一种冗余测量液位式疏水泵全自动控制系统的制作方法
【专利摘要】一种冗余测量液位式疏水泵全自动控制系统，属于火力发电厂低压加热器疏水泵控制技术领域。包括空气断路器与熔断器组合装置、内置PID控制器的变频器、交流接触器、第一差压变送器P1、第二差压变送器P2、冗余测量液位处理控制器、自动控制开关组合装置、电源?运行?故障报警指示灯装置、显示操作控制盘、DP通讯装置。优点在于：冗余测量液位，能消除疏水泵控制过程中因测量液位原因导致液位波动大、无法恒定液位控制及可能导致发电机组不能安全可靠运行状况发生。此控制系统增加了机组运行可靠性。系统一键启动，疏水泵控制工作全自动运行，控制精度高、安全可靠。
【专利说明】
一种冗余测量液位式疏水泵全自动控制系统
技术领域
[0001]本实用新型属于火力发电厂低压加热器疏水栗控制技术领域，特别是提供了一种冗余测量液位式疏水栗全自动控制系统。能够控制低压加热器凝结水液位恒定。
【背景技术】
[0002]火力发电厂低压加热器是由螺旋管路、罐体等组成，冷凝水通过凝结栗进入低压加热器中的螺旋管路，推动汽轮机发电后的高温蒸汽通过管路进入低压加热器罐体内部，经过热交换，冷凝水通过被高温蒸汽包围的螺旋管路后温度提高了，进入下级加热器，能源得到了回收利用，节约了能源。而在罐体内部，就会有凝结水产生，罐体上部是蒸汽，下部是凝结水。正常情况下，此凝结水通过疏水栗再进入管路。但在极端情况下，若凝结水位抬高，可能通过蒸汽管路回流进入汽轮机内，造成汽轮机损坏;若凝结水位过低，冷凝水中容易掺杂气泡，而掺杂气泡的水进入管路，容易对管道内壁、密封造成破坏，管道运行安全受到影响。由于发电负荷根据电网负荷情况实时变化，冷凝水位进而实时变化，为了节约能源同时保证发电机组安全运行，需要保证低压加热器中凝结水位的恒定。
[0003]为了克服液位测量带来的风险，应用冗余测量液位方式;为了精确恒定液位和节能，采用变频调速器(简称变频器)驱动电机带动疏水栗自动控制疏水流量;信号处理、控制操作过程全部自动化。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种冗余测量液位式疏水栗全自动控制系统，用于火力发电厂低压加热器凝结水位控制。通过冗余测量液位方式，自动处理液位信号，自动判断液位测量中的故障和修正，通过内置PID控制器的变频器控制疏水栗转速达到疏水流量控制，液位控制精度高、安全可靠。系统一键控制，过程全自动化运行。
[0005]本实用新型包括空气断路器与熔断器组合装置1、内置PID控制器的变频器2、交流接触器3、第一差压变送器P1、第二差压变送器P2、冗余测量液位处理控制器4、自动控制开关组合装置5、电源-运行-故障报警指示灯装置6、显示操作控制盘7、DP通讯装置8。组件连接关系如下:空气断路器和熔断器组合装置I的进线侧连接进线3相380V动力电源，出线侧连接到变频器的进线侧;变频器出线侧连接到交流接触器3的进线侧，交流接触器3的出线侧连接到疏水栗的驱动电机，驱动电机带动疏水栗转动;空气断路器和熔断器组合装置I的出线侧再把控制电源连线到自动控制开关组合装置5上，自动控制开关组合装置5分别给冗余测量液位处理控制器4、电源-运行-故障报警指示灯装置5供电，自动控制开关组合装置5控制信号再分别与冗余测量液位处理控制器4、变频器2、交流接触器3连接;二路测量液位第一差压变送器Pl、第二差压变送器P2连接到冗余测量液位处理控制器，冗余测量液位处理控制器输出信号连接到变频器;变频器控制信号输出连接电源-运行-故障报警指示灯装置;显示操作控制盘与变频器相连;DP通讯装置与变频器和发电机组中控室监控系统相连。
