[發明專利]一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構及方法

在審

• 申請號: 202010582210.1
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111665760A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 曾衛東;李曉博;宋美艷;田爽;李亞都;常威武;丁偉;袁亞輝
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構，其特征在于：包括工程師站(11)、操作員站(12)、交換機(10)、控制器(9)、模擬量輸入模件(3)、模擬量輸入端子板(1)、模擬量輸出模件(8)、模擬量輸出端子板(6)、開關量輸入端子板(2)、開關量輸入模件(4)、開關量輸出模件(7)和開關量輸出端子板(5)；工程師站(11)和操作員站(12)與交換機(10)之間通過以太網線連接，控制器(9)和交換機(10)之間通過以太網線連接，模擬量輸入模件(3)與控制器(9)之間通過標準CAN總線連接,模擬量輸出模件(8)與控制器(9)之間通過標準的CAN總線連接，開關量輸入模件(4)與控制器(9)之間通過標準的CAN總線連接，開關量輸入模件(7)與控制器(9)之間通過標準的CAN總線連接；模擬量輸入端子板(1)和模擬量輸入模件(3)通過標準的DB37線連接，模擬量輸出模件(8)和模擬量輸出端子板(6)通過標準的DB37線連接；開關量輸入模件(7)和開關量輸出端子板(5)通過標準的DB37線連接，開關量輸入端子板(2)和開關量輸入模件(4)通過標準的DB37線連接。

2.根據權利要求1所述的一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構，其特征在于：所述模擬量輸入端子板(1)包含8個輸入通道，每個輸入通道包含兩個接線柱，一個為正極接線柱,一個為負極接線柱，提供兩線制模擬量信號接入。

3.根據權利要求1所述的一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構，其特征在于：所述模擬量輸出端子板(6)包含8個輸出通道，每個輸出通道包含兩個接線柱，一個為正極接線柱,一個為負極接線柱，對外提供兩線制模擬量信號輸出。

4.根據權利要求1所述的一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構，其特征在于：所述開關量輸入端子板(2)包含16個輸入通道，每個輸入通道包含兩個接線柱，一個為正極接線柱,一個為負極接線柱，提供開關量信號接入。

5.根據權利要求1所述的一種火電機組二輸入平衡功能塊連接結構，其特征在于：所述開關量輸出端子板(5)包含16個輸出通道，每個輸出通道包含兩個接線柱，一個為正極接線柱,一個為負極接線柱，對外提供開關量信號輸出。

6.權利要求1至5任一項所述火電機組二輸入平衡功能塊連接結構的兩模擬量輸入選擇方法，其特征在于：具體如下：

工程師站(11)和操作員站(12)提供二輸入平衡功能塊的使用接口，包括在線命令和離線組態兩種；工程師站執行在線命令和離線組態兩種操作，操作員站僅能執行在線命令操作；

二輸入平衡功能塊在線命令支持如下操作，設置輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow，設置質量傳遞標志QualityPass；

離線組態方式，離線組態在工程師站(11)完成，離線組態按照如下格式生成配置文件：4個字節索引號、2個字節的頁號、1字節模擬量輸入引腳數、1字節開關量輸入引腳數、1字節模擬量輸出引腳數、1字節開關量輸出引腳數、4個字節模擬量輸入AI、4個字節輸入偏置BIAS、4個字節第一路跟蹤信號TR1、4個字節第二路跟蹤信號TR2、1字節第一路跟蹤開關STR1、1字節第二路跟蹤開關STR2、4字節OutHigh、4字節OutLow和1字節的QualityPass；工程師站(11)將該配置文件發送給控制器(9)，控制器(9)按照上述格式解析配置文件并將對應的值存儲到指定的參數：

控制器(9)按照設定的運算周期完成二輸入平衡功能塊的計算，控制器(9)的運算周期必須為10毫秒的整數倍，用戶通過工程師站(11)在離線組態時自由設置二輸入平衡功能塊的運算周期；

二輸入平衡功能塊的輸入信號包括：模擬量輸入AI、輸入偏置BIAS、第一路跟蹤信號TR1、第二路跟蹤信號TR2、第一路跟蹤開關STR1、第二路跟蹤開關STR2、模擬量輸入質量AIQ、輸入偏置質量BIASQ、第一路跟蹤信號質量TR1Q、第二路跟蹤信號質量TR2Q、第一路跟蹤開關質量STR1Q和第二路跟蹤開關質量STR2Q；

二輸入平衡功能塊的輸出信號包括第一路模擬量輸出AO1、第二路模擬量輸出AO2、偏置輸出BIAS和開關量輸出DO；

二輸入平衡功能塊的中間參數包括輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow、質量傳遞標志QualityPass、功能塊質量Quality和輸出強制數組Status，輸出強制數組Status長度為4，包含4個數據項，第一個數據項記為Status[0]、第二個數據項Status[1]、第三個數據項記為Status[2]和第四個數據項Status[3]；輸出強制數組Status指明了二輸入平衡功能塊的輸出信號是否強制；

二輸入平衡功能塊的質量計算，二輸入平衡功能塊有兩種質量狀態，分別是好質量和壞質量；當Quality＝1時，二輸入平衡功能塊工作在壞質量狀態下，當Quality＝0時，二輸入平衡功能塊工作在好質量狀態下；質量傳遞標志QualityPass指明了二輸入平衡功能塊是否接收質量傳遞，二輸入平衡功能塊質量計算方法如下所述：

