专利名称：小型汽轮机数字电液控制器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种能源、化工行业汽轮机的调节控制设备。主要应用于汽轮机的转速调节、输出量控制，例如电功率(发电用汽轮机)，入/出 口风压(凤机汽轮机)，出口水流量(给水泵汽轮机)。
技术背景我国国内使用的小型汽轮机控制器，多为美国woodward公司产品，该产 品人机界面为全英文显示，不符合国内操作人员的习惯，且价格贵，维护、 维修困难。目前，国内尚无同类产品。发明内容本实用新型的目的意在填补国内空白，提供一种功能齐全，适用性强的 小型汽轮机数字电液控制器。本实用新型的目的是通过下述技术解决方案实现包括硬件设备采用层 叠方式安装在机箱内，逻辑功能通过软件制作在程序内，即采用PC104标准 的、具有ISA总线及多个接口的CPU模块为核心，配套于液晶屏及薄膜按键的 搡作界面、集成数据釆集模块、电源模块，液晶屏采用多个画面以中文显示 设备运行的所有参数，模拟量、转速故障诊断、控制器温度检测、模拟量自 检等外部信号经多路开关及可编程放大进入模数转换器，模数转换器将模拟 量信号转换为数字信号，经光电隔离器隔离后送至CPLD内部的ISA总线，外部开关量信号接入接线端子板，在接线端子板上进行隔离，隔离后直接送至 FPGA内部的ISA总线。所述(^U模块采用铋ttfiiz嵌入式处理器，系统芯片釆用CS5530A，该芯片 组可直接连接C&T显示晷或18位TFT-LCD显示器。
所述CTO模块具有专用的液晶显示接口，直接与液晶屏连接实现画面显 示，还具有CRT接口RS485和RS232通讯口、 USB接口可与外部设备连接，CPU模 块通过ISA总线与具有模拟董输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、 转速输入、电源监视及Watchdog功能的集成数据采集模块交换数据。所述机箱是用螺钉面定在面板上，风扇滤网架用螺钉安装在箱体上，风 扇直接安装在风扇滤网架上，集成数据采集模块通过台柱安装在支架上，电 源板、CPU模块通过台柱安装在集成数据釆集模块上，接线端子印制板通过接 线端子板安装支架安装在集成数据采集模块上。所述系统程序在上电后先行参数初始化，然后允许运行调节程序，判断 是否有参数修改及键盘搡作，进行相应处理后，再进行液晶屏显示刷新，调 节程序是通过对输入信号的采集分析来诊断是否有故障，对各种状态的判断 来选择调节阀的控制方式，控制输出最终反映到模拟量、开关量输出通道， 最后进行画面的数据更新。所述转速输入信号在内部进行故障诊断、信号缓冲后经光电隔离送至 FPGA进行转速謝量。所述电源监视功能主要由光电隔离器及电阻进行信号检测，检测后送至 FPGA进行信号采集。本实用新型具有如下优点小而全，"小"主要体现在，体积小，适合 小汽轮机立盘安装要求，功耗小，I/O点数少，以满足汽轮机控制要求为原 则；"全"主要体现在控制功能齐全，可根据需要开放各种控制功能，可选 功能与大型汽轮机数字电液控制器相同，如TPC功能、CCS功能、快卸负荷功 能、远方控制功能、自动同期功能、 一次调频功能等；外部接口全，包括显 示接口、串行通讯口、 USB接口、 1/0端口；自诊断功能全，完善的诊断功能保证控制器可靠运行；引导式搡作、弹出菜单、符合国人操作习惯；控制精度髙，满足国内电网对一次调频的要求，总之功能齐全，适用性强。附困壤明图l是本实用鳙缀绚机箱外形困。图2是机箱内錄结构困。图3是本实用新型的系统原理图。图4是本实用新型的电源故陣诊断原理图。图5是本实用新型的主程序流程图。图6是本实用新型的调节程序流程图。具体实掩方式参照图l、圃2,机箱包括面板l、箱体2、风扇滤网架3、后盖板4、接线 端子印制板5、风扇6、电源板7、 CPU模块8、液晶屏9、安装支架IO、集成数 据采集模块ll、接线端子板安装支架12、 RS232接口13。安装以面板l为基 础。箱体2及安装支架10用螺钉固定在面板1上，风扇滤网架3采用螺钉安装在 箱体2上，风扇6直接安装在风扇滤网架3上，集成数据采集模块ll通过台柱安 装在安装支架10上，电源板7、 CPU模块8通过台柱安装在集成数据釆集模块11 上，接线端子印制板5通过接线端子板安装支架12安装在集成数据采集模块11 上。