專利名稱：可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機危急保護系統(tǒng)，尤其是涉及一種可防止錯誤動作的汽輪機
危急保護系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)自動控制技術領域。
背景技術：
ETS(EMERGENCY TRIP SYSTEM)是汽輪機危急跳閘系統(tǒng)的簡稱。汽輪機危急跳閘 系統(tǒng)具體應用于火電廠綜合自動化系統(tǒng)(Heat-Engine PlantComprehensive Automation) 中，用以監(jiān)視汽輪機的運行參數(汽機轉速、潤滑油壓力、凝汽器真空、DEH故障、軸承振動、 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)，當參數超過其限制值 時，系統(tǒng)會自動關閉全部汽輪機蒸汽進汽閥門，緊急停機，以保證汽輪機安全運行。
汽輪機危急保安ETS系統(tǒng)完成汽輪機危急跳閘控制過程中全部電動閥門的開關 控制功能，包括完成開關量的數據采集、處理、計算及開關量的實時輸出，并將相關數據經 通訊傳送到中央控制室操作站?？梢员O(jiān)測的開關量信號有汽機轉速、潤滑油壓力、凝汽器 真空、DEH故障、軸承振動、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。當被監(jiān)視的參數超過規(guī)定值時，ETS系統(tǒng)輸出跳閘信號到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉 保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機的主汽閥和調節(jié)閥迅速關閉，完成汽輪機跳閘的功能，實行緊 急停機，確保機組設備及人身的安全，以避免發(fā)生嚴重的后果。 常規(guī)的ETS系統(tǒng)通過PLC(Programemable Logic Controller,可編程控制器)或 DCS(大中型分散控制系統(tǒng))系統(tǒng)進行控制邏輯運算與判斷，被監(jiān)控對象的信號通過PLC或 DCS系統(tǒng)的數字量輸入1/0(輸入INPUT,輸出OUTPUT)卡件接入系統(tǒng)，由PLC或DCS中央控 制器對于信號進行邏輯運算判斷。當符合跳閘條件時，由系統(tǒng)的數字量輸出卡件對外輸出 跳閘信號。 ETS系統(tǒng)可靠性的常規(guī)解決方案采用冗余配置的PLC或DCS控制器，防止核心處
理單元的事故導致ETS誤動作，數字量輸入信號采取三選二 (3路里至少有2路有效才可
以)冗余配置的方法防止輸入信號干擾疊加造成的系統(tǒng)誤判斷直至誤動作。 但是這種模式往往重點強化系統(tǒng)的"誤動"功能，系統(tǒng)"拒動"還時有發(fā)生，這種拒
動會造成汽機損壞等不可估量的經濟效益損失。 而且該模式其具有如下缺點 1.由于PLC及DCS控制器的限制，該模式需使用多種10卡件，線路復雜、體積龐 大； 2.制約因素多，穩(wěn)定性和靈活性差，極不利于系統(tǒng)維護工作；
3. PLC及DCS控制器成本極其昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種成本低、可防止錯誤動作的汽輪機危急保
護系統(tǒng)。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)， 包括ETS裝置，其特征在于所述ETS裝置為兩套，每套ETS裝置內設置兩組復雜可編程邏 輯陣列，每組復雜可編程邏輯陣列的輸入端與汽輪機運行越限參數開關量輸入信號相連， 每套ETS裝置內的兩組復雜可編程邏輯陣列的輸出端經過硬件"與"邏輯后輸出，兩套ETS 裝置的輸出端經過硬件"或"邏輯后輸出，總的輸出端跳閘信號與跳閘電磁閥相連，所述復 雜可編程邏輯陣列包括復雜可編程邏輯器件和現場可編程門陣列。 本發(fā)明采用復雜可編程邏輯陣列((包含CPLD(Complex ProgrammableLogic Device,復雜可編程邏輯器件)及FPGA (Field-Programmable GateArray，現場可編程門陣 列))作為核心處理器，通過兩套完全冗余配置的復雜可編程邏輯陣列處理單元再冗余構 成完整的四冗余模式(雙重冗余，冗余里套冗余)配置的ETS系統(tǒng)。 本發(fā)明最重要的特點是在保留傳統(tǒng)意義上對數字量輸入信號三選二處理的同 時，在一套ETS裝置內部配置兩套相互完全獨立、處理模式完全相同的復雜可編程邏輯陣 列硬件電路。 一套ETS裝置內部雙可編程邏輯陣列硬件電路的輸出經過硬件"與"邏輯后進 行輸出，保證即使有其中一個可編程邏輯陣列硬件電路異常動作時，本裝置輸出不亂動作， 避免"誤動"。兩套經過內部硬件"與"邏輯操作后的ETS裝置相互構成冗余配置，最終的兩 個輸出經過"或"邏輯以后輸出給開關量輸出通道后最終對外輸出。保證了即使有一套ETS 裝置故障時，另一套ETS裝置仍有可靠的動作輸出，避免系統(tǒng)"拒動"。 