[发明专利]核电站电动给水泵转速调节的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于核电技术领域。更具体地，本发明涉及核电站电动给水泵转速调节的控制系统及方法。

背景技术

核电站电动给水泵的功能是将除氧器的水抽出，升压后经高压加热器送到蒸汽发生器。主给水泵转速控制的目的是保证蒸汽发生器的给水母管和蒸汽母管之间的压差等于一个随负荷变化的整定值，以使给水流量控制系统调节阀前后压差近似维持恒定，从而消除三台蒸汽发生器之间给水的耦合影响，满足蒸汽发生器的供水流量要求。核电工程采用数字化控制系统(digital controlsystem，DCS)对核电站仪表控制系统进行控制后，客观上为将给水泵系统控制纳入DCS创造了条件。其中，给水泵的转速调节过程通过DCS和可编程逻辑控制器(PLC)的逻辑处理共同完成(如图1所示)。DCS将其内的主给水流量控制系统(ARE)调节器的转速给定值信号传递给PLC，同时利用测速变送器将给水泵的转速反馈信号也传递给PLC，PLC随后依据设定的PID控制算法输出电流信号，通过勺管执行机构调解液力耦合器的油位，因此实现给水泵的转速调节。

上述现有技术的方案中，DCS和PLC之间的信号交换如图2所示，从DCS送至PLC的信号有：转速控制状态(AUTO或MANUAL)、手动升转速指令、手动降转速指令、转速控制指令(从ARE调节器发出)、给水泵运行状态反馈和给水泵转速信号。从PLC送至DCS的信号有：给水泵转速信号、给水泵转速<200r/min、给水泵转速<6r/min、转速大于设定值、给水泵反转信号、给水泵转速自动控制状态、给水泵处于最小转速位置、控制系统正常和控制系统故障。显而易见，DCS和PLC两种控制系统之间信号交换较多，而控制系统的响应时间为DCS和PLC响应时间之和。因此上述信号交换过程导致了过多中间环节，因此使得转速调节的响应时间增加。另外，采用上述控制系统时系统配置复杂，潜在设备故障点较多，运行和维护的成本均较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中DCS和PLC之间信号交换过多而导致的转速调节响应时间增加、系统配置复杂的问题，提供一种实现了响应时间段且配置简单的控制系统和方法；在本发明的技术方案中通过减少中间控制环节简化了给水泵转速调节的控制过程。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：提供一种核电站电动给水泵转速调节的控制系统，包括依次连接的数字化控制系统、勺管执行机构、液力耦合器和给水泵；

所述数字化控制系统包括转速信号获取单元以及中央处理单元，所述转速信号获取单元用于获取转速给定值信号和转速反馈信号；所述中央处理单元还根据对所述转速给定值信号和所述转速反馈信号进行的逻辑处理得到勺管开度信号，以便所述勺管执行机构根据所述勺管开度信号调节所述液力耦合器的油位以控制所述给水泵的转速。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制系统中，所述数字化控制系统还包括控制模式判断单元，用于判断控制所述给水泵的转速时采用的是自动控制模式或是手动控制模式。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制系统中，所述数字化控制系统包括主给水流量控制调节器；在采用所述自动控制模式控制所述给水泵的转速时，所述转速给定值信号是所述主给水流量控制调节器产生的、待传递给所述转速信号获取单元的第一转速给定值信号。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制系统中，所述数字化控制系统包括手动定值单元；在采用所述手动控制模式控制所述给水泵的转速时，所述转速给定值信号是所述手动定值单元获取的、待传递给所述转速信号获取单元的第二转速给定值信号。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制系统中，所述数字化控制系统还包括限幅单元；若所述勺管开度信号在所述限幅单元的信号幅度范围内，则向所述勺管执行机构传递所述勺管开度信号。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制系统中，所述数字化控制系统还包括用于接收所述勺管执行机构的阀位反馈信号的勺管执行机构阀位信号获取单元。

根据本发明的另一方面，提供一种核电站电动给水泵转速调节的控制方法，包括以下步骤：

数字化控制系统获取转速给定值信号和来自测速变送器的转速反馈信号；

数字化控制系统根据对所述转速给定值信号和所述转速反馈信号进行的逻辑处理得到勺管开度信号，以便勺管执行机构根据所述勺管开度信号调节液力耦合器的油位以控制所述给水泵的转速。

在上述核电站电动给水泵转速调节的控制方法中，在获取转速给定值信号之前，所述方法还包括以下步骤：