液晶屏9釆用多个画面、以中文方式显示设备运行的所有参数操作画 面，用于控制搡作、主要参数显示、主要状态指示；模拟量画面，用于监视各输入/输出模拟i信号值；开关i状态监视画面，用于指示各个开入/开出通道状态；运行曲线画面，用于监视过去80s内主要参数的运行曲线；报警画面，用于监枧各种报警状态、停机状态及停机首出原因；参数画面及组态画面，采用多个画面监视所有参数设定值及组态设定值。还可配置上位监控计 算机，实现图形化操作及长达一年的运行数据记录。参照團3，本实用新型由CPU模块、集成数据采集模块、接线端子板、液 晶屏(如采用8.4〃液晶屏)、操作面板按键组成。CPU模块具有专用的液晶显 示屏接口，直接与液晶屏连接实现画面显示。CPU模块具有CRT接口 、 RS48S通 讯口、 RS232通讯口、 USB通讯口可与外部设备连接。CPU模块通过ISA总线与 集成数据釆集棋块交换数据。集成数据采集模块集成了模拟量输入、模拟量 输出、开关量输入、开关量输出、转速输入、电源监视及Watchdog功能。外 部模拟量傕号、转速故障诊断信号、控制器温度检测信号、模拟量自检信号 经多路开关及可编程放大进入模数转换器，模数转换器将模拟量信号转换为 数字信号，经光电隔离晷隔离后送至CPLD内部的ISA总线。模拟量输出从CPLD
内部的ISA总线接收数字量信号，经光电隔离器隔离后送至数模转换器，数模转换器将数字量信号转换为模拟i电压信号，再经电压/电流转换输出。外部开关量信号接入接线端子板后，在接线端子板进行隔离，隔离后直接送至FPGA内部的ISA总线。开关i输出信号直接从CPLD内部的ISA总线送至接线端 子板，在接线端子板上经光电隔离后驱动输出继电器，继电器接点以干接点 方式对外输出。转速输入接口直接接收外部磁阻式转速传感器信号，该信号 分别送入转速测量回路、转速传感器故障诊断回路，该信号在转速测量回路 内部进行信号整形，将输入的正弦波信号转换为脉冲信号，该脉冲信号经光 电隔离后送至FPGA内部的转速测董逻辑，经转速测量逻辑转换为转速数值的 数字量信号送至ISA总线。转速传感器故障诊断回路对外接的转速传感器施加 恒定的直流电流，该电流在转速传感器上形成一定的直流电压，该电压与转 速信号的交流电压叠加，作为转速输入信号，转速传感器故障诊断回路对其 的直流分董、交流分量进行分离，分离后分别送至模拟量输入回路，CPU模块采集该模拟量信号判断转速传感器是否故障。CPU模块采用AMD公司300MHz嵌入式处理器，系统芯片组采用AND的 CS5530A,该芯片组直接连接CRT显示器或18位TFT-LCD显示器。该CPU模块具 有一个EIDE接口、 一个FDD接口、 一个鼠标键盘接口、 一个LPT接口、 一个 RS232接口、 一个RS232/422/485接口、两个USB接口。本实用新型的故阵诊断功能由硬件与软件联合实现。模拟量输入/输出故 障诊断采用系统硬件Loopback方式，由软件控制模拟量输出单元输出一个 变化的模拟量信号，该信号通过集成数据采集模块直接送至模拟量信号采集 回路，软件对采集到的信号与输出信号进行比较，如果两个信号相等，认为 模拟量输入/输出正常，否则故障；开关i输入故障诊断集成数据采集模块 对其中一开关量输入通道施加一个固定信号，软件对该通道进行采集并判断 信号是否正确，如果正确则认为开关量输入正常，否则故障；电源诊断采 用光电隔裔器对每一路电源进行监视，并送至开关量输入通道，软件检测信 号为l时表示电源正常，否则故陣；转速測i故障诊断集成数据釆集模块对 外接的磁亂式转速传感器施加一恒定电流，同时软件通过模拟量输入回路对
