[發明專利]采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法

無效

• 申請號: 201410161110.6
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103955139A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 金洪偉;張鵬;韓冰;林守玉;王春月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法，屬于燃氣輪機仿真技術領域。

背景技術

在對重型燃氣輪機本體、控制系統及輔助系統的研究及設計過程中，本體仿真系統的設計起著非常重要的作用。所以很多科研院所、高校及企業都在重型燃氣輪機仿真系統的設計上做了很多工作。但是，當前的重型燃氣輪機仿真系統設計基本上都是基于仿真開發環境的軟件建模與仿真，它的設計重點在于輔助重型燃氣輪機本體的設計及制造。而對于重型燃氣輪機的另外一項核心技術——控制系統，現有的重型燃氣輪機仿真系統本體則不能輔助提供一個良好信號交互的接口，這造成燃氣輪機仿真系統與控制系統的對接受限；因此現有的仿真系統在用于接收控制系統的控制方面，需要另外配置接口，造成控制系統的通用性差。

發明內容

本發明目的是為了解決現有燃氣輪機仿真系統由于不能提供與控制系統的接口，造成控制系統的通用性差的問題，提供了一種采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法。

本發明所述采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法，所述集散控制系統包括端子柜、模件柜和工控機，

端子柜與模件柜之間通過動力電纜和通訊電纜連接，模件柜和工控機之間通過以太網絡連接；

模件柜中設置電源、控制器、輸入輸出卡件以及以太網絡交換機，

其中電源采用雙冗余電源，用于向控制器和輸入輸出卡件提供24V直流工作電源，向以太網絡交換機提供220V交流工作電源；

控制器為雙冗余熱備份控制器，用于運行燃氣輪機仿真邏輯，包括執行主仿真程序、輸出仿真對象狀態控制值及接收并處理控制系統輸入值；

輸入輸出卡件包括模擬量輸入輸出卡件、數字量輸入輸出卡件及控制信號輸入輸出卡件，用于狀態信號的輸出及控制信號的輸入；

以太網絡交換機采用雙冗余配置的高速24口10/100Mbps交換機，用于實現控制器之間、集散控制系統與工控機之間及集散控制系統與第三方系統之間的數據通信；

端子柜中設置輸入輸出卡件的接線端子；

工控機用于控制重型燃氣輪機仿真狀態的運行并提供人機界面；

重型燃氣輪機仿真的實現過程為：首先工控機接收當前運行狀態仿真指令，并將當前運行狀態仿真指令發送給控制器，控制器執行對應的仿真程序，并輸出仿真對象狀態控制值給端子柜中相應的端子，使相應端子對應的輸入輸出卡件處于工作狀態，由此實現重型燃氣輪機當前運行狀態的仿真；所述輸入輸出卡件同時將所述當前運行狀態的狀態信號反饋給控制器，控制器對接收的狀態信號進行處理后，將處理結果傳輸給工控機。

所述集散控制系統為HDCS-2000型集散控制系統。

所述當前運行狀態包括正常運行狀態的盤車、點火、惰走、升速、并網、帶初負荷、帶滿負荷及停機；非正常運行狀態的熱懸掛、點火失敗、熄火、超速及超溫。

模擬量輸入輸出卡件實現的模擬量輸入輸出信號包括壓力信號、流量信號、電壓信號、電流信號、功率信號及閥門信號。

數字量輸入輸出卡件實現的數字量輸入輸出信號包括設備狀態指示信號。

控制信號輸入輸出卡件實現的控制信號包括溫度熱電阻信號、溫度熱電偶信號、轉速信號、閥位反饋信號及振動信號。

本發明的優點：本發明用于重型燃氣輪機控制系統的輔助設計及調試。通過采用集散控制系統來實現重型燃氣輪機的仿真，可以為重型燃氣輪機控制系統的設計及預調試階段，提供真實可靠的控制對象，從而能夠在沒有重型燃氣輪機實物的情況下，準確的設計控制邏輯、控制參數。同時，還可以通過仿真系統與控制系統的聯機運行，對特定的控制系統進行邏輯、參數的優化。

在重型燃氣輪機控制系統的預調試階段，通過仿真模擬實現重型燃氣輪機的工況，如超速、超溫、緊急停機等，能夠提高控制系統在處理緊急情況下的能力，從而減少重型燃氣輪機的損耗，保障其安全運行。

本發明方法利用豐富的輸入輸出擴展能力，使重型燃氣輪機仿真系統非常方便與重型燃氣輪機控制系統進行對接，從而具有更強的通用性。

附圖說明

圖1是本發明所述采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法的原理框圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述采用集散控制系統實現重型燃氣輪機仿真的方法，所述集散控制系統包括端子柜1、模件柜2和工控機3，

端子柜1與模件柜2之間通過動力電纜和通訊電纜連接，模件柜2和工控機3之間通過以太網絡連接；