的要求，由于電能不能大量?jī)?chǔ)存，而電力用戶對(duì)電能的需求是隨時(shí)變化，因此汽輪發(fā)電機(jī)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(yùn)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(diǎn)的額定電壓和額定頻率的要求，在我國(guó)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(jī)轉(zhuǎn)子磁極都為一對(duì)，發(fā)電機(jī)的頻率、轉(zhuǎn)速及磁極對(duì)數(shù)的關(guān)系如下式：
其中，f為頻率（HZ）；n為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速（r/min）；p為磁極對(duì)數(shù)。
所以在我國(guó)磁極為一對(duì)的發(fā)電機(jī)要求輸出50HZ頻率的電能，發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速必須為3000r/min。發(fā)電機(jī)輸出的電能功率和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電磁力矩有關(guān)，按下式計(jì)算：
其中，P為發(fā)電機(jī)輸出功率（Kw）；n為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速（r/min）；Me為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的電磁力矩（KN·m）。
由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸安裝，在不考慮機(jī)械阻力矩的情況下Me等于汽輪發(fā)電機(jī)的蒸汽動(dòng)力矩Mt，汽輪發(fā)電機(jī)的蒸汽動(dòng)力矩Mt和汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；Pj為汽輪發(fā)電機(jī)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(gè)參數(shù)，電壓一般通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，電能的頻率和輸出功率由汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，在汽輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)之前，DEH系統(tǒng)按照預(yù)定程序不斷加速汽輪發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)的頻率等于電網(wǎng)頻率。在汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后根據(jù)DEH系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷要求自動(dòng)調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)氣量，以保證汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率滿足要求。在汽輪發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)解列后，DEH系統(tǒng)按照預(yù)定程序不斷減速汽輪發(fā)電機(jī)，以達(dá)到安全停機(jī)的目的。在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)生超速或者震動(dòng)超標(biāo)等情況下，DEH系統(tǒng)按照保安程序不斷減速汽輪發(fā)電機(jī)，以達(dá)到安全停機(jī)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(yùn)營(yíng)成本，而且由于垃圾熱值不高，裝機(jī)容量很小，因此不參與電網(wǎng)的調(diào)峰?，F(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(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，控制裝置采用分布式控制系統(tǒng)，造價(jià)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(jià)低廉的DEH系統(tǒng)是亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型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(jī)數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
一種汽輪發(fā)電機(jī)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(yuǎn)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(jì)數(shù)模塊和現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)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(jìn)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(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備相連；現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備用于汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)顯示以及在就地控制時(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)自動(dòng)準(zhǔn)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(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，還用于將電廠DCS系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置發(fā)來的控制信號(hào)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(jì)數(shù)模塊相連；
I/O數(shù)據(jù)采集模塊用于信號(hào)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(jì)數(shù)模塊傳來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)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(jī)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(jī)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(jī)的各種模擬量信號(hào)，包括調(diào)節(jié)閥閥位開度、主汽門開度、進(jìn)氣壓力、蒸汽壓力、蒸汽流量、汽輪發(fā)電機(jī)溫度和汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)值；
模擬量輸出模塊用于控制調(diào)節(jié)閥閥位開度；
高速計(jì)數(shù)模塊用于采集汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
遠(yuǎn)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(jì)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(jì)數(shù)模塊提供電能。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，還包括中央機(jī)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(jī)架上。
進(jìn)一步，優(yōu)選的是，還包括遠(yuǎn)程機(jī)架，遠(yuǎn)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(jì)數(shù)模塊均固定在遠(yuǎn)程機(jī)架上。
進(jìn)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(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置也通過光纖相連。
進(jìn)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(jìn)一步，優(yōu)選的是，第一中央處理器模塊（2）與現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)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(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備（14）也通過PROFIBUS電纜相連。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：
本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，實(shí)用性強(qiáng)，主要運(yùn)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(jī)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(fèi)用，具有通用性好、穩(wěn)定性高、工作時(shí)長(zhǎng)滿足要求的特點(diǎn)，可完成汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)、汽輪發(fā)電機(jī)負(fù)荷控制和一次調(diào)頻功能。
本實(shí)用新型系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)組成的汽輪發(fā)電機(jī)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(dá)到使用要求。
附圖說明
圖1為汽輪發(fā)電機(jī)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(yuǎn)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(jì)數(shù)模塊；12、電廠DCS系統(tǒng)；13、發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置；14、現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備；15、遠(yuǎn)程機(jī)架；16、中央機(jī)架。
其中，箭頭方向?yàn)樾盘?hào)或數(shù)據(jù)走向。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，而不應(yīng)視為限定本實(shí)用新型的范圍。實(shí)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(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用材料或裝置未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購(gòu)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，本實(shí)用新型中涉及到的相關(guān)模塊及其實(shí)現(xiàn)的功能是在改進(jìn)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(jì)算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議就可實(shí)現(xiàn)，并非是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)算機(jī)軟件程序或有關(guān)協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。例如，改進(jìn)后的計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)該硬件系統(tǒng)的特定功能。因此，可以理解的是，本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中硬件模塊的改進(jìn)及其連接組合關(guān)系，而非僅僅是對(duì)硬件模塊中為實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進(jìn)。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)用新型中提到的相關(guān)模塊是用于執(zhí)行本申請(qǐng)中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項(xiàng)或多項(xiàng)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(jì)和制造，或者也可以采用通用計(jì)算機(jī)中的已知設(shè)備或已知的其他硬件設(shè)備。