[实用新型]一种汽机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽机控制器，尤其涉及一种用于小型汽轮机系统的汽机控制器。

背景技术

目前，汽轮机控制系统已相当成熟，如广泛应用于热电厂中的汽轮机数字电液控制系统（Turbine Digital Electric Hydraulic Control System，简称DEH）。该系统主要功能包括：汽轮机转速控制、自动同期控制、负荷控制、阀位（单阀/多阀）控制、一次调频、机/炉协调控制、快速减负荷等。

根据汽轮机事故数据统计，汽轮机自动控制系统失效引起的停机次数约占汽轮机总停机次数的二分之一，而汽轮机自动控制系统失效引起的停机小时数约占汽轮机总停机小时数的二分之一，这表明自动控制系统是汽轮机可靠性的薄弱环节。

目前得到广泛应用的DEH系统，包含基本控制子系统、超速保护子系统、ATC子系统、操作员站等部件；基本控制子系统与超速保护子系统需要两个标准控制机柜（标准控制机柜尺寸一般为700mm╳700mm╳2200mm），ATC子系统需要一到两个标准控制机柜，再加上若干操作员站，需要占用较大的空间。

针对小型汽轮机系统，在DEH系统的基础上做了精简，以下称为简易型DEH系统，舍去了大机组上配备的ATC子系统，并相应减小了伺服阀控制部分的规模；但是由于系统结构所限，机柜内部的电源、开关箱、控制器等还是需要至少一个标准控制柜的空间。对于小型汽轮机的控制来说，虽然完成满足了控制上的要求，仍需占用较大的空间，性价比不是很好。

因此本领域技术人员致力于提供可靠性高、性价比高的汽轮机自动控制系统。

发明内容

本实用新型提供一种汽机控制器，既能满足一般的小型汽轮机控制要求和安全性，采用冗余结构，提高汽机控制器的可靠性；同时又在成本和尺寸上大大降低，从而提高汽机控制器的性价比。

本实用新型提供一种汽机控制器，用于小型汽轮机，包括基本控制模块、超速保护模块、电源模块以及机箱，其特征在于，汽机控制器还包括双冗余的控制器内核、组态模块、FPGA模块以及微控制器，其中，

基本控制模块用于控制小型汽轮机的转速、负荷和快关；

超速保护模块用于小型汽轮机的超速保护；

控制器内核用于处理小型汽轮机的控制逻辑；

组态模块用于实现所述基本控制模块的控制逻辑；

FPGA模块用于汽机控制器的输入输出信号与微控制器的连接；

微控制器用于汽机控制器的输入输出信号的处理以及超速保护模块的算法处理。

进一步地，双冗余的控制器内核互为热备份，当一个控制器内核发生故障时，另一个控制器内核在一个控制周期内接管控制逻辑。即使某个控制器内核发生故障时，也不会影响汽轮机的安全运行，从而提高了汽机控制器的可靠性。

控制周期是指控制器内核完成一次控制逻辑计算所需的时间。

进一步地，汽机控制器中与停机相关的输入信号设置为冗余输入，避免由于单个信号的输入失效导致的故障停机。

进一步地，汽机控制器中与停机相关的输出信号设置为冗余输出，避免由于单个信号的输出失效导致的故障停机。

进一步地，冗余输出配置为双冗余或者三重冗余，可以根据现场情况，配置为不同的冗余方式。

进一步地，汽机控制器还包括伺服阀控制模块。伺服阀控制模块包括两路位置闭环控制，可适应小型汽轮机和工业汽轮机的应用，最大限度地增加了汽机控制器的可用度，而无须增加额外的设备，从而提高了汽机控制器的性价比。

进一步地，汽机控制器可通过两路10/100Mbps以太网通讯链路与工控机或者控制中心连接，可实现工控机对汽机控制器的本地监控，或者控制中心对汽机控制器的远程监控；实现历史数据收集，故障记录，操作报警，I/O数据故障报警等附加功能。采用两路10/100Mbps以太网通讯链路可以避免一路以太网发生故障时，对本地监控或远程监控的影响。

进一步地，电源模块采用塑封电源，由于汽机控制器的集成度提高，整个汽机控制器功耗有很大降低，因此可以采用功率和体积较小的塑封电源，从而减小了汽机控制器的成本和体积，相应也提高了汽机控制器的可靠性。

进一步地，塑封电源为LH40-10B05或者LH40-10B24。

进一步地，机箱的长度为368mm，高度为252mm，尺寸上大幅缩减，仅为图2所示简易型DEH系统的1/10，从而提高汽机控制器的性价比；同时由于体积小，更便于在现场安装。

与现有技术相比，本实用新型提供的汽机控制器具有以下有益效果：