转速传感器的信号进行检测，通过判断信号的交、直流分量来判断测速回路 是否故障。本实用新型的所有逻辑功能由软件实现，其中包括画面显示、按键操作、PID控制算法、输入/输出接口，还通过软件实现了功能组态、输入/输出 组态。功能组态本实用新型可能用到的所有功能均通过软件制作在程序 内，当需要使用时在功能组态参数内将该功能设置为使能，不需要时设置为 禁止；输入/输出组态本实用新型的所有模拟量输入/输出、开关量输入/输 出信号通过填表方式可任意选择通道号，当一个通道故障后可在停机状态将 该信号设置到未使用的通道，实现通道备用。故障诊断功能、输入/输出组态 功能能方便设备故障后的维修，减少故障恢复时间。功能组态使用户可根据 自身的需要选择功能。参照國4，主要由光电隔离器及电阻组成电源故障诊断回路。24VA电源经电阻限流后驱动光电隔离器，光电隔离器的输出信号由数字输入回来进行采 集。24VA电源正常对，光电隔离器导通，输出为低电平，判断电源正常； 24VA电源故障时，光电騰离器关断，输出为高电平，判断电源故障(前提条 件5VD电源为数字采集电源，必须正常)。对多个电压等级的电源进行诊断 时需用多个数字量输入回路。参照躕5，系统上电后先进行参数初始化，然后允许运行调节程序，(调 节程序定时循环运行)，判断是否有参数修改及键盘操作，如果有，则进行 参数修改及键盘处理，然后进行液晶屏显示刷新，否则，直接进行液晶屏显 示刷新。参照圃6，调节程序是通过转速信号、模拟量输入信号、开关量输入信号 的采集来诊断是否故障；如果有，则进行故障报警，然后进行键盘扫描及按 键处理，否则，直接进行键盘扫描及按键处理；处理完成后对危及设备安全 系统性故障进行辨断，如果有，则停机处理、停机控制输出、画面数据更 新，否则邇过对静态实验、自动控制、负荷控制等的判断来选择调节阀的控 制方式，控制输出最终反映到模拟量、开关量输出通道，最后进行画面的数 据更新。
权利要求1. 一种小型汽轮机数字电液控制器，包括硬件设备釆用层叠方式安装在机箱内，逻辑功能通过软件制作在程序内，其特征在于采用PC104标准的、 具有ISA总线及多个接口的CPU模块为核心，配套于液晶屏及薄膜按键的操作 界面、集成数据釆集模块、电源模块，液晶屏釆用多个画面以中文显示设备 运行的所有参数，模拟量、转速故障诊断、控制器温度检测、模拟量自检等 外部信号经多路开关及可编程放大进入模数转换器，模数转换器将模拟量信 号转换为数字信号，经光电隔离器隔离后送至CPLD内部的ISA总线，外部开关 量信号接入接线端子板，在接线端子板上进行隔离，隔离后直接送至FPGA内 部的ISA总线。
2. 如权利要求1所述的小型汽轮机数字电液控制器，其特征在于CPU模 块采用300MHz嵌入式处理器，系统芯片采用CS5530A,该芯片组可直接连接 CRT显示器或18位TFT-LCD显示器。
3. 如权利要求1所述的小型汽轮机数字电液控制器，其特征在于CPU模 块具有专用的液晶显示接口，直接与液晶屏连接实现画面显示，还具有CRT接 口、 RS485和RS232通讯口、 USB通讯口可与外部设备连接，CPU模块通过ISA总线与具有模拟量输入、模拟重输出、开关量输入、开关量输出、转速输入、 电源监视及跟踪功能的集成数据采集模块交换数据。
4. 如权利要求1所述的小型汽轮机数字电液控制器，其特征在于机箱是 用螺钉固定在面板上，风扇滤网架用螺钉安装在箱体上，风扇直接安装在风 扇滤网架上，集成数据釆集模块通过台柱安装在支架上，电源板、CPU模块通 过台柱安装在集成数据釆集模块上，接线端子印制板通过接线端子板安装支 架安装在集成数据釆集模块上。
专利摘要本实用新型提供了一种应用于汽轮机转速调节、输出量控制的小型汽轮机数字电液控制器。它的硬件设备采用层叠方式安装在机箱内，逻辑功能通过软件制作在程序内，即采用PC104标准的、具有ISA总线及多个接口的CPU模块为核心，配套于液晶屏及薄膜按键的操作界面、集成数据采集模块、电源模块及冷却风扇，液晶屏采用多个画面以中文显示设备运行的所有参数，CPU模块采用300MHz嵌入式处理器，系统芯片采用CS5530A，该芯片组可直接连接CRT显示器或18位TFT-LCD显示器。本实用新型具有功能齐全，适用性强等优点。可用于发电汽轮机、风机汽轮机、给水泵汽轮机的控制。
文档编号G05B19/04GK201037905SQ200720079459
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者彭明荣, 曾令显, 杰 李, 陆晓阳 申请人:德阳瑞能电力科技有限公司