專利名稱:燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置。
背景技術(shù):
燃氣輪機發(fā)電機組是燃氣輪機的主要用途之一,其控制裝置通常由單片機組成。圖1示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置架構(gòu)的示意圖。如圖1所示,該燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置架構(gòu)包括兩個模塊,其中一個是主 控板,另一個是IO控制器擴展板,這樣的單片機系統(tǒng)可靠性不強,無法擴展升級。在相關(guān)技術(shù)中公開了一種燃氣輪機發(fā)電機組控制裝置,該裝置包括上位計算機、 控制器主板、控制器IO擴展板,可編程邏輯控制器、燃氣調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)、若干輸入輸出模 塊、若干儀器儀表、通訊模塊等。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)啟動控制、升速控制、勵磁控制、發(fā)電控制, 其中,可編程邏輯控制器用于重要參數(shù)的冗余保護。隨著燃氣輪機發(fā)電機組的技術(shù)發(fā)展,需要燃料控制、加速控制、轉(zhuǎn)速/負(fù)荷控制、 燃料閥控制、排氣溫度控制、同期并網(wǎng)和功率控制等功能。但上述相關(guān)技術(shù)中公開的控制裝 置組態(tài)復(fù)雜,維護不方便,從而無法快速滿足擴展升級的需要。雖然相關(guān)技術(shù)人員仍然在 繼續(xù)改進原有的控制系統(tǒng),但改進進度滯后于技術(shù)發(fā)展的速度。另外,對燃氣輪機發(fā)電機組的控制的關(guān)鍵點是對燃料的控制需要精確、可靠的控 制液壓站的電液伺服閥(燃氣調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)),因為燃機的所有的模式都跟電液伺服閥的 控制有關(guān)。針對相關(guān)技術(shù)中的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置擴展性比較差的問題,目前尚未 提出有效的解決方案。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種通用性、可靠性、擴展性強的燃氣輪機發(fā)電機組的 控制裝置。為此,本實用新型提供了一種燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,包括第一機架,該 第一機架具有第一接口模塊、中央控制單元、多個開關(guān)量輸入模塊、多個開關(guān)量輸出模塊以 及模擬量輸出模塊;第二機架,該第二機架具有第二接口模塊、多個模擬量輸入模塊、多個 熱電阻輸入模塊、多個熱電偶輸入模塊和用于與上位計算機通訊的通訊模塊;其中,第一機 架和第二機架通過第一接口模塊和第二接口模塊相連接,中央控制單元電連接至綜合電力 監(jiān)控模塊,綜合電力監(jiān)控模塊用于向中央控制單元提供所采集發(fā)電機組的電量參數(shù),模擬 量輸出模塊用于控制燃氣輪機的電液伺服閥。優(yōu)選地,上述模擬量輸出模塊電連接至放大器模塊,放大器模塊電連接至電液伺 服閥。優(yōu)選地,本發(fā)明的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置還包括向各模塊提供電源的電源 模塊。[0013]優(yōu)選地,上述控制裝置為可編程控制器。優(yōu)選地,可編程控制器為西門子S7-300型可編程控制器。通過使各功能部件的模塊化和接口的模塊化,使得控制裝置的硬件拓展性強,控 制裝置邏輯結(jié)構(gòu)較簡單,可靠性強和通用性較強。對要求比較高的電液伺服閥,使模擬量輸 出模塊電連接至放大器模塊,再讓放大器模塊電連接至所述電液伺服閥,以便實現(xiàn)精確控 制。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外,本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu) 點。下面將參照附圖,對本實用新型的其它的目的、特征和效果作進一步詳細的說明。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,構(gòu)成本說明書的一部 分、用于進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的優(yōu)選實施例,并與說明書一起 用來說明本實用新型的原理。圖中圖1示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置架構(gòu)的示意圖。圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置架構(gòu)的示意 圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明,但是本實用新型可以由權(quán)利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實 施例及實施例中的特征可以相互組合。圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置架構(gòu)的示意 圖。如圖2所示,根據(jù)本實用新型的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置包括第一機架,該 第一機架具有第一接口模塊、中央控制單元、多個開關(guān)量輸入模塊、多個開關(guān)量輸出模塊以 及模擬量輸出模塊;第二機架,該第二機架具有第二接口模塊、多個模擬量輸入模塊、多個 熱電阻輸入模塊、多個熱電偶輸入模塊和用于與上位計算機通訊的通訊模塊;其中,第一機 架和第二機架通過第一接口模塊和第二接口模塊相連接,綜合電力監(jiān)控模塊電連接至所述 中央控制單元,用于向所述中央控制單元提供所采集發(fā)電機組的電量參數(shù),所述模擬量輸 出模塊用于控制燃氣輪機的電液伺服閥。通過使各功能部件的模塊化和接口的模塊化,使得控制裝置的硬件拓展性強,控 制裝置邏輯結(jié)構(gòu)較簡單,可靠性強和通用性較強。對要求比較高的電液伺服閥,使模擬量輸出模塊電連接至放大器模塊,再讓放大 器模塊電連接至所述電液伺服閥。以便實現(xiàn)精確控制。當(dāng)然,還可以將電源也做成模塊化,形成電源模塊,安裝于第一機架上,以向其它 各模塊提供電源。上述控制裝置優(yōu)選地為西門子S7-300型可編程控制器。采用西門子的 S7-300PLC,由接口模塊IM360和IM361組成兩個機架。第一個機架有一個電源模塊PS 307、一個CPU模塊CPU315-2DP、兩個開關(guān)量輸入模塊DI32X24VDVC、五個開關(guān)量輸出模塊D08XREL 230VAC/3A和一個模擬量輸出模塊A04X12BU組成。第二個機架有3個模擬量輸 入模塊AI8X12Bit、2個熱電阻輸入模塊AI8XRTD、一個熱電偶輸入模塊AI8XTC和一個通訊 模塊CP343-1組成。在此硬件組態(tài)上通過STEP75. 4根據(jù)QDR20燃機發(fā)電機組的控制要求