當QualityPass＝1時，二輸入平衡接收來自輸入的質量狀態，即二輸入平衡功能塊的質量按照如下公式計算：

Quality＝AIQ||BIASQ||TR1Q||TR2Q||STR1Q||STR2Q，其中||表示邏輯或操作；

當QualityPass＝0時，二輸入平衡不接受來自輸入的質量，即Quality＝0，二輸入平衡功能塊的質量為好質量；

二輸入平衡功能塊有四種工作模式，分別是同步跟蹤模式、第一路跟蹤模式、第二路跟蹤模式和兩路非跟蹤模式；四種工作模式之間能進行隨意切換，通過改變第一路跟蹤開關STR1和第二路跟蹤開關STR2的取值，完成工作模式的切換操作；

(1)同步跟蹤模式

第一路跟蹤開關STR1和第二路跟蹤開關STR2同時進行置位操作，即STR1＝1，STR2＝1，二輸入平衡功能塊進入同步跟蹤模式工作，在該模式下，第一路模擬量輸出AO1、第二路模擬量輸出AO2、偏置輸出BIAS和開關量輸出DO按如下方法計算：

AO1＝TR1,并且第一路模擬量輸出AO1同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第一路模擬量輸出AO1和輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第一路模擬量輸出AO1的輸出值，若AO1OutHigh，則AO1＝OutHigh；若AO1OutLow，則AO1＝OutLow；

AO2＝TR2，并且第二路模擬量輸出AO2同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第二路模擬量輸出AO2和輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整AO2的輸出值，若AO2OutHigh，則AO2＝OutHigh；若AO2OutLow，則AO2＝OutLow；

偏置輸出BIAS的計算按照下面的公式進行：

BIAS＝(AO1-AO2)/2，其中/表示除法運算；

開關量輸出DO置位，即DO＝1；

(2)第一路跟蹤模式

第一路跟蹤開關STR1進行置位操作，第二路跟蹤開關STR2進行復位操作，即STR1＝1，STR2＝0，二輸入平衡功能塊進入第一路跟蹤模式工作，在該模式下，第一路模擬量輸出AO1、第二路模擬量輸出AO2、偏置輸出BIAS和開關量輸出DO按如下方法計算：

AO1＝TR1,并且第一路模擬量輸出AO1同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第一路模擬量輸出AO1和輸入上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第一路模擬量輸出AO1的輸出值，若AO1OutHigh，則AO1＝OutHigh；若AO1OutLow，則AO1＝OutLow；

AO2＝2×AI-AO1，并且第二路模擬量輸出AO2同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第二路模擬量輸出AO2和輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第二路模擬量輸出AO2的輸出值，若AO2OutHigh，則AO2＝OutHigh；若AO2OutLow，則AO2＝OutLow；

偏置輸出BIAS的計算按照下面的公式進行：

BIAS＝(AO1-AO2)/2，其中/表示除法運算；

開關量輸出DO復位，即DO＝0；

(3)第二路跟蹤模式

第一路跟蹤開關STR1進行復位操作，第二路跟蹤開關STR2進行置位操作，即STR1＝0，STR2＝1，二輸入平衡功能塊進入第二路跟蹤模式工作，在該模式下，第一路模擬量輸出AO1、第二路模擬量輸出AO2、偏置輸出BIAS和開關量輸出DO按如下方法計算：

AO1＝2×AI-AO2,并且第一路模擬量輸出AO1同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第一路模擬量輸出AO1和輸入上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第一路模擬量輸出AO1的輸出值，若AO1OutHigh，則AO1＝OutHigh；若AO1OutLow，則AO1＝OutLow；

AO2＝TR2，并且第二路模擬量輸出AO2同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第二路模擬量輸出AO2和輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第二路模擬量輸出AO2的輸出值，若AO2OutHigh，則AO2＝OutHigh；若AO2OutLow，則AO2＝OutLow。

偏置輸出BIAS的計算按照下面的公式進行：

BIAS＝(AO1-AO2)/2，其中/表示除法運算；

開關量輸出DO復位，即DO＝0；

(4)兩路非跟蹤模式

第一路跟蹤開關STR1進行復位操作，第二路跟蹤開關STR2進行復位操作，即STR1＝0，STR2＝0，二輸入平衡功能塊進入第二路跟蹤模式工作，在該模式下，第一路模擬量輸出AO1、第二路模擬量輸出AO2、偏置輸出BIAS和開關量輸出DO按如下方法計算：

AO1＝AI+BIAS,并且第一路模擬量輸出AO1同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第一路模擬量輸出AO1和輸入上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第一路模擬量輸出AO1的輸出值，若AO1OutHigh，則AO1＝OutHigh；若AO1OutLow，則AO1＝OutLow；

AO2＝AI-BIAS，并且第二路模擬量輸出AO2同時受到輸出上限OutHigh和輸出下限OutLow的約束，約束條件為：判斷第二路模擬量輸出AO2和輸出上限OutHigh、輸出下限OutLow的關系，按如下條件調整第二路模擬量輸出AO2的輸出值，若AO2OutHigh，則AO2＝OutHigh；若AO2OutLow，則AO2＝OutLow；

偏置輸出BIAS的計算按照下面的公式進行：

BIAS＝(AO1-AO2)/2，其中/表示除法運算；

開關量輸出DO復位，即DO＝0。