[实用新型]一种船用主汽轮机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船用主汽轮机控制器，实时采集机组转速等运行的相关参数，经过适当的反馈调节计算后，通过模出通道输出阀位控制信号，改变调节阀开度，最终控制机组转速跟随给定值变化。

背景技术

随着国内工业的快速发展，大型舰船多采用汽轮机作为动力设备。目前国内船用主汽轮机的转速控制设备主要为国外进口产品。为了节省大量的外汇，而且保证我国的国防安全，急迫需要研制国产船用主汽轮机控制器。

船用主汽轮机带动螺旋桨旋转，从而驱动舰船航行。为了给舰船向前、向后运动提供动力，主汽轮机可正转也可反转运行。主汽轮机为双向旋转、变转速、凝汽式汽轮机。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种专为大型舰船主汽轮机调速控制的船用主汽轮机控制器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

船用主汽轮机控制器由CPU模块、模入模块、模出模块、测速模块组成，CPU模块分别与模入模块、模出模块、测速模块连接。实现现场信号采集功能、实时控制逻辑运算功能、控制信号输出功能等。船用主汽轮机控制器的控制策略具备灵活方便的可组态修改特性，以适应不同控制对象的需要，并且其运算能力强、速度快可满足舰船控制响应时间的要求。

船用主汽轮机控制器系统功能：

船用主汽轮机控制器是控制舰船动力设备主汽轮机转速的一种嵌入式控制设备。主要被控参数为机组的转速。它实时采集机组转速等运行的相关参数，经过适当的反馈调节计算后，通过模出通道输出阀位控制信号，改变调节阀开度，最终控制机组转速跟随给定值变化。

船用主汽轮机控制器的外形结构应满足船舱空间环境的要求。在船用主汽轮机控制器的底部可通过航空插座连接电源、通讯、现场I/O信号等电缆。与DCS系统共享的操作员站可安装在舰船主控制室，通过通讯电缆与船用主汽轮机控制器相连，可完成完善的正常操作显示功能。船用主汽轮机控制器的内部应配有：采集输出各种现场信号的I/O模块、快速实时处理调节任务的控制CPU模块等。

船用主汽轮机控制器的控制策略具备灵活方便的可组态修改特性，以便适应不同类型舰船控制的需要。

船用主汽轮机控制器可适应的控制对象为船用推进汽轮机组。船用主汽轮机控制器需要具有方便、灵活的组态调试能力，以满足不同工程对控制算法及操作显示界面的设计需要。

船用推进汽轮机组由正车汽轮机和倒车汽轮机组成.控制方式分正车控制、倒车控制和协调控制.

正常运行过程：采用转速PID调节，以消除转速静差。也可采用阀位控制。

被控参数：转速，阀位。船用主汽轮机控制器采集机组被控参数与相应设定值比较，经调节算法处理后，改变调节阀开度，最终使被控参数维持在设定值附近。

控制器功能和性能指标：

1)模拟量输入信号：16路，4～20mA，可选择供电、不供电形式，精度高于0.5％。

2)频率输入：4路，可选择磁阻式、磁敏式探头，频率测量范围0.5Hz～4KHz，频率测量精度高于10^-4数量级，转速测量精度为±0.1RPM。

3)开关量输入信号：24路，干接点输入，提供24VDC查询电源，光隔离。

4)模拟量输出信号：4路，4～20mA，精度高于0.5％，负载能力最大为600Ω。

5)开关量输出信号：12路，常开接点，接点容量30VDC/0.5A(250VAC/1A)。

6)通讯：能与上位PC机通讯，可以接收上位机的组态程序下载，可以将过程数据上传到上位机。

7)防护等级：外壳具有防水能力，达到IP65级。

8)扫描周期：＜100ms。

9)具有掉电保护的存储器，在掉电后能永久保存数据。

10)具有自由组态功能，包括功能块图和顺序控制功能。能在一台普通PC机上用Windows图形操作系统完成全部控制策略的设计和组态，并能将设计和组态一次完成，生成的组态文件可直接下装，无需编译。

11)组态软件要符合IEC-1131-3《可编程序控制器的编程软件标准》功能块图形语言标准。具有预定义的各种类型的功能块及模块化标准控制算法。控制回路可以组态成一幅或多幅功能块图。能离线和在线修改、调试。

采用标准：

产品的电磁兼容性：

产品的电磁兼容性符合IEC61000-4系列标准的规定。

IEC61000-4-2    静电放电抗扰度试验接触放电4kV；空气放电8kV；