[0006]冗余测量液位处理控制器由硬件组成，由CI3U模块、模拟量模块构成。CI3U模块是ABB PLC产品PM564-R-ETH-AC I个，供电电源为100-240ACV，内置6点24VD数字量输入、6点继电器数字量输出、I点模拟量输出。模拟量模块是ABB PLC产品模拟量输入模板AI561 I个，内置4点模拟量输入。2路液位测量信号进入模拟量模块;综合液位信号由输出；启动信号进入CPU模块数字量输入;液位高限、底限信号由CPU模块数字量输出。
[0007]本实用新型的优点在于:冗余测量液位，能消除疏水栗控制过程中因测量液位原因导致液位波动大、无法恒定液位控制及可能导致发电机组不能安全可靠运行状况发生。此控制系统增加了机组运行可靠性。一键启动，疏水栗控制工作全自动运行，控制精度高、安全可靠。
【附图说明】
[0008]图1为冗余测量液位式疏水栗全自动控制系统整体结构示意图。其中，空气断路器与熔断器组合装置1、内置PID控制器的变频器2、交流接触器3、第一差压变送器P1、第二差压变送器P2、冗余测量液位处理控制器4、自动控制开关组合装置5、电源-运行-故障报警指示灯装置6、显示操作控制盘7、DP通讯装置8。
【具体实施方式】
[0009]本实用新型包括空气断路器与熔断器组合装置1、内置PID控制器的变频器2、交流接触器3、第一差压变送器P1、第二差压变送器P2、冗余测量液位处理控制器4、自动控制开关组合装置5、电源-运行-故障报警指示灯装置6、显示操作控制盘7、DP通讯装置8 ο空气断路器和熔断器组合装置I的进线侧连接进线3相380V动力电源，出线侧连接到变频器的进线侦L变频器出线侧连接到交流接触器3的进线侧，交流接触器3的出线侧连接到疏水栗的驱动电机，驱动电机带动疏水栗转动;空气断路器和熔断器组合装置I的出线侧再把控制电源连线到自动控制开关组合装置5上，自动控制开关组合装置5分别给冗余测量液位处理控制器4、电源-运行-故障报警指示灯装置5供电，自动控制开关组合装置5控制信号再分别与冗余测量液位处理控制器4、变频器2、交流接触器3连接;二路测量液位第一差压变送器P1、第二差压变送器P2连接到冗余测量液位处理控制器，冗余测量液位处理控制器输出信号连接到变频器;变频器控制信号输出连接电源-运行-故障报警指示灯装置;显示操作控制盘与变频器相连;DP通讯装置与变频器和发电机组中控室监控系统相连。
[0010]下面将通过附图1对本实用新型作进一步的说明。
[0011 ]在低压加热器罐体上安装两套测量液位装置，由于罐体上部是“负”压区，底部是“高”压区，采用两线制的差压变送器测量上部和下部的压力差信号，压力差信号转换成液位信号，两套差压变送器通过带屏蔽的双绞线线接到冗余测量液位处理控制器上。冗余测量液位处理控制器通过程序自动判断处理液位信号。对于测量液位故障，表现形式是液位为0、液位最大及信号不稳定，波动大，信号偏离正常范围。控制器实时能够处理信号，若两路测量信号均正常，通过算术平均法计算液位信号做为输出信号;若一路液位信号故障，把另一路正常液位信号做为输出信号。冗余测量液位处理控制器把液位信号作为液位实际反馈信号输出给变频器用于PID控制，同时输出数字信号给变频器，变频器通过DP通讯装置把液位实际反馈信号及差压变送器状态传送给发电机组中控室监控系统;变频器通过连线再给电源、运行、故障报警指示灯装置用于液位状态信号指示。