所述通用計(jì)算機(jī)有存儲(chǔ)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(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本實(shí)用新型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(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，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(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)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(yǔ)（包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)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(huì)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(jī)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(yuǎn)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(jì)數(shù)模塊11和現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)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(jìn)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(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備14相連；現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備14用于汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)顯示以及在就地控制時(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(hào)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(hào)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(jī)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(jī)自動(dòng)準(zhǔn)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(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置13，還用于將電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置13發(fā)來的控制信號(hào)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(hào)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(hào)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(jī)的各電磁閥的開閉與調(diào)節(jié)閥閥位開度；發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置13也能將將控制信號(hào)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(hào)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(jī)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(jì)數(shù)模塊11相連；
I/O數(shù)據(jù)采集模塊6用于信號(hào)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(jì)數(shù)模塊11傳來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)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(jī)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(jī)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(jī)的各種模擬量信號(hào)，包括調(diào)節(jié)閥閥位開度、主汽門進(jìn)氣壓力、蒸汽壓力、蒸汽流量、汽輪發(fā)電機(jī)溫度和汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)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(jì)數(shù)模塊11用于采集汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
遠(yuǎn)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(jì)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(jì)數(shù)模塊11提供電能。
還包括中央機(jī)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(jī)架16上。
還包括遠(yuǎn)程機(jī)架15，遠(yuǎn)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(jì)數(shù)模塊11均固定在遠(yuǎn)程機(jī)架15上。
電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置13及現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備14均能查看監(jiān)視汽輪發(fā)電機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)。
本實(shí)用新型汽輪發(fā)電機(jī)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(gè)電源模塊，一個(gè)主用，一個(gè)備用；冗余光纖以太網(wǎng)通信模塊4內(nèi)也有兩個(gè)通信模塊，一個(gè)主用，一個(gè)備用；系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)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(gè)主用，一個(gè)備用。
本實(shí)用新型系統(tǒng)通過開關(guān)量輸入模塊7、模擬量輸入模塊9和高速計(jì)數(shù)模塊11采集各種運(yùn)行參數(shù)（包括轉(zhuǎn)速、發(fā)電功率、震動(dòng)、溫度、進(jìn)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)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(yùn)行參數(shù)電廠DCS系統(tǒng)12、發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置13；電廠DCS系統(tǒng)12即可進(jìn)行監(jiān)視和控制。自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置通過檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率、電壓、相位角，向冗余PLC系統(tǒng)發(fā)送步進(jìn)信號(hào)，控制汽輪發(fā)電機(jī)增、減速，式發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率和相位角和電網(wǎng)同步。
本實(shí)用新型系統(tǒng)還通過現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)界面設(shè)備14發(fā)來的控制信號(hào)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(jī)的各運(yùn)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。
本實(shí)用新型系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)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(gè)主用，一個(gè)備用，便于生產(chǎn)。
當(dāng)外部或內(nèi)部故障發(fā)生危及到汽輪發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行時(shí)，本實(shí)用新型系統(tǒng)通過改變參數(shù)進(jìn)行中斷，強(qiáng)行終止，實(shí)現(xiàn)快速減速或停機(jī)。
遠(yuǎn)程機(jī)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(jī)的各種開關(guān)量信號(hào)。遠(yuǎn)程機(jī)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(jī)的各種模擬量信號(hào)，并通過I/O數(shù)據(jù)采集模塊把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)。遠(yuǎn)程機(jī)架上的高速計(jì)數(shù)模塊通過硬接線方式輸入汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)。遠(yuǎn)程機(jī)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(jī)各種液壓系統(tǒng)電磁閥的開閉。遠(yuǎn)程機(jī)架上的模擬量輸出模塊通過硬接線方式輸出4~20mA信號(hào)控制汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)閥閥位開度。
本實(shí)用新型系統(tǒng)的控制功能，包括：
（1）汽輪發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)\停機(jī)時(shí)采用頻率自動(dòng)控制。控制方法為單回路的閉環(huán)PID控制?？刂葡到y(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速（r/min）和升速率（該給定值由現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)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(jìn)行選擇，或采用其它方式選擇，沒有特殊限制）。本實(shí)用新型系統(tǒng)的反饋值為汽輪發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)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(jì)數(shù)模塊采集到的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型系統(tǒng)通過模擬量輸出模塊輸出為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，通過這路模擬量信號(hào)控制汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進(jìn)而控制進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
（2）汽輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)當(dāng)接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，本實(shí)用新型系統(tǒng)自動(dòng)切換為發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置AS控制，控制方法為開環(huán)的步進(jìn)閥門控制。系統(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機(jī)的步進(jìn)轉(zhuǎn)速（r/min）（該給定值由自動(dòng)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，通過這路模擬量信號(hào)控制汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進(jìn)而控制進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電能的頻率和相位角使之和電網(wǎng)同步。
（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)成功后，本實(shí)用新型系統(tǒng)自動(dòng)切換為負(fù)荷控制，控制方法為多回路的閉環(huán)串級(jí)PID控制。系統(tǒng)的給定值為汽輪發(fā)電機(jī)的目標(biāo)功率（KW）和負(fù)荷變換率（該給定值由現(xiàn)場(chǎng)手操人機(jī)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(jìn)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(jī)的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速（r/min）、汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，通過這路模擬量信號(hào)控制汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)閥閥位的開度，進(jìn)而控制進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)的蒸汽量來改變汽輪發(fā)電機(jī)的輸出負(fù)荷；
（4）、開關(guān)量輸出模塊主要控制汽輪發(fā)電機(jī)油系統(tǒng)的各種電磁閥，使油系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)建立調(diào)節(jié)油壓或者在故障時(shí)快速泄壓，已保證汽輪發(fā)電機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行。
綜上，本實(shí)用新型系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制、負(fù)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實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。