專利名稱：發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機等發(fā)電設(shè)備的調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機等發(fā)電設(shè)備的可靠性要求很高，系統(tǒng)中大部分受控對象的控制回路都采用冗余配置方式，以提高可靠性，例如主控制器、供電電源、直流電源、重要的I/O信號等，但是，蒸汽、燃氣、燃油、水量的調(diào)節(jié)閥油動機的行程控制卻仍然是單回路控制，成為上述控制系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，潛伏著很大的安全隱患。在我國，目前有圖1所示的控制系統(tǒng)，采用雙LVDT反饋、單伺服控制卡、單線圈電磁閥，該系統(tǒng)雖然LVDT反饋是冗余配置的，但兩個反饋信號只取一個，由高選電路(HS)選取高值信號參與控制，當伺服控制卡、高選電路、伺服閥線圈任一元件故障時，控制回路將失靈。在國外，日立等公司采用圖2所示的控制系統(tǒng)，用雙伺服控制卡構(gòu)成兩條控制回路，兩條控制回路的工作狀態(tài)是“或”邏輯關(guān)系，只有一條投入運行，當運行回路的伺服控制卡故障時，由自動切換電路檢測并切換至另一條回路。其缺點是LVDT是單反饋，當LVDT故障時，控制回路將失靈。并且，該雙回路控制必需考慮自診斷和跟蹤切換的問題，設(shè)置自動切換電路使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障幾率增大，切換電路本身的故障率將進一步降低系統(tǒng)的可靠性，伺服控制卡切換瞬間存在故障的可能，如切換擾動大，將無法切換，控制回路也將失靈，可靠性不能保證。
綜上所述，現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，只有部分元件是冗余配置的，至少有一個元件是兩條控制回路共用的，因而沒有真正實現(xiàn)控制回路的冗余配置，不能獲得很高的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種可靠性更高的發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，其技術(shù)方案是一種發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，由伺服控制卡、伺服閥、油動機、行程變換器LVDT依序連接組成閉環(huán)控制回路，所述伺服控制卡具有調(diào)節(jié)器；其特征在于所述伺服控制卡、LVDT行程變換器是兩只，所述伺服閥采用雙線圈電磁閥，每一線圈與一只伺服控制卡及一只LVDT行程變換器組合，構(gòu)成兩條結(jié)構(gòu)相同的控制回路，兩控制回路并聯(lián)連接。
所述調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器。
還設(shè)有故障回路自診斷及伺服卡電流輸出切斷裝置，該裝置設(shè)在伺服卡內(nèi)或發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)中。
上述結(jié)構(gòu)的油動機伺服控制系統(tǒng)，具有兩條完整的、并聯(lián)連接的控制回路，兩回路中沒有共用的元件，也就是說，控制回路是冗余配置的，兩控制回路同時運行，其中任一回路故障，另一回路仍處于工作狀態(tài)，因此，系統(tǒng)具有極高的可靠性。與國外的系統(tǒng)相比，沒有自動切換電路，結(jié)構(gòu)更簡單，不僅減少了故障幾率，也降低了系統(tǒng)成本。


圖1是一種現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框2是另一種現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框3是本調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖
具體實施例方式
本發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，具有兩條配置相同的控制回路，每一控制回路具有一只伺服控制卡和一只行程變換器LVDT，伺服閥采用雙線圈電磁閥，每一控制回路控制一個伺服閥線圈，如圖3所示，其中伺服控制卡1、行程變換器LVDT1、伺服閥線圈1構(gòu)成一條控制回路，伺服控制卡2、行程變換器LVDT2、伺服閥線圈2構(gòu)成另一條控制回路，兩條控制回路冗余配置，每一控制回路都能單獨連續(xù)工作。
本控制系統(tǒng)的工作原理是行程變換器LVDT將油動機活塞行程位移量轉(zhuǎn)換成電信號，反饋給伺服控制卡，與預(yù)設(shè)的閥門給定量比較，經(jīng)伺服控制卡計算，輸出相應(yīng)的控制信號給伺服閥線圈，從而改變伺服閥的開啟度，實現(xiàn)對油動機活塞行程的控制。在正常狀態(tài)下，兩條控制回路并聯(lián)運行，同時工作，兩線圈的電流能量疊加，共同作用于伺服閥，控制油動機活塞行程；當其中一條控制回路故障時，另一路仍然運行，單獨工作，可以保證對油動機活塞行程的穩(wěn)定控制。
