專利名稱：汽輪機(jī)ets系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)及其記錄動(dòng)作時(shí)間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)危急保安ETS動(dòng)作時(shí)間記錄實(shí)現(xiàn)方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
ETS (EMERGENCY TRIP SYSTEM)是汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)具體應(yīng)用于火電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)(Heat-Engine PlantComprehensive Automation)中，用以監(jiān)視汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)(汽機(jī)轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油壓力、凝汽器真空、DEH故障、軸承振動(dòng)、軸向位移、熱膨脹、差脹、軸承回油溫度、高加水位、排氣室壓力等)，當(dāng)參數(shù)超過其限制值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉全部汽輪機(jī)蒸汽進(jìn)汽閥門，緊急停機(jī)，以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行。
汽輪機(jī)危急保安ETS系統(tǒng)完成汽輪機(jī)危急跳閘控制過程中全部電動(dòng)閥門的開關(guān)控制功能，包括完成開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集、處理、計(jì)算及開關(guān)量的實(shí)時(shí)輸出，并將相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)通訊傳送到中央控制室操作站。可以監(jiān)測(cè)的開關(guān)量信號(hào)有汽機(jī)轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油壓力、凝汽器真空、DEH故障、軸承振動(dòng)、軸向位移、熱膨脹、差脹、軸承回油溫度、高加水位、排氣室壓力等。當(dāng)被監(jiān)視的參數(shù)超過規(guī)定值時(shí)，ETS系統(tǒng)輸出跳閘信號(hào)到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機(jī)的主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，完成汽輪機(jī)跳閘的功能，實(shí)行緊急停機(jī)，確保機(jī)組設(shè)備及人身的安全，以避免發(fā)生嚴(yán)重的后果。 傳統(tǒng)的汽輪機(jī)危急保安ETS系統(tǒng)通過PLC或DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在該單一的系統(tǒng)中，任意一個(gè)環(huán)節(jié)的異常保護(hù)均會(huì)引起相關(guān)系統(tǒng)重要關(guān)聯(lián)參數(shù)的連鎖動(dòng)作。該汽輪機(jī)危急保護(hù)系統(tǒng)著重關(guān)心汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的異常，所以一般不對(duì)發(fā)生異常動(dòng)作的時(shí)間做精確記錄。
但是目前，在大中型火電機(jī)組應(yīng)用中，鍋爐系統(tǒng)、汽輪機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等經(jīng)常作為關(guān)聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行大型連鎖控制，該大型系統(tǒng)中的任意一個(gè)子系統(tǒng)的任意一個(gè)環(huán)節(jié)的異常保護(hù)均會(huì)引起相關(guān)系統(tǒng)重要關(guān)聯(lián)參數(shù)的連鎖動(dòng)作。而這種連鎖保護(hù)動(dòng)作往往在幾個(gè)毫秒(ms)內(nèi)完成。若能精確記錄各保護(hù)動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)間，則對(duì)事故起因的分析等具有相當(dāng)重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，可以精確記錄各保護(hù)動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)間。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，包括GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于所述GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)通過RS232接口與主站計(jì)算機(jī)相連，主站計(jì)算機(jī)相連通過以太網(wǎng)與中間控制器相連，中間控制器通過CANBUS通信總線與ETS系統(tǒng)相連。
前述的汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)的記錄動(dòng)作時(shí)間方法，其特征在于包括以下步驟 1)主站計(jì)算機(jī)通過RS232串口得到GPS時(shí)鐘的時(shí)間標(biāo)志；
2)通過以太網(wǎng)將主站計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)后的時(shí)間發(fā)送到中間控制器上；
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3)中間控制器在整秒時(shí)刻發(fā)出對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào)至ETS系統(tǒng)，收到對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào)后ETS系統(tǒng)啟動(dòng)內(nèi)部毫秒時(shí)鐘計(jì)時(shí)器，得到毫秒信號(hào)；同時(shí)中間控制器將該時(shí)刻秒以上的信息通過CANBUS通信總線用通信的方式傳送到ETS系統(tǒng)；毫秒信號(hào)的計(jì)時(shí)起始點(diǎn)為接受到中間控制器在整秒時(shí)發(fā)出對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào)時(shí)刻；毫秒時(shí)間與來自與中間控制器同步的秒以上的信息相加得到準(zhǔn)確的系統(tǒng)時(shí)間；或ETS系統(tǒng)直接接受GPS的對(duì)時(shí)操作，直接獲得準(zhǔn)確的系統(tǒng)時(shí)間； 4)ETS系統(tǒng)接收到汽輪機(jī)超限信號(hào)并動(dòng)作時(shí)，ETS系統(tǒng)記錄其動(dòng)作的準(zhǔn)確時(shí)間，并通過CANBUS通信總線將超限信號(hào)和系統(tǒng)記錄的相應(yīng)時(shí)間信息同時(shí)發(fā)送至DCS系統(tǒng)。