[實(shí)用新型]一種船用主汽輪機(jī)控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920120347.4
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN201461000U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉康寧;羅琳;朱世博;熊輝;馬維
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州和利時(shí)自動化有限公司
• 主分類號: F01D17/26
• 分類號: F01D17/26
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所 33230
• 代理人: 陳輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種船用主汽輪機(jī)控制器，實(shí)時(shí)采集機(jī)組轉(zhuǎn)速等運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆答佌{(diào)節(jié)計(jì)算后，通過模出通道輸出閥位控制信號，改變調(diào)節(jié)閥開度，最終控制機(jī)組轉(zhuǎn)速跟隨給定值變化。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)工業(yè)的快速發(fā)展，大型艦船多采用汽輪機(jī)作為動力設(shè)備。目前國內(nèi)船用主汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制設(shè)備主要為國外進(jìn)口產(chǎn)品。為了節(jié)省大量的外匯，而且保證我國的國防安全，急迫需要研制國產(chǎn)船用主汽輪機(jī)控制器。

船用主汽輪機(jī)帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動艦船航行。為了給艦船向前、向后運(yùn)動提供動力，主汽輪機(jī)可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn)運(yùn)行。主汽輪機(jī)為雙向旋轉(zhuǎn)、變轉(zhuǎn)速、凝汽式汽輪機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種專為大型艦船主汽輪機(jī)調(diào)速控制的船用主汽輪機(jī)控制器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

船用主汽輪機(jī)控制器由CPU模塊、模入模塊、模出模塊、測速模塊組成，CPU模塊分別與模入模塊、模出模塊、測速模塊連接。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號采集功能、實(shí)時(shí)控制邏輯運(yùn)算功能、控制信號輸出功能等。船用主汽輪機(jī)控制器的控制策略具備靈活方便的可組態(tài)修改特性，以適應(yīng)不同控制對象的需要，并且其運(yùn)算能力強(qiáng)、速度快可滿足艦船控制響應(yīng)時(shí)間的要求。

船用主汽輪機(jī)控制器系統(tǒng)功能：

船用主汽輪機(jī)控制器是控制艦船動力設(shè)備主汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的一種嵌入式控制設(shè)備。主要被控參數(shù)為機(jī)組的轉(zhuǎn)速。它實(shí)時(shí)采集機(jī)組轉(zhuǎn)速等運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆答佌{(diào)節(jié)計(jì)算后，通過模出通道輸出閥位控制信號，改變調(diào)節(jié)閥開度，最終控制機(jī)組轉(zhuǎn)速跟隨給定值變化。

船用主汽輪機(jī)控制器的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足船艙空間環(huán)境的要求。在船用主汽輪機(jī)控制器的底部可通過航空插座連接電源、通訊、現(xiàn)場I/O信號等電纜。與DCS系統(tǒng)共享的操作員站可安裝在艦船主控制室，通過通訊電纜與船用主汽輪機(jī)控制器相連，可完成完善的正常操作顯示功能。船用主汽輪機(jī)控制器的內(nèi)部應(yīng)配有：采集輸出各種現(xiàn)場信號的I/O模塊、快速實(shí)時(shí)處理調(diào)節(jié)任務(wù)的控制CPU模塊等。

船用主汽輪機(jī)控制器的控制策略具備靈活方便的可組態(tài)修改特性，以便適應(yīng)不同類型艦船控制的需要。

船用主汽輪機(jī)控制器可適應(yīng)的控制對象為船用推進(jìn)汽輪機(jī)組。船用主汽輪機(jī)控制器需要具有方便、靈活的組態(tài)調(diào)試能力，以滿足不同工程對控制算法及操作顯示界面的設(shè)計(jì)需要。

船用推進(jìn)汽輪機(jī)組由正車汽輪機(jī)和倒車汽輪機(jī)組成.控制方式分正車控制、倒車控制和協(xié)調(diào)控制.

正常運(yùn)行過程：采用轉(zhuǎn)速PID調(diào)節(jié)，以消除轉(zhuǎn)速靜差。也可采用閥位控制。

被控參數(shù)：轉(zhuǎn)速，閥位。船用主汽輪機(jī)控制器采集機(jī)組被控參數(shù)與相應(yīng)設(shè)定值比較，經(jīng)調(diào)節(jié)算法處理后，改變調(diào)節(jié)閥開度，最終使被控參數(shù)維持在設(shè)定值附近。

控制器功能和性能指標(biāo)：

1)模擬量輸入信號：16路，4～20mA，可選擇供電、不供電形式，精度高于0.5％。

2)頻率輸入：4路，可選擇磁阻式、磁敏式探頭，頻率測量范圍0.5Hz～4KHz，頻率測量精度高于10^-4數(shù)量級，轉(zhuǎn)速測量精度為±0.1RPM。

3)開關(guān)量輸入信號：24路，干接點(diǎn)輸入，提供24VDC查詢電源，光隔離。

4)模擬量輸出信號：4路，4～20mA，精度高于0.5％，負(fù)載能力最大為600Ω。

5)開關(guān)量輸出信號：12路，常開接點(diǎn)，接點(diǎn)容量30VDC/0.5A(250VAC/1A)。

6)通訊：能與上位PC機(jī)通訊，可以接收上位機(jī)的組態(tài)程序下載，可以將過程數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)。

7)防護(hù)等級：外殼具有防水能力，達(dá)到IP65級。

8)掃描周期：＜100ms。

9)具有掉電保護(hù)的存儲器，在掉電后能永久保存數(shù)據(jù)。

10)具有自由組態(tài)功能，包括功能塊圖和順序控制功能。能在一臺普通PC機(jī)上用Windows圖形操作系統(tǒng)完成全部控制策略的設(shè)計(jì)和組態(tài)，并能將設(shè)計(jì)和組態(tài)一次完成，生成的組態(tài)文件可直接下裝，無需編譯。

11)組態(tài)軟件要符合IEC-1131-3《可編程序控制器的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)》功能塊圖形語言標(biāo)準(zhǔn)。具有預(yù)定義的各種類型的功能塊及模塊化標(biāo)準(zhǔn)控制算法。控制回路可以組態(tài)成一幅或多幅功能塊圖。能離線和在線修改、調(diào)試。

采用標(biāo)準(zhǔn)：

產(chǎn)品的電磁兼容性：

產(chǎn)品的電磁兼容性符合IEC61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

IEC61000-4-2????靜電放電抗擾度試驗(yàn)接觸放電4kV；空氣放電8kV；