單一裝置內部雙可編程邏輯陣列硬件電路冗余配置保證了因為某個可編程邏輯 陣列硬件電路處理器故障或其它信號處理電路故障造成的"誤動"故障；兩套裝置的進一步 冗余配置保證了整個系統(tǒng)不會產生"拒動"故障； 使用時，兩套裝置獨立安裝，開關量動作結果通過通信方式進行遠方監(jiān)測，在監(jiān)控 系統(tǒng)監(jiān)測到兩套裝置動作不一致時，可以根據現場設備情況判斷出哪套裝置工作異常。從 而可在不影響設備正常的運行的情況下，進行在線更換。 本發(fā)明所涉及的可編程邏輯陣列硬件電路包括可編程邏輯陣列及其外圍電路 (晶振、電源等)。 本發(fā)明所達到的有益效果本發(fā)明的ETS系統(tǒng)，兩套裝置內部四套冗余的可編程 邏輯陣列硬件電路中兩套及兩套以上同時出故障的概率很小，從而極大的提高了整個系統(tǒng) 的安全性，達到真正的無拒動無誤動。另外，對于本發(fā)明使用的可編程邏輯陣列，其單片芯 片成本僅為幾十元，比較起傳統(tǒng)PLC/DCS控制器，成本大大減小，在高可靠性的同時具有很 高的經濟效益。


圖1是本發(fā)明的可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)的結構示意圖， 本發(fā)明在一套ETS裝置內部配置兩套相互完全獨立、處理模式完全相同的復雜可
編程邏輯陣列硬件電路。 一套ETS裝置內部雙可編程邏輯陣列硬件電路的輸出經過硬件"與"邏輯后進行輸出，保證即使有其中一個可編程邏輯陣列硬件電路動作異常時，本裝置 輸出不亂動作，避免"誤動"。兩套經過內部硬件"與"邏輯操作后的ETS裝置相互又構成冗 余配置，最終的兩個輸出經過"或"邏輯以后輸出給開關量輸出通道后最終對外輸出。保證 了即使有一套ETS裝置故障，系統(tǒng)仍有可靠的動作輸出，避免"拒動"。 單一裝置內部雙可編程邏輯陣列硬件電路冗余配置保證了因為某個可編程邏輯 陣列硬件電路處理器故障或其它信號處理電路故障造成的"誤動"故障；兩套裝置的進一步 冗余配置保證了整個系統(tǒng)不會產生"拒動"故障； 正常情況下，雙ETS裝置內雙可編程邏輯陣列硬件電路運行正常。汽輪機運行越 限參數信號經內部兩路可編程邏輯陣列硬件電路監(jiān)測處理后對應發(fā)出兩路跳閘信號信息， 兩路跳閘信號信息經過內部硬件"與"邏輯處理后向外部發(fā)出有效跳閘信號信息。兩套ETS 裝置發(fā)出的兩路有效跳閘信號信息經過外部硬件邏輯"或"運算后輸出有效跳閘信號到跳 閘電磁閥。該種情況下，汽輪機危急保護功能正常。 當某一個ETS裝置內單可編程邏輯陣列硬件電路運行故障時，汽輪機運行越限參 數經過該故障的可編程邏輯陣列硬件電路處理后發(fā)出無效的跳閘信號信息，該跳閘信號與 同裝置內正常的可編程邏輯陣列硬件電路處理后發(fā)出的有效跳閘信號經過邏輯"與"處理 后發(fā)出有效的跳閘信號信息。該有效的跳閘信號信息與另一ETS裝置發(fā)出的有效跳閘信號 經過外部硬件邏輯"或"處理后發(fā)出有效的跳閘信號到跳閘電磁閥。該種情況下，汽輪機危 急保護正常。當遠方監(jiān)測到該ETS系統(tǒng)存在故障的ETS裝置時，可以根據現場設備情況判 斷出哪套裝置工作異常。從而可在不影響設備正常的運行的情況下，進行在線更換。
采用這種技術的ETS系統(tǒng)，兩套裝置內部四套冗余的可編程邏輯陣列硬件電路中 兩套及兩套以上同時出故障的概率很小，從而極大的提高了整個系統(tǒng)的安全性，達到真正 的無拒動無誤動。 對于本發(fā)明采用的可編程邏輯陣列硬件電路，其單片芯片成本僅為幾十元，比較
起傳統(tǒng)PLC/DCS控制器，成本大大減小，在高可靠性的同時具有很高的經濟效益。 以上僅以最佳實施例對本發(fā)明做進一步的說明，然其并非對本發(fā)明的限定，本發(fā)
明的保護范圍以表示在權利要求的內容為準。
權利要求
一種可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)，包括ETS裝置，其特征在于所述ETS裝置為兩套，每套ETS裝置內設置兩組復雜可編程邏輯陣列，每組復雜可編程邏輯陣列的輸入端與汽輪機運行越限參數開關量輸入信號相連，每套ETS裝置內的兩組復雜可編程邏輯陣列的輸出端經過硬件“與”邏輯后輸出，兩套ETS裝置的輸出端經過硬件“或”邏輯后輸出，總的輸出端跳閘信號與跳閘電磁閥相連，所述復雜可編程邏輯陣列包括復雜可編程邏輯器件和現場可編程門陣列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可防止錯誤動作的汽輪機危急保護系統(tǒng)，包括ETS裝置，其特征在于所述ETS裝置為兩套，每套ETS裝置內設置兩組復雜可編程邏輯陣列，每組復雜可編程邏輯陣列的輸入端與汽輪機運行越限參數開關量輸入信號相連，每套ETS裝置內的兩組復雜可編程邏輯陣列的輸出端經過硬件“與”邏輯后輸出，兩套ETS裝置的輸出端經過硬件“或”邏輯后輸出，總的輸出端跳閘信號與跳閘電磁閥相連，所述復雜可編程邏輯陣列包括復雜可編程邏輯器件和現場可編程門陣列。本發(fā)明的ETS系統(tǒng)，極大的提高了整個系統(tǒng)的安全性，達到真正的無拒動無誤動，且成本低。
文檔編號F01D21/00GK101737100SQ20091026455
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者吳勝華, 楊衛(wèi)民, 馬偉東 申請人:國電南京自動化股份有限公司