一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及蒸汽阀门控制技术领域，尤其涉及一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法。


背景技术：

2.汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中；现有技术中，如公开号cn110173310a，公开了“一种核电站汽轮机蒸汽阀门调节系统及其安全控制方法”并具体公开：汽轮机蒸汽阀门调节系统包括油路单元、gse单元、gre单元和控制器，其中安全控制方法包括响应于控制器的开阀指令以控制gse单元和gre单元进行的开阀操作，或者响应于控制器的关阀指令以控制gse单元和gre单元进行的关阀操作；安全控制方法在开阀操作或关阀操作中均采用了gse单元和gre单元分开进油或失油的操作顺序，避免瞬时耗油量过大而引起的系统油压扰动情形，然而，上述技术中，在信号传输响应的过程中，存在延迟，这容易造成阀门的开度难以快速响应整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，造成系统运行存在一定的不稳定性，因此，本发明提出一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法，该用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法减少阀门开度的延时，提高系统稳定性。
4.为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，包括deh控制系统、阀门控制系统、信号传输控制系统和系统特供调节模块，所述deh控制系统用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，所述阀门控制系统用于将开度指令转换为各阀门的开度信号，以控制各阀门开度模块运行，使得阀门达到要求开度；所述信号传输控制系统包括节点计时模块、延时统计模块、直通通路模块，所述节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，所述延时统计模块用于统计总体延时的波动平均数n，所述直通通路模块用于直接连接deh控制系统和各阀门，在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动。
5.进一步改进在于：所述deh系统内置接收模块、转速控制回路和负荷控制回路中，所述接收模块用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，所述转速控制回路和负荷控制回路产生的流量给定值信号传输给阀门控制系统。
6.进一步改进在于：所述阀门控制系统包括转换模块和输出模块，所述转换模块用于将流量给定值信号转换为各阀门的开度指令信号，所述输出模块用于将各阀门的开度指
令信号输出至开度模块。
7.进一步改进在于：所述开度模块包括阀门控制卡和伺服放大器，各阀门上均设有阀位传感器，各阀门的开度指令信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制阀门达到要求开度。
8.进一步改进在于：所述节点计时模块包括t1节点、t2节点、t3节点和t4节点，且t1节点、t2节点和t3节点分别内置于deh控制系统、阀门控制系统、开度模块和阀门，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间，且节点计时模块内置储存库，以三个流程的计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳。
9.进一步改进在于：所述延时统计模块包括计算模块和数值赋予模块，所述计算模块用于计算每个集合中总体延时的平均数n，所述数值赋予模块根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块。
10.进一步改进在于：所述直通通路模块包括计时器和双通道传输通路，所述计时器对deh控制系统进行计时，并根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求时，根据恒定处理的时长判断发出信号的时间点，并提前n时间发出预启动信号。
11.进一步改进在于：所述双通道传输通路采用冗余传输机制，ab两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份，ab两个通道进行分散传输进行调度，将预启动信号发送给开度模块进行预启动。
12.进一步改进在于：所述系统特供调节模块包括供电模块、伴随电池组、紧急控制模块和切换模块，所述供电模块提供deh控制系统、阀门控制系统、开度模块的电源，所述伴随电池组接入供电模块进行充电，所述供电模块、伴随电池组之间通过切换模块接入deh控制系统、阀门控制系统、开度模块中，所述紧急控制模块内置供电模块、伴随电池组之间的切换逻辑，在意外断电时，所述切换模块控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，所述紧急控制模块在意外断电时，控制阀门开关状态不变化。
13.一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制方法，包括以下步骤：步骤一：deh控制系统接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，传输给阀门控制系统，将开度指令转换为各阀门的开度信号；步骤二：各阀门的开度信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制伺服阀达到要求开度；步骤三：在此过程中，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间；步骤四：以三个流程的统计计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳，计算每个集合中总体延时的平均数n，根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块；步骤五：直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理总蒸汽流量请求时，根据处理时长判断发出信号的时间点，提前n时间采用ab两个通道分散传输，发出预启动信号给开度模块进行预启动；
步骤六：在意外断电时，控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化。
14.本发明的有益效果为：1、本发明通过节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，通过延时统计模块统计总体延时的波动平均数n，通过直通通路模块在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动，以减少阀门开度的延时，提高系统稳定性。
15.2、本发明通过四个节点的响应来统计延时的时间，以三个流程的计时作为一个集合，打上时间戳，通过计算每个集合中总体延时的平均数n，使得数据更具代表性，直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，进行提前信号传输，有利于使得提前的时间适配不同时间段，解决了不同时间段负荷不同造成的延时偏差。
