[發明專利]燃氣渦輪發電機組的數字電子控制裝置

有效

• 申請號: 202011180426.1
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112305966B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 高昆;李爭超;陳方;劉敏;王山峰;李明;袁偉
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 顏漢華

1.一種燃氣渦輪發電機組的數字電子控制裝置，其特征在于，

包括轉換板組件(11)、主機板組件(12)、總線收發板組件(13)、輸出接口板組件(14)、電源板組件(15)，所述轉換板組件(11)用于采集滑油溫度傳感器、進氣溫度傳感器、排氣溫度熱電偶、轉速傳感器的信號并對其進行轉換后將其傳輸至主機板組件(12)進行處理，還用于將主機板組件(12)輸出的數字量信號轉換為模擬量信號以控制流過燃油調節器的電流，所述主機板組件(12)用于對輸入信號進行運算和處理并輸出相應的控制信號，所述總線收發板組件(13)用于將外部輸入的六組開關量信號轉換為數字量信號后將其中一組數字量信號傳輸至主機板組件(12)進行處理，所述輸出接口板組件(14)用于將主機板組件(12)輸出的8位數字量信號轉換為開關量信號輸出以控制燃氣渦輪發電機組的各個附件，所述電源板組件(15)用于將外部電源電壓轉換為各個組件需求的工作電壓；

所述主機板組件(12)包括單片機及時鐘電路(121)、上電復位及看門狗電路(122)、程序存儲器和數據存儲器電路(123)、總線收發及存儲器控制電路(124)、擴展總線電路(125)，所述上電復位及看門狗電路(122)、總線收發及存儲器控制電路(124)均與單片機及時鐘電路(121)連接，所述總線收發及存儲器控制電路(124)還分別與擴展總線電路(125)、程序存儲器和數據存儲器電路(123)連接，所述上電復位及看門狗電路(122)用于監控單片機的運行狀況，一旦單片機運行出錯，則復位單片機，所述程序存儲器和數據存儲器電路(123)用于存儲主程序以及單片機運行時臨時加載的運行數據，所述總線收發及存儲器控制電路(124)用于單片機數據的接收、發送以及對兩片程序存儲器進行讀寫控制，所述擴展總線電路(125)用于主機板組件(12)與外部的數據交換；

所述轉換板組件(11)包括電源轉換電路(111)、電流源電路(112)、模擬量處理電路(113)、A/D轉換及控制電路(114)、轉速信號調理電路(115)、D/A轉換及執行機構控制電路(116)，所述電源轉換電路(111)用于將電源板組件(15)輸出的+15V、-15V電壓轉換為+5V、-5V電壓以供轉換板組件(11)的其它電路使用，所述電流源電路(112)用于給滑油溫度傳感器和進氣溫度傳感器供電，所述模擬量處理電路(113)用于采集滑油溫度傳感器、進氣溫度傳感器和排氣溫度熱電偶的電壓信號并對其進行濾波放大處理，以便后續的A/D轉換及控制電路(114)使用，所述A/D轉換及控制電路(114)用于將模擬量處理電路(113)輸出的模擬量信號轉換為12位的數字量信號，以便于后續的單片機數字電路使用，所述轉速信號調理電路(115)則用于采集轉速傳感器的正弦信號并將其轉換為方波信號，以便于后續單片機電路計數，所述D/A轉換及執行機構控制電路(116)則用于將主機板組件(12)輸出的數字量信號轉換為模擬量信號，用于控制流過燃油調節器中電液伺服閥的電流大小，從而控制燃氣渦輪發電機組的轉速；

所述電流源電路(112)包括正電壓穩壓器N1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電位器RP1、運算放大器N2、8選1模擬開關D1和場效應管V1，所述電阻R1的第一端與主機板組件(12)連接，電阻R1的第二端與分別與正電壓穩壓器N1的1號引腳、電阻R2的第一端、電阻R3的第一端、電容C1的第一端連接，正電壓穩壓器N1的電源端與電源板組件(15)連接，以接入+15V工作電壓，電容C5的兩端分別與正電壓穩壓器N1的6號引腳和7號引腳連接，電阻R2的第二端與電位器RP1的第一端連接，電位器RP1的第二端分別與其第三端、運算放大器N2的正相輸入端、場效應管V1的3號引腳、電容C4的第一端連接，所述電阻R3的第二端分別與電阻R4的第一端、運算放大器N2的反相輸入端連接，電容C1的第二端和電阻R4的第二端均接地，所述電容C2的第一端接地，電容C2的第二端與運算放大器N2的4號引腳連接，電容C3的兩端分別與運算放大器N2的1號引腳、8號引腳連接，運算放氣放大器N2的輸出端與場效應管V1的4號引腳連接，場效應管V1的1號引腳懸空，場效應管V1的2號引腳分別與電容C4的第二端、二極管V2的正極端、8選1模擬開關D1連接，所述8選1模擬開關D1還分別與滑油溫度傳感器、進氣溫度傳感器、主機板組件(12)連接，其中，滑油溫度傳感器與8選1模擬開關D1的3號通道連接，進氣溫度傳感器與8選1模擬開關D1的5號通道連接，所述二極管V2、二極管V3、二極管V4依次同向串聯，且二極管V4的負極端接地，所述電阻R5的第一端、電阻R6的第一端均與8選1模擬開關D1的8號通道連接，電阻R5的第二端和電阻R6的第二端均接地；所述電流源電路(112)通過正電壓穩壓器N1輸出+10V穩定電壓，該穩定電壓一方面經電阻R3、電阻R4分壓后作為運算放大器N2的基準電壓使用，另一方面通過電阻R2、電位器RP1產生電流輸出，一個正電壓穩壓器N1既起到了基準電壓源的作用，又起到了電流源的作用，運算放大器N2輸出負電壓控制場效應管V1導通時，場效應管V1將電阻R2和電位器RP1產生的電流輸出至滑油溫度傳感器或進氣溫度傳感器，并通過電位器RP1來調節供電電流大小，通過三個二極管限制輸出端電壓來保護傳感器，并通過主機板組件(12)選擇供電對象。