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果 本發(fā)明的汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)及其記錄動(dòng)作時(shí)間方法，在實(shí)現(xiàn)常規(guī)要求的汽輪機(jī)危急保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)，增加了監(jiān)控對(duì)象異常時(shí)，輸入信號(hào)的動(dòng)作時(shí)標(biāo)記錄，當(dāng)保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，其動(dòng)作的準(zhǔn)確時(shí)間也將被記錄下來，對(duì)事故起因的分析等具有重要的作用。


圖1為本發(fā)明的ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的ETS動(dòng)作時(shí)間記錄功能略解示意 圖3為本發(fā)明的ETS系統(tǒng)硬件電路架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 圖1為本發(fā)明的ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；對(duì)時(shí)系統(tǒng)包括一套GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)、一個(gè)主站及中間控制器、一套ETS系統(tǒng)為例，GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)與主站的通信接口為RS 232接口 ，中間控制器與ETS系統(tǒng)的通信接口為CAN接口 ， CAN2. 0協(xié)議。 主站為大型IBM_PC兼容計(jì)算機(jī)，該主站計(jì)算機(jī)應(yīng)該有獨(dú)立的以太網(wǎng)口 ，和一套帶
RS232接口的GPS系統(tǒng)，主站計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)采用D0S6. 0也可以采用WIND0WS、 LINUX、
WINCE操作系統(tǒng)，再將GPS系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的串口 (RS232接口 )相連。 本發(fā)明的ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)標(biāo)獲得有以下兩種方式 1)通過外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘接口獲得系統(tǒng)外接GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，每隔一段時(shí)間與GPS系
統(tǒng)進(jìn)行一次對(duì)時(shí)，在一次對(duì)時(shí)后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間模擬直至下一次對(duì)時(shí)到達(dá)。 2)通過DCS(大中型分散控制系統(tǒng))統(tǒng)一的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)標(biāo)傳遞方式獲得本ETS系
統(tǒng)每隔一段時(shí)間與大中型分散控制系統(tǒng)進(jìn)行一次對(duì)時(shí)，在一次對(duì)時(shí)后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行時(shí)間模
擬直至下一次對(duì)時(shí)到達(dá)。以保證時(shí)標(biāo)與大中型分散控制系統(tǒng)時(shí)標(biāo)一致。 主站獲得時(shí)標(biāo)后，通信到下掛的中間控制器上，中間控制器在整秒單位發(fā)出對(duì)時(shí)
信號(hào)給下掛的ETS系統(tǒng)，同時(shí)將此時(shí)的秒以上信息通過CANBUS通信總線傳送ETS系統(tǒng)。 ETS系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制器發(fā)出的整秒單位對(duì)時(shí)信號(hào)啟動(dòng)內(nèi)部毫秒時(shí)鐘計(jì)時(shí)。
將計(jì)時(shí)得到的毫秒信號(hào)與通信得到的秒以上信號(hào)相合成得到ETS系統(tǒng)完整的時(shí)鐘信號(hào)。 圖2為ETS動(dòng)作時(shí)間記錄功能略解示意圖。 ETS系統(tǒng)接受上位控制器的對(duì)時(shí)處理，以獲得精準(zhǔn)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。 當(dāng)外部汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)超限時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)就地的監(jiān)測(cè)設(shè)備，相應(yīng)地會(huì)有超限信號(hào)發(fā)出，ETS系統(tǒng)會(huì)捕獲到這些信號(hào)，從而判斷出是哪些參數(shù)超限。ETS系統(tǒng)同時(shí)會(huì)通過對(duì)時(shí) 系統(tǒng)記錄超限信號(hào)到達(dá)時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的精準(zhǔn)時(shí)間，后將二者結(jié)合起來并通過CANBUS發(fā)送給 中間控制器，中間控制器又將二者結(jié)合后的信息通過以太網(wǎng)發(fā)送至DCS上位系統(tǒng)。這樣，在 DCS上位系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行超限參數(shù)及動(dòng)作時(shí)間有比較直觀的記錄。
