一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，涉及水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主配閥芯位置控制系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于水電廠而言，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的過(guò)速事故的危害是巨大的。由于過(guò)速的時(shí)候巨大的離心力會(huì)造成機(jī)組的震動(dòng)、擺度急劇增大，甚至有可能會(huì)使得機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分碰撞，造成生產(chǎn)設(shè)施和人員的嚴(yán)重?fù)p失。為了防止機(jī)組過(guò)速事故，水電站機(jī)組一般設(shè)置了三級(jí)過(guò)速保護(hù)。其中，第一級(jí)過(guò)速為“機(jī)組轉(zhuǎn)速大于115%額定轉(zhuǎn)速且主配不在關(guān)位”。即在正常甩負(fù)荷情況下，調(diào)速器通過(guò)動(dòng)作主配使機(jī)組進(jìn)入空轉(zhuǎn)態(tài)。只有在轉(zhuǎn)速大于115%且主配未正常動(dòng)作的情況下，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)作事故配壓閥來(lái)關(guān)閉導(dǎo)葉，實(shí)現(xiàn)二類機(jī)械事故停機(jī)。由于機(jī)組在甩負(fù)荷的時(shí)候轉(zhuǎn)速經(jīng)常超過(guò)115%額定轉(zhuǎn)速，主配壓閥位移量小，主配不在關(guān)位微動(dòng)開關(guān)或接近開關(guān)調(diào)整較困難，并且調(diào)速器通過(guò)PID規(guī)律來(lái)調(diào)節(jié)主配壓閥，這些因素導(dǎo)致一級(jí)過(guò)速保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)的可能性較大，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]為了確保機(jī)組甩負(fù)荷后一級(jí)過(guò)速信號(hào)可靠動(dòng)作，為了避傳統(tǒng)主配不在關(guān)位微動(dòng)開關(guān)或接近開關(guān)的上述缺點(diǎn)和劣勢(shì)，本實(shí)用新型提出了一種非交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)裝置的設(shè)計(jì)，該裝置依托水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主配閥芯位置、電感式接近開關(guān)及單片機(jī)硬件，在此基礎(chǔ)上通過(guò)電感式接近開關(guān)與主配閥芯位置的配合，利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)主配不在關(guān)位探測(cè)功能。本專利實(shí)用性較廣，實(shí)施簡(jiǎn)單，不僅可以提高調(diào)速器主配不在關(guān)位信號(hào)的準(zhǔn)確性，防止了因機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)誤動(dòng)而引起的機(jī)組非停的風(fēng)險(xiǎn)，而且還能在機(jī)組運(yùn)行中自動(dòng)判斷主配壓閥閥芯的位置，提高信號(hào)的可靠性和方便性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的提供一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，該裝置依托水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主配閥芯位置、電感式接近開關(guān)及單片機(jī)硬件，在此基礎(chǔ)上通過(guò)電感式接近開關(guān)與主配閥芯位置的配合，利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)主配不在關(guān)位探測(cè)功能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，它包括控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B，所述控制系統(tǒng)A包括傳感器A，傳感器A后連接有轉(zhuǎn)換器A，轉(zhuǎn)換器A后連接有控制器A，控制器A后連接有多模選擇器，多模選擇器后同時(shí)連接有顯示屏和輸出電路；所述控制系統(tǒng)B包括傳感器B，傳感器B后連接有轉(zhuǎn)換器B，轉(zhuǎn)換器B后連接有控制器B，控制器B與多模選擇器和A/B套切換電路相連，A/B套切換電路與多模選擇器相連。
[0006]所述轉(zhuǎn)換器A同時(shí)與控制器B相連，轉(zhuǎn)換器B同時(shí)與控制器A相連。
[0007]控制器A和控制器B之間相互連接進(jìn)行信號(hào)傳輸。
[0008]控制器A和控制B都采用MCU控制器。
[0009]傳感器A和傳感器B都采用電感式接近開關(guān)。
[0010]所述轉(zhuǎn)換器A和轉(zhuǎn)換器B能夠?qū)㈦娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。
[0011]所述顯示屏采用Alphanumeric IXD顯示屏。