進行編程。上述控制器硬件采用西門子S7-300PLC的模塊組態(tài),加上一個第三方的綜合電力 監(jiān)控模塊和伺服放大器SA-03。通過STEP75. 4編寫QDR20燃機發(fā)電機的控制器程序。綜合電力監(jiān)控模塊采集所有的電量參數(shù)(發(fā)電機電壓,發(fā)電機頻率、發(fā)電機有功 功率等),通過PR0FIBUS-DP通訊協(xié)議將所有參數(shù)傳給控制器。控制器通過各模塊采集所有 的燃機參數(shù)。整個控制器的程序模式為順控模式,將燃機的整個過程分為13個模式(停車、 啟動允許、準(zhǔn)備點火、點火、加速、暖機、速度控制、全速空載、自動同期、并網(wǎng)、正常停車和解 列),機組總是在13個運行模式中的一個模式下運行。每一順控模式的進入都是按有秩序 的程序進行的,這樣以確保燃氣輪機、發(fā)電機和輔助設(shè)備的安全運行。所述燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置包括兩個以上機架,所述兩個以上機架之間通 過各自的接口模塊相連接。所述燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置還包括插槽,所述插槽與各個模塊相連接。通過以上描述可以看出,本實用新型能夠提高燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置的擴 展性和可靠性。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白,上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計算裝置來實現(xiàn),它們可以集中在單個的計算裝置上,或者分布在多個計算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上,可選地,它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn),從而,可以將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行,或者將它們分別制作成各個集成電路模塊,或者將它們 中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣,本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本實用新型,對于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來說,本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi), 所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,包括第一機架,所述第一機架具有第一接口模塊、中央控制單元、多個開關(guān)量輸入模塊、多個開關(guān)量輸出模塊以及模擬量輸出模塊;第二機架,所述第二機架具有第二接口模塊、多個模擬量輸入模塊、多個熱電阻輸入模塊、多個熱電偶輸入模塊和用于與上位計算機通訊的通訊模塊;其中,所述第一機架和所述第二機架通過所述第一接口模塊和所述第二接口模塊連接,所述中央控制單元電連接至綜合電力監(jiān)控模塊,所述綜合電力監(jiān)控模塊用于向所述中央控制單元提供所采集發(fā)電機組的電量參數(shù),所述模擬量輸出模塊用于控制燃氣輪機的電液伺服閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所述模擬量輸 出模塊電連接至放大器模塊,其中,所述放大器模塊電連接至所述電液伺服閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所述燃氣輪機 發(fā)電機組的控制裝置還包括電源模塊,其中,所述電源模塊用于向各模塊提供電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所述控制裝置 為可編程控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所述可編程控 制器為西門子S7-300型可編程控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所 述燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置包括兩個以上機架,所述兩個以上機架之間通過各自的接 口模塊相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,其特征在于,所 述燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置還包括插槽,所述插槽與各個模塊相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種燃氣輪機發(fā)電機組的控制裝置,包括第一機架,該第一機架具有第一接口模塊、中央控制單元、多個開關(guān)量輸入模塊、多個開關(guān)量輸出模塊以及模擬量輸出模塊;第二機架,第二機架具有第二接口模塊、多個模擬量輸入模塊、多個熱電阻輸入模塊、多個熱電偶輸入模塊和用于與上位計算機通訊的通訊模塊;其中,第一機架和第二機架通過第一接口模塊和第二接口模塊連接,綜合電力監(jiān)控模塊電連接至中央控制單元,用于向中央控制單元提供所采集發(fā)電機組的電量參數(shù),模擬量輸出模塊用于控制燃氣輪機的電液伺服閥。本實用新型的控制裝置的硬件通用性、可靠性、擴展性強,控制裝置的邏輯結(jié)構(gòu)簡單,維護方便。
文檔編號F02C9/00GK201666188SQ20092027189
公開日2010年12月8日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者戴清波 申請人:株洲南方燃氣輪機成套制造安裝有限公司