在本控制系統(tǒng)中，伺服控制卡中的調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器(P)，以保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定，這是因為如果兩個行程變換器LVDT反饋特性完全一樣，從理論上講，采用比例積分調(diào)節(jié)器(PI)，控制回路是可以穩(wěn)定的，但事實上，由于制造原因，兩個行程變換器LVDT的反饋特性不可能完全一樣，兩個LVDT的零點不同，在此條件下，兩個比例積分調(diào)節(jié)器的輸出信號向相反方向變化，呈發(fā)散趨勢，因此該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
本發(fā)明是采用比例調(diào)節(jié)器(P)，兩個調(diào)節(jié)器的輸出信號呈收斂趨勢，趨向一定值，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。
以上是系統(tǒng)正常運行時的穩(wěn)定性分析，當控制系統(tǒng)中一條控制回路故障、系統(tǒng)自動調(diào)整為由另一條控制回路單獨控制時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性存在兩種可能性-故障回路調(diào)節(jié)器的輸出為零，信號電流消失，系統(tǒng)仍然是穩(wěn)定的。
-故障回路調(diào)節(jié)器的輸出信號電流很大，超過信號電流值的上限，系統(tǒng)不穩(wěn)定。
可見，當控制系統(tǒng)中一條控制回路故障、系統(tǒng)由另一條控制回路單獨控制時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是不確定的，因此，系統(tǒng)必須具有自診斷及自動切斷故障回路伺服卡信號電流輸出的功能，才能確保系統(tǒng)穩(wěn)定。自診斷、切斷功能可采取如下技術(shù)手段實現(xiàn)-在伺服卡內(nèi)增設(shè)自診斷、切斷裝置；或-在發(fā)電設(shè)備控制系統(tǒng)中增設(shè)自診斷、切斷裝置。
該自診斷、切斷裝置可以是硬件電路，也可是軟件程序，或軟硬件結(jié)合的裝置，這些具體技術(shù)手段對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，是公知的常識，故不詳述。
由于比例(P)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反饋信號值與閥門給定信號值是有差的，因此，在實際工程中，兩條控制回路的比例(P)調(diào)節(jié)器須經(jīng)現(xiàn)場試驗，使兩調(diào)節(jié)器的參數(shù)匹配合適，閥門給定量與反饋量的穩(wěn)態(tài)誤差盡量小，才能保證控制系統(tǒng)響應(yīng)快速、可靠、穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，由伺服控制卡、伺服閥、油動機、行程變換器LVDT依序連接組成閉環(huán)控制回路，所述伺服控制卡具有調(diào)節(jié)器；其特征在于所述伺服控制卡、LVDT行程變換器是兩只，所述伺服閥采用雙線圈電磁閥，每一線圈與一只伺服控制卡及一只LVDT行程變換器組合，構(gòu)成兩條結(jié)構(gòu)相同的控制回路，兩控制回路并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)節(jié)器采用比例調(diào)節(jié)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有故障回路自診斷及伺服卡電流輸出切斷裝置，該裝置設(shè)在伺服控制卡內(nèi)或發(fā)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機等發(fā)電設(shè)備調(diào)節(jié)閥油動機伺服控制系統(tǒng)，由伺服控制卡、伺服閥、油動機、行程變換器LVDT依序連接組成閉環(huán)控制回路，其特征是所述伺服控制卡、LVDT行程變換器是兩只，所述伺服閥采用雙線圈電磁閥，每一線圈與一只伺服控制卡及一只LVDT行程變換器組合，構(gòu)成兩條結(jié)構(gòu)相同的控制回路，兩控制回路并聯(lián)連接。優(yōu)點是控制回路是冗余配置的，兩控制回路同時運行，其中任一回路故障，另一回路仍處于工作狀態(tài)，因此，系統(tǒng)具有極高的可靠性，沒有自動切換電路，結(jié)構(gòu)簡單，故障幾率小，系統(tǒng)成本低。
文檔編號F15B20/00GK1888455SQ20061002139
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者徐正華, 李飛 申請人:東方汽輪機廠