[0012]所述顯示屏上設(shè)置有三個(gè)按鈕，分別對(duì)傳感器A和傳感器B信號(hào)輸入的全開、全關(guān)和中間位3個(gè)位置進(jìn)行參數(shù)整定、通道切換。
[0013]本實(shí)用新型有如下有益效果:
[0014]此主配不在關(guān)位探測(cè)裝置的兩個(gè)主配閥芯位置傳感器A、傳感器B、控制器A、控制器B和顯示屏等部分是分體式安裝，即信號(hào)源部分與運(yùn)算處理、邏輯判斷、信號(hào)輸出部分是分離的，模塊高度集成，僅主配閥芯位置傳感器A和傳感器B與控制模塊部分通過(guò)一定長(zhǎng)度的多股銅芯線相連，該裝置只需確定電感式接近開關(guān)與主配閥芯適當(dāng)?shù)陌惭b間距，通過(guò)軟件檢測(cè)兩組主配位置信號(hào)進(jìn)行綜合判斷后將主配不在關(guān)位信號(hào)輸出，該裝置具有易于安裝、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，具有較強(qiáng)的抗干擾能力的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1為本實(shí)用新型的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:傳感器A-1、轉(zhuǎn)換器A-2、傳感器B-3、轉(zhuǎn)換器B-4、控制器A-5、控制器B-6、多模選擇器_7、A/B套切換電路-8、顯示屏-9、輸出電路-10。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，它包括控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B，所述控制系統(tǒng)A包括傳感器Al，傳感器Al后連接有轉(zhuǎn)換器A2，轉(zhuǎn)換器A2后連接有控制器A5，控制器A5后連接有多模選擇器7，多模選擇器7后同時(shí)連接有顯示屏9和輸出電路10 ;所述控制系統(tǒng)B包括傳感器B3，傳感器B3后連接有轉(zhuǎn)換器B4，轉(zhuǎn)換器B4后連接有控制器B6，控制器B6與多模選擇器7和A/B套切換電路8相連，A/B套切換電路8與多模選擇器7相連。
[0020]進(jìn)一步的，傳感器Al和傳感器B3都采用電感式接近開關(guān)。電感式接近開關(guān)發(fā)出4-20mA的主配閥芯位置信號(hào)。
[0021]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換器A2同時(shí)與控制器B6相連，轉(zhuǎn)換器B4同時(shí)與控制器A5相連。接受到信號(hào)后，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
[0022]進(jìn)一步的，控制器A5和控制B6都采用MCU控制器。接受到信號(hào)后，將對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理、邏輯判斷，主、備用信號(hào)的選擇，雙機(jī)通信以及控制信號(hào)的輸出。
[0023]進(jìn)一步的，控制器A5和控制器B6之間相互連接進(jìn)行信號(hào)傳輸。
[0024]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換器A2和轉(zhuǎn)換器B4能夠?qū)㈦娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。
[0025]進(jìn)一步的，所述顯示屏9采用Alphanumeric IXD顯示屏。能夠接受主配位置相關(guān)參數(shù)的整定，顯示主配閥芯的位置。
[0026]進(jìn)一步的，所述顯示屏9上設(shè)置有三個(gè)按鈕，分別對(duì)傳感器Al和傳感器B3信號(hào)輸入的全開、全關(guān)和中間位3個(gè)位置進(jìn)行參數(shù)整定、通道切換。
[0027]進(jìn)一步的，所述的A/B套切換電路8當(dāng)控制系統(tǒng)A故障后，通過(guò)故障判斷將無(wú)擾切換至控制系統(tǒng)B。
[0028]進(jìn)一步的，所述的輸出電路10接受到主配不在關(guān)位信號(hào)后，將有源的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)源的開關(guān)信號(hào)，從而控制主配閥閥芯的開關(guān)位置切換。
[0029]本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)使用方法如下:
[0030]一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)裝置的設(shè)計(jì)，將調(diào)速器主配閥芯位置傳感器Al和傳感器B3的信號(hào)接入主配不在關(guān)位探測(cè)裝置所需的控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B，即將兩路4~20mA的電流型信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為0.96V-4.8V電壓型信號(hào)，再將兩路電壓信號(hào)都輸入控制器A5和控制器B6，兩套控制器具有交叉熱備、兩級(jí)冗余、雙機(jī)通訊的功能，然后控制器A5和控制器B6兩套MCU控制器輸出控制信號(hào)與多模選擇器7關(guān)聯(lián)，其中多模選擇器7通過(guò)A/B套切換電路8將切換信號(hào)反送給控制器B6，再者多模選擇器7與顯示屏9關(guān)聯(lián)，顯示屏9上配有三個(gè)按鈕，分別為“ESC”、“Change”、“Enter”，其主要用于對(duì)傳感器Al和傳感器B3的輸入信號(hào)進(jìn)行全開、全關(guān)、中間位3個(gè)位置進(jìn)行參數(shù)整定、通道切換等，最后多模選擇器7與輸出電路10關(guān)聯(lián)，將一路主配不在關(guān)位開關(guān)信號(hào)無(wú)源輸出。另外該探測(cè)裝置需要提供24V直流電源，即提供該裝置正常工作電源。
