一種氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象及熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱工自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象及熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System，簡(jiǎn)稱DCS)，又稱分布式控制系統(tǒng)，是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。DCS常被用于電廠和電力設(shè)計(jì)院從事自動(dòng)控制、熱工過程自動(dòng)化、熱能動(dòng)力、集控運(yùn)行、計(jì)算機(jī)等行業(yè)或?qū)I(yè)。
[0003]DCS作為大型的集成控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)和調(diào)試出來之后即被應(yīng)用到電廠的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，DCS除了作為實(shí)際的生產(chǎn)控制設(shè)備，還可以用于開展模擬調(diào)試、科研教學(xué)、技術(shù)培訓(xùn)等任務(wù)。但是，除了 DCS的生產(chǎn)或調(diào)試單位，一般的電廠并不具備對(duì)DCS進(jìn)行調(diào)試、試驗(yàn)的條件，而只能進(jìn)行一般性的電動(dòng)、氣動(dòng)執(zhí)行器的調(diào)試、檢修及遠(yuǎn)方操作方面的模擬。對(duì)于整個(gè)DCS的軟件組態(tài)、邏輯編譯、參數(shù)設(shè)定等主要功能，均無法實(shí)現(xiàn)仿真調(diào)試。
[0004]例如，通遼發(fā)電總廠熱工分場(chǎng)于2012年組建的熱工DCS培訓(xùn)室，組裝了日立公司的HIACH-3000M控制系統(tǒng)。該DCS培訓(xùn)室因自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中沒有“調(diào)節(jié)對(duì)象”而一直處于開環(huán)狀態(tài)，形同虛設(shè)，無法模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際培訓(xùn)。
[0005]因此，設(shè)計(jì)一種DCS的調(diào)節(jié)對(duì)象用于模擬和仿真生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象及熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的分散控制系統(tǒng)在電廠環(huán)境中無法模擬和仿真生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，無法用于科研試驗(yàn)和教學(xué)培訓(xùn)的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提供的一種氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象，包括氣缸、補(bǔ)氣閥和排氣閥；所述氣缸分別與所述補(bǔ)氣閥和所述排氣閥連接，所述氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象設(shè)置有均與所述氣缸連通的狀態(tài)輸出端口和氣壓調(diào)控端口，所述狀態(tài)輸出端口用于與外部控制單元的氣壓探測(cè)器連接，所述氣壓調(diào)控端口用于與外部控制單元的氣壓控制器連接。
[0009]進(jìn)一步，包括儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐與所述氣缸連通，且所述狀態(tài)輸出端口通過所述儲(chǔ)氣罐與所述氣缸連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:儲(chǔ)氣罐作為壓縮空氣的儲(chǔ)存容器，用來保證氣缸內(nèi)氣壓的穩(wěn)定，同時(shí)保證氣缸內(nèi)的活塞有足夠的運(yùn)行空間；而將狀態(tài)輸出端口與儲(chǔ)氣罐連接，是由于儲(chǔ)氣罐和氣缸的氣壓一致，平均分配氣缸和儲(chǔ)氣罐兩個(gè)容器對(duì)外的接口數(shù)量。
[0010]進(jìn)一步，所述氣缸內(nèi)設(shè)置有用于改變所述氣缸內(nèi)氣壓的活塞。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:活塞用于被動(dòng)地調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)的空氣壓力，通過氣壓調(diào)控端口由外部控制單元調(diào)控。當(dāng)氣缸內(nèi)的空氣壓力因?yàn)槟M生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際出現(xiàn)變化時(shí)，外部控制單元將會(huì)檢測(cè)到該變化并通過氣壓調(diào)控端口控制活塞移動(dòng)，使氣缸內(nèi)的空氣壓力達(dá)到系統(tǒng)平衡值。
[0011]進(jìn)一步，所述排氣閥包括一號(hào)排氣閥和二號(hào)排氣閥，所述一號(hào)排氣閥的排氣速率比所述二號(hào)排氣閥的排氣速率大。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:排氣閥用于氣缸內(nèi)空氣的排放。二號(hào)排氣閥的排氣速率較小，用于常規(guī)狀況下的氣體排放；一號(hào)排氣閥的排氣速率大，用于氣缸內(nèi)壓力過高時(shí)的危急狀況下氣體的排放。
[0012]優(yōu)選地，所述補(bǔ)氣閥、所述一號(hào)排氣閥、所述二號(hào)排氣閥均為電磁閥。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:由于氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象作為被檢測(cè)和控制的模塊，其補(bǔ)氣和放氣頻率非常高，電磁閥相對(duì)于其他手動(dòng)閥和電動(dòng)閥，在頻繁的啟動(dòng)、變化情況下，具有較高的可靠性和適應(yīng)性。
[0013]本發(fā)明還提供的一種熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括所述氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象，還包括用于控制所述氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象的氣壓自動(dòng)控制模塊；所述氣壓自動(dòng)控制模塊設(shè)置有輸入端口和輸出端口，所述輸入端口與所述狀態(tài)輸出端口連接，所述輸出端口與所述氣壓調(diào)控端口連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)包括氣壓自動(dòng)控制模塊和氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象，形成一個(gè)控制模塊和被控制模塊連接的閉環(huán)。同時(shí)，兩個(gè)模塊通過相對(duì)應(yīng)的接口連接，使兩部分成為分別獨(dú)立的模塊。氣壓自動(dòng)控制模塊既可以作為電廠實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，也可以作為模擬調(diào)試、科研教學(xué)的設(shè)備。