[0012]操作人员预先应用显示操作控制盘给变频器进行程序组态，把实际电机参数输入到变频器参数组中，组态变频器参数有:模拟量输入、输出参数，数字量输入、输出参数;PID控制参数一比例参数P、积分参数1、微分参数D；电机运行方向参数;DP通讯参数，变频器电源准备正常，运行，故障，电源缺相、过压、欠压，变频器或电机缺相、过流、短路，电机堵转等状态信号参数;液位设定值给定参数。
[0013]液位控制是PID控制器根据液位设定值与液位实际反馈值相比较，通过差值控制电机转速，由于是抽水控制，当机组负荷小时，凝结水量变少，液位实际反馈值低于液位设定值，此时PID控制器控制变频器输出使转速降低，疏水流量变小，液位实际反馈值增高，来达到原设定值；当机组负荷大时，凝结水量变大，液位实际反馈值高于液位设定值，此时PID控制器控制变频器输出使转速增加，疏水流量变大，液位实际反馈值降低，来达到原设定值。若液位实际反馈值与设定的液位差值在设定的范围内(正常液位范围)，PID控制输出保持不变，电机转速恒定，电机转速与液位动态平衡；当机组负荷等因数使液位实际反馈值变化时(超过正常液位范围)，PID控制输出值自动改变，增大或减小，与液位实际反馈值变化方向相同，达到新的控制动态平衡，使液位实际值恒定。
[0014]正常操作时，操作人员只需在空气断路器与熔断器组合装置中合上空气断路器，此时变频器、自动控制开关组合装置带电，变频器初始化运行，应用显示操作控制盘能正常显示和设定液位值，DP通讯装置带电，正常与变频器、机组中控室监控系统通讯。按下自动控制开关组合装置的预控制按钮，冗余测量液位处理控制器带电，内置程序初始化，差压变送器带电，正常测量液位，变频器准备运行；电源、运行、故障报警指示灯装置中的电源指示灯亮；自动控制开关组合装置控制交流接触器开启。按下的主控制按钮，启动变频器运行，疏水栗控制系统全自动运行。
【主权项】
1.一种冗余测量液位式疏水栗全自动控制系统，其特征在于，包括空气断路器与熔断器组合装置(I)、变频器(2)、交流接触器(3)、第一差压变送器(Pl)、第二差压变送器(P2)、冗余测量液位处理控制器(4)、自动控制开关组合装置(5)、电源-运行-故障报警指示灯装置(6)、显示操作控制盘(7)、DP通讯装置(8);空气断路器和熔断器组合装置(I)的进线侧连接进线相380V动力电源，出线侧连接到变频器的进线侧;变频器出线侧连接到交流接触器(3)的进线侧，交流接触器(3)的出线侧连接到疏水栗的驱动电机，空气断路器和熔断器组合装置(I)的出线侧再把控制电源连线到自动控制开关组合装置(5)上，自动控制开关组合装置(5)控制信号再分别与冗余测量液位处理控制器(4)、变频器(2)、交流接触器(3)连接；二路测量液位第一差压变送器(P1)、第二差压变送器(P2)连接到冗余测量液位处理控制器(4)，冗余测量液位处理控制器(4)输出信号连接到变频器(2);变频器(2)控制信号输出连接电源-运行-故障报警指示灯装置(6)，显示操作控制盘(7)与变频器(2)相连;DP通讯装置(8)与变频器(2)和发电机组中控室监控系统相连。2.根据权利要求1所述的冗余测量液位式疏水栗全自动控制系统，其特征在于，冗余测量液位处理控制器(4)由CPU模块、模拟量模块构成;CPU模块是ABB PLC产品PM564-R-ETH-AC I个，供电电源为100-240ACV，内置6点24VD数字量输入、6点继电器数字量输出、I点模拟量输出;模拟量模块是ABB PLC产品模拟量输入模板AI561 I个，内置4点模拟量输入。
【文档编号】F04B49/06GK205714703SQ201620518159
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王凤利, 王景南, 徐锋, 孔瑞平
【申请人】冶金自动化研究设计院