[0031]該探測(cè)裝置具有交叉熱備、兩級(jí)冗余、雙機(jī)通訊的功能，主要體現(xiàn)在當(dāng)傳感器Al和傳感器B3信號(hào)都正常時(shí)，傳感器Al輸入信號(hào)作為主用，傳感器B3輸入信號(hào)作為備用，僅當(dāng)位置傳感器Al故障時(shí)，將會(huì)無(wú)擾切換至傳感器B3作為信號(hào)輸入，此時(shí)即使位置傳感器Al信號(hào)恢復(fù)正常，仍以傳感器B3信號(hào)作為主用，僅當(dāng)傳感器B3故障后，再才切回傳感器Al信號(hào)，兩路輸入信號(hào)構(gòu)成一級(jí)冗余，當(dāng)控制器A5和控制器B6都正常時(shí)，控制器A5作為主用，控制器B6作為備用，主控信號(hào)通過(guò)相應(yīng)控制器內(nèi)部運(yùn)算處理、邏輯判斷后將主配不在關(guān)位開關(guān)信號(hào)輸出，僅當(dāng)控制器A5故障時(shí)，控制器B6正常時(shí)，此時(shí)通過(guò)A/B套切換電路8將控制器B6作為主用，通過(guò)相應(yīng)控制器內(nèi)部運(yùn)算處理、邏輯判斷后將主配不在關(guān)位開關(guān)信號(hào)輸出，若此時(shí)控制器A5恢復(fù)正常，將不會(huì)切回至控制器A5，僅當(dāng)控制器B6故障時(shí)，才會(huì)切回至控制器A5，兩套控制器構(gòu)成第二級(jí)冗余、雙機(jī)熱備。
[0032]上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:它包括控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B，所述控制系統(tǒng)A包括傳感器A (1)，傳感器A (I)后連接有轉(zhuǎn)換器A (2)，轉(zhuǎn)換器A (2)后連接有控制器A (5)，控制器A (5)后連接有多模選擇器(7)，多模選擇器(7)后同時(shí)連接有顯示屏(9)和輸出電路(10);所述控制系統(tǒng)B包括傳感器B (3)，傳感器B (3)后連接有轉(zhuǎn)換器B (4)，轉(zhuǎn)換器B (4)后連接有控制器B (6)，控制器B (6)與多模選擇器(7)和A/B套切換電路(8)相連，A/B套切換電路(8)與多模選擇器(7)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換器A (2)同時(shí)與控制器B (6)相連，轉(zhuǎn)換器B (4)同時(shí)與控制器A (5)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:控制器A (5)和控制器B (6)之間相互連接進(jìn)行信號(hào)傳輸。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:控制器A (5)和控制B (6)都采用MCU控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:傳感器A (I)和傳感器B (3)都采用電感式接近開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換器A (2)和轉(zhuǎn)換器B (4)能夠?qū)㈦娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:所述顯示屏(9)采用Alphanumeric IXD顯示屏。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，其特征在于:所述顯示屏(9)上設(shè)置有三個(gè)按鈕，分別對(duì)傳感器A (I)和傳感器B (3)信號(hào)輸入的全開、全關(guān)和中間位3個(gè)位置進(jìn)行參數(shù)整定、通道切換。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種交叉熱備冗余的主配不在關(guān)位探測(cè)控制裝置，它包括控制系統(tǒng)A和控制系統(tǒng)B，所述控制系統(tǒng)A包括傳感器A，傳感器A后連接有轉(zhuǎn)換器A，轉(zhuǎn)換器A后連接有控制器A，控制器A后連接有多模選擇器，多模選擇器后同時(shí)連接有顯示屏和輸出電路；所述控制系統(tǒng)B包括傳感器B，傳感器B后連接有轉(zhuǎn)換器B，轉(zhuǎn)換器B后連接有控制器B，控制器B與多模選擇器和A/B套切換電路相連，A/B套切換電路與多模選擇器相連。該裝置依托水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器主配閥芯位置、電感式接近開關(guān)及單片機(jī)硬件，在此基礎(chǔ)上通過(guò)電感式接近開關(guān)與主配閥芯位置的配合，利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)主配不在關(guān)位探測(cè)功能。
【IPC分類】G05B9/03
【公開號(hào)】CN204719427
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520494281
【發(fā)明人】汪林, 田源泉, 丁萁琦, 余明明
【申請(qǐng)人】中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日