16.3、本发明在意外断电时，通过控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化，有效防止因意外关闭阀门引起的供需双方产生纠纷。
附图说明
17.图1为本发明的系统组成图；图2为本发明的控制示意图；图3为本发明的方法流程图。
实施方式
18.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例
19.根据图1、2所示，本实施例提出了一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，包括deh控制系统、阀门控制系统、信号传输控制系统和系统特供调节模块，所述deh控制系统用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，所述阀门控制系统用于将开度指令转换为各阀门的开度信号，以控制各阀门开度模块运行，使得阀门达到要求开度；所述信号传输控制系统包括节点计时模块、延时统计模块、直通通路模块，所述节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，所述延时统计模块用于统计总体延时的波动平均数n，所述直通通路模块用于直接连接deh控制系统和各阀门，在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动。使用时，通过节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，通过延时统计模块统计总体延时的波动平均数n，通过直通通路模块在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动，以减少阀门开度的延时。
20.所述deh系统内置接收模块、转速控制回路和负荷控制回路中，所述接收模块用于
接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，所述转速控制回路和负荷控制回路产生的流量给定值信号传输给阀门控制系统。所述阀门控制系统包括转换模块和输出模块，所述转换模块用于将流量给定值信号转换为各阀门的开度指令信号，所述输出模块用于将各阀门的开度指令信号输出至开度模块。所述开度模块包括阀门控制卡和伺服放大器，各阀门上均设有阀位传感器，各阀门的开度指令信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制阀门达到要求开度。具体为阀门开度调节的流程：deh控制系统接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，传输给阀门控制系统，将开度指令转换为各阀门的开度信号；各阀门的开度信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制伺服阀达到要求开度。
21.所述节点计时模块包括t1节点、t2节点、t3节点和t4节点，且t1节点、t2节点和t3节点分别内置于deh控制系统、阀门控制系统、开度模块和阀门，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间，且节点计时模块内置储存库，以三个流程的计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳。所述延时统计模块包括计算模块和数值赋予模块，所述计算模块用于计算每个集合中总体延时的平均数n，所述数值赋予模块根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块。使用时，通过四个节点的响应来统计延时的时间，以三个流程的计时作为一个集合，打上时间戳，通过计算每个集合中总体延时的平均数n，使得数据更具代表性，然后定时将平均数n赋予直通通路模块，直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，进行提前信号传输，有利于使得提前的时间适配不同时间段，解决了不同时间段负荷不同造成的延时偏差。
22.所述直通通路模块包括计时器和双通道传输通路，所述计时器对deh控制系统进行计时，并根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求时，根据恒定处理的时长判断发出信号的时间点，并提前n时间发出预启动信号。所述双通道传输通路采用冗余传输机制，ab两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份，ab两个通道进行分散传输进行调度，将预启动信号发送给开度模块进行预启动。使用时，直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，进行提前信号传输，使得提前的时间适配不同时间段，解决了不同时间段负荷不同造成的延时偏差，且采用冗余传输机制，利用双通道进行信号传输，能够有效降低传输的延时，提高数据吞吐量。
23.所述系统特供调节模块包括供电模块、伴随电池组、紧急控制模块和切换模块，所述供电模块提供deh控制系统、阀门控制系统、开度模块的电源，所述伴随电池组接入供电模块进行充电，所述供电模块、伴随电池组之间通过切换模块接入deh控制系统、阀门控制系统、开度模块中，所述紧急控制模块内置供电模块、伴随电池组之间的切换逻辑，在意外断电时，所述切换模块控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，所述紧急控制模块在意外断电时，控制阀门开关状态不变化。使用时，在意外断电时，通过控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化，有效防止因意外关闭阀门引起的供需双方产生纠纷。
实施例
24.根据图1、2、3所示，本实施例提出了一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制方法，包括以下步骤：步骤一：deh控制系统接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，传输给阀门控制系统，将开度指令转换为各阀门的开度信号；步骤二：各阀门的开度信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制伺服阀达到要求开度；步骤三：在此过程中，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间；步骤四：以三个流程的统计计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳，计算每个集合中总体延时的平均数n，根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块；步骤五：直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理总蒸汽流量请求时，根据处理时长判断发出信号的时间点，提前n时间采用ab两个通道分散传输，发出预启动信号给开度模块进行预启动；以减少阀门开度的延时，提高系统稳定性，并使得提前的时间适配不同时间段，解决了不同时间段负荷不同造成的延时偏差。
25.步骤六：在意外断电时，控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化。有效防止因意外关闭阀门引起的供需双方产生纠纷。