圖3為該ETS系統(tǒng)硬件電路架構(gòu)示意圖。 本ETS系統(tǒng)內(nèi)部采用兩套CPU(微處理器)系統(tǒng)復(fù)雜可編程邏輯陣列部分+51MCU 部分?，F(xiàn)場(chǎng)就地設(shè)備監(jiān)視汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)信息，并把是否越限信息以開關(guān)量的形式發(fā)送到 本ETS系統(tǒng)的開關(guān)量輸入通道，復(fù)雜可編程邏輯陣列((包含CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)及FPGA(FieId-Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編 程門陣列))會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)視經(jīng)開關(guān)量輸入通道處理后的通道信息，并經(jīng)過內(nèi)部預(yù)先設(shè)置好的 邏輯判斷完成相應(yīng)的邏輯處理，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)滿足內(nèi)部設(shè)置好的動(dòng)作邏輯時(shí)，復(fù)雜可編程邏 輯陣列發(fā)出跳閘信號(hào)給本ETS系統(tǒng)自帶的開關(guān)量輸出通道，開關(guān)量輸出通道控制繼電器等 器件完成汽輪機(jī)跳閘電磁閥的動(dòng)作，從而達(dá)到安全停機(jī)的目的。同時(shí)，復(fù)雜可編程邏輯陣列 會(huì)實(shí)時(shí)地將采集到的多路運(yùn)行參數(shù)開關(guān)量信息動(dòng)態(tài)上傳給51MCU(51系列單片機(jī))。51MCU 在接收來自復(fù)雜可編程邏輯陣列的開關(guān)量上傳信息的同時(shí)，又通過本ETS系統(tǒng)自帶的對(duì)時(shí) 通道接收來自控制器的對(duì)時(shí)操作，并通過自己內(nèi)部的毫秒模擬操作模擬系統(tǒng)時(shí)間。當(dāng)接收 到的來自復(fù)雜可編程邏輯陣列的開關(guān)量上傳信息有變化時(shí)，記錄相應(yīng)的變化量序號(hào)并記錄 當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間。最后通過本ETS系統(tǒng)自帶的CAN總線將以上信息發(fā)送至DCS系統(tǒng)，完成 信息采集并時(shí)標(biāo)記錄功能，從而中央監(jiān)控站可清晰地記錄事件變化的時(shí)間。
與傳統(tǒng)的ETS系統(tǒng)相比，具備事故追憶的汽輪機(jī)危急保安ETS系統(tǒng)既可作為單一 裝置工作于工程現(xiàn)場(chǎng)，也可借助DCS (大中型分散控制系統(tǒng))系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，使其成為DCS 系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。通過系統(tǒng)自帶的冗余I/0總線技術(shù)，DCS系統(tǒng)可以方便地接收ETS系 統(tǒng)上傳的事件SOE信息，從而可對(duì)整個(gè)ETS系統(tǒng)進(jìn)行直觀的狀態(tài)監(jiān)視分析。該功能的存在 豐富和完善了對(duì)ETS系統(tǒng)的檢修、維護(hù)，提高了自動(dòng)化水平。 以上僅以最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，然其并非對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā) 明的保護(hù)范圍以表示在權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，包括GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于所述GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)通過RS232接口與主站計(jì)算機(jī)相連，主站計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)與中間控制器相連，中間控制器通過CANBUS通信總線與ETS系統(tǒng)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)的記錄動(dòng)作時(shí)間方法，其特征在 于包括以下步驟1) 主站計(jì)算機(jī)通過RS232串口得到GPS時(shí)鐘的時(shí)間標(biāo)志；2) 通過以太網(wǎng)將主站計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)后的時(shí)間發(fā)送到中間控制器上；3) 中間控制器在整秒時(shí)刻發(fā)出對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào)至ETS系統(tǒng)，收到對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào) 后ETS系統(tǒng)啟動(dòng)內(nèi)部毫秒時(shí)鐘計(jì)時(shí)器，得到毫秒信號(hào)；同時(shí)中間控制器將該時(shí)刻秒以上的 信息通過CANBUS通信總線用通信的方式傳送到ETS系統(tǒng)；毫秒信號(hào)的計(jì)時(shí)起始點(diǎn)為接受到 中間控制器在整秒時(shí)發(fā)出對(duì)時(shí)接點(diǎn)脈沖信號(hào)時(shí)刻；毫秒時(shí)間與來自與中間控制器同步的秒 以上的信息相加得到準(zhǔn)確的系統(tǒng)時(shí)間；或ETS系統(tǒng)直接接受GPS的對(duì)時(shí)操作，直接獲得準(zhǔn)確 的系統(tǒng)時(shí)間；4) ETS系統(tǒng)接收到汽輪機(jī)超限信號(hào)并動(dòng)作時(shí)，ETS系統(tǒng)記錄其動(dòng)作的準(zhǔn)確時(shí)間，并通過 CANBUS通信總線將超限信號(hào)和系統(tǒng)記錄的相應(yīng)時(shí)間信息同時(shí)發(fā)送至DCS系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)，包括GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)，其特征在于所述GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)通過RS232接口與主站計(jì)算機(jī)相連，主站計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)與中間控制器相連，中間控制器通過CANBUS通信總線與ETS系統(tǒng)相連。本發(fā)明的汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)的對(duì)時(shí)系統(tǒng)及其記錄動(dòng)作時(shí)間方法，在實(shí)現(xiàn)常規(guī)要求的汽輪機(jī)危急保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)，增加了監(jiān)控對(duì)象異常時(shí)，輸入信號(hào)的動(dòng)作時(shí)標(biāo)記錄，當(dāng)保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，其動(dòng)作的準(zhǔn)確時(shí)間也將被記錄下來，對(duì)事故起因的分析等具有重要的作用。
文檔編號(hào)G04G5/00GK101788785SQ20091026455
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者吳勝華, 王勇, 馬偉東 申請(qǐng)人:國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司