[0014]進(jìn)一步，所述氣壓自動(dòng)控制模塊包括變送器、控制器和氣動(dòng)執(zhí)行器；所述輸入端口、所述變送器、所述控制器、所述氣動(dòng)執(zhí)行器和所述輸出端口依次連接。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:輸入端口、變送器、控制器、氣動(dòng)執(zhí)行器和輸出端口依次連接，形成一個(gè)串聯(lián)的信號(hào)輸入、信號(hào)處理、驅(qū)動(dòng)控制、信號(hào)輸出的通路，與對(duì)應(yīng)的氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象組成控制與被控制的閉環(huán)通路。
[0015]進(jìn)一步，所述控制器內(nèi)植有分布式控制系統(tǒng)。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:分布式控制系統(tǒng)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便等優(yōu)點(diǎn)，在控制器內(nèi)植入分布式控制系統(tǒng)，可以利用氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)控制系統(tǒng)的軟件組態(tài)、邏輯編譯、參數(shù)設(shè)定等進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)。
[0016]進(jìn)一步，所述分布式控制系統(tǒng)用于接收來自所述變送器的氣壓值A(chǔ)，當(dāng)所述氣壓值A(chǔ)與所述分布式控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)氣壓值A(chǔ)O等值時(shí)，所述分布式控制系統(tǒng)無操作；當(dāng)所述氣壓值A(chǔ)大于所述預(yù)設(shè)氣壓值A(chǔ)O時(shí)，所述分布式控制系統(tǒng)控制所述氣動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)所述活塞，降低所述氣缸內(nèi)的氣壓；當(dāng)所述氣壓值A(chǔ)小于所述預(yù)設(shè)氣壓值A(chǔ)O時(shí)，所述分布式控制系統(tǒng)控制所述氣動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)所述活塞，提高所述氣缸內(nèi)的氣壓。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:給分布式控制系統(tǒng)提供一個(gè)預(yù)設(shè)氣壓值A(chǔ)。，將該預(yù)設(shè)氣壓值A(chǔ)。與來自氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象的變送器的氣壓值A(chǔ)進(jìn)行比較，根據(jù)比較的偏差不同，分布式控制系統(tǒng)以不同的方式驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行器對(duì)活塞進(jìn)行控制，達(dá)到檢驗(yàn)氣壓自動(dòng)控制模塊的自動(dòng)控制效果。
[0017]進(jìn)一步，所述氣壓自動(dòng)控制模塊電連接并控制所述補(bǔ)氣閥對(duì)所述氣缸充氣；所述氣壓自動(dòng)控制模塊電連接并控制所述排氣閥對(duì)所述氣缸排氣。該技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:使用氣壓自動(dòng)控制模塊來控制補(bǔ)氣閥和排氣閥對(duì)氣缸的動(dòng)作，能實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸內(nèi)氣壓的安全控制，防止氣壓不至于過高或過低。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)熱工氣壓的模擬仿真，熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)使分布式控制系統(tǒng)能夠脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在模擬的環(huán)境中對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)試，完成模擬調(diào)試、科研教學(xué)、技術(shù)培訓(xùn)等非生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明提供的氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本發(fā)明提供的氣壓自動(dòng)控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3為本發(fā)明提供的熱工氣壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]附圖標(biāo)記:
[0024]1-氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象；101-氣缸；
[0025]102-補(bǔ)氣閥；103-—號(hào)排氣閥；
[0026]104-二號(hào)排氣閥；105-儲(chǔ)氣罐；
[0027]106-狀態(tài)輸出端口 ；107-氣壓調(diào)控端口 ；
[0028]2-氣壓自動(dòng)控制模塊；201-變送器；
[0029]202-控制器；203-氣動(dòng)執(zhí)行器；
[0030]204-輸入端口 ；205-輸出端口。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]本實(shí)施例提供了一種氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象1，圖1為本發(fā)明提供的氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象I內(nèi)設(shè)置有氣缸101、補(bǔ)氣閥102和排氣閥，氣壓調(diào)節(jié)對(duì)象I設(shè)置有對(duì)外接口:狀態(tài)輸出端口 106和氣壓調(diào)控端口 107。其中，氣缸101分別連接補(bǔ)氣閥102和排氣閥，使用補(bǔ)氣閥102可以對(duì)氣缸101補(bǔ)充氣體，使用排氣閥可以對(duì)氣缸101排放氣體；而狀態(tài)輸出端口 106和氣壓調(diào)控端口 107均與氣缸101連接，狀態(tài)輸出端口 106用于與外部控制單元的氣壓探測(cè)器連接，氣壓調(diào)控端口 107用于與外部控制單元的氣壓控制器連接，外部控制單元的氣壓控制器可以驅(qū)動(dòng)氣缸101內(nèi)的機(jī)構(gòu)以改變氣缸101內(nèi)的氣壓。
[0035]在本實(shí)施例的可選方案中，如圖1所示，進(jìn)