26.该用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法通过节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，通过延时统计模块统计总体延时的波动平均数n，通过直通通路模块在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动，以减少阀门开度的延时，提高系统稳定性。且本发明通过四个节点的响应来统计延时的时间，以三个流程的计时作为一个集合，打上时间戳，通过计算每个集合中总体延时的平均数n，使得数据更具代表性，直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，进行提前信号传输，有利于使得提前的时间适配不同时间段，解决了不同时间段负荷不同造成的延时偏差。同时，本发明在意外断电时，通过控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化，有效防止因意外关闭阀门引起的供需双方产生纠纷。
27.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，包括deh控制系统、阀门控制系统、信号传输控制系统和系统特供调节模块，其特征在于：所述deh控制系统用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，所述阀门控制系统用于将开度指令转换为各阀门的开度信号，以控制各阀门开度模块运行，使得阀门达到要求开度；所述信号传输控制系统包括节点计时模块、延时统计模块、直通通路模块，所述节点计时模块对deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，所述延时统计模块用于统计总体延时的波动平均数n，所述直通通路模块用于直接连接deh控制系统和各阀门，在deh控制系统发出信号提前n时刻驱动阀门的开度模块进行预启动。2.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述deh系统内置接收模块、转速控制回路和负荷控制回路中，所述接收模块用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，所述转速控制回路和负荷控制回路产生的流量给定值信号传输给阀门控制系统。3.根据权利要求2所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述阀门控制系统包括转换模块和输出模块，所述转换模块用于将流量给定值信号转换为各阀门的开度指令信号，所述输出模块用于将各阀门的开度指令信号输出至开度模块。4.根据权利要求3所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述开度模块包括阀门控制卡和伺服放大器，各阀门上均设有阀位传感器，各阀门的开度指令信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制阀门达到要求开度。5.根据权利要求4所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述节点计时模块包括t1节点、t2节点、t3节点和t4节点，且t1节点、t2节点和t3节点分别内置于deh控制系统、阀门控制系统、开度模块和阀门，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间，且节点计时模块内置储存库，以三个流程的计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳。6.根据权利要求5所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述延时统计模块包括计算模块和数值赋予模块，所述计算模块用于计算每个集合中总体延时的平均数n，所述数值赋予模块根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块。7.根据权利要求6所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述直通通路模块包括计时器和双通道传输通路，所述计时器对deh控制系统进行计时，并根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求时，根据恒定处理的时长判断发出信号的时间点，并提前n时间发出预启动信号。8.根据权利要求7所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述双通道传输通路采用冗余传输机制，ab两个通道同时复制，双通道发送相同的时间触发流数据信息，双网实现双冗余备份，ab两个通道进行分散传输进行调度，将预启动信号发送给开度模块进行预启动。9.根据权利要求1所述的一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统，其特征在于：所述系统
特供调节模块包括供电模块、伴随电池组、紧急控制模块和切换模块，所述供电模块提供deh控制系统、阀门控制系统、开度模块的电源，所述伴随电池组接入供电模块进行充电，所述供电模块、伴随电池组之间通过切换模块接入deh控制系统、阀门控制系统、开度模块中，所述紧急控制模块内置供电模块、伴随电池组之间的切换逻辑，在意外断电时，所述切换模块控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，所述紧急控制模块在意外断电时，控制阀门开关状态不变化。10.一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：deh控制系统接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，传输给阀门控制系统，将开度指令转换为各阀门的开度信号；步骤二：各阀门的开度信号输出到阀门控制卡上与阀位传感器的实际阀位信号相减，经过伺服放大器放大后控制伺服阀达到要求开度；步骤三：在此过程中，通过t1节点、t2节点、t3节点和t4节点的响应来统计deh控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时的时间；步骤四：以三个流程的统计计时作为一个集合，并根据集合时间打上时间戳，计算每个集合中总体延时的平均数n，根据每个集合的时间戳，定时将平均数n赋予直通通路模块；步骤五：直通通路模块根据当前时间，选择相应时间戳集合的延时平均数n，在deh控制系统处理总蒸汽流量请求时，根据处理时长判断发出信号的时间点，提前n时间采用ab两个通道分散传输，发出预启动信号给开度模块进行预启动；步骤六：在意外断电时，控制供电模块、伴随电池组进行零时切换，保持系统供电，并控制阀门开关状态不变化。

技术总结
本发明提供了一种用于汽轮机蒸汽阀门的控制系统及方法，涉及蒸汽阀门控制技术领域，包括DEH控制系统、阀门控制系统、信号传输控制系统和系统特供调节模块，所述DEH控制系统用于接收整体系统对进入汽轮机的总蒸汽流量的请求，并生成调节阀门的开度指令，所述阀门控制系统用于将开度指令转换为各阀门的开度信号；本发明通过节点计时模块对DEH控制系统传输开度指令给阀门控制系统的延时、阀门控制系统将各阀门的开度信号传输给各阀门的延时、开度模块启动延时进行计时，通过延时统计模块统计总体延时的波动平均数N，通过直通通路模块在DEH控制系统发出信号提前N时刻驱动阀门的开度模块进行预启动，以减少阀门开度的延时。以减少阀门开度的延时。以减少阀门开度的延时。


技术研发人员：张延风 李春海 卢艳亮
受保护的技术使用者：辽宁清河发电有限责任公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/26