一种用于伺服模件的三冗余端子板的制作方法

本实用新型涉及自动化控制领域，更具体地说，涉及一种用于伺服模件的三冗余端子板。

背景技术：

电力行业一贯是自动化控制系统的主要市场之一，而ABB Symphony控制系统是一种机架式结构的分散控制系统，包括现场设备、过程自动化系统、汽轮机伺服控制系统、电气和监控及数据采集系统SCADA等。其中，汽轮机伺服控制系统主要是通过伺服模件计算伺服阀所需的控制电流，再经由与该伺服模件相连的端子板发送伺服阀所需的控制电流到伺服阀，以控制汽轮机调阀的开度，进而准确控制汽轮机的出力，实现发电。

然而，目前汽轮机伺服控制系统均采用只能连接单个伺服模件的端子板来控制汽轮机调阀的开度大小，一旦该端子板所连接的伺服模件出现故障无法正常工作时，会导致端子板无法继续对汽轮机调阀的开度大小进行精准控制，从而影响控制可靠性，增加事故风险。

技术实现要素：

为解决上述因伺服模件出现故障而降低控制可靠性与安全性的技术问题，本实用新型提供一种用于伺服模件的三冗余端子板。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于伺服模件的三冗余端子板，包括：

通过第一电缆从第一伺服模件获取第一阀位设定值，通过第二电缆从第二伺服模件获取第二阀位设定值，通过第三电缆从第三伺服模件获取第三阀位设定值，并分别判断所述第一阀位设定值、所述第二阀位设定值和所述第三阀位设定值是否为故障指令，若所述第一阀位设定值、所述第二阀位设定值和所述第三阀位设定值中的任意一个或两个为所述故障指令，生成对应所述故障指令的第一切断信号，并发送所述第一切断信号到所述通断开关组的伺服模件诊断单元；

与所述伺服模件诊断单元相连，从所述伺服模件诊断单元接收所述第一切断信号，控制第一目标开关断开，所述第一目标开关与所述第一切断信号对应，且所述第一目标开关为第一开关、第二开关和第三开关中的任意一个或两个，通过所述第一电缆从所述第一伺服模件获取第一最终阀位输出值，通过所述第二电缆从所述第二伺服模件获取第二最终阀位输出值，通过所述第三电缆从所述第三伺服模件获取第三最终阀位输出值，并通过所述第一开关发送所述第一最终阀位输出值到伺服阀，通过所述第二开关发送所述第二最终阀位输出值到所述伺服阀，通过所述第三开关发送所述第三最终阀位输出值到所述伺服阀的所述通断开关组。

优选地，所述三冗余端子板还包括：

与所述通断开关组相连，从第一位移传感器获取第一反馈信号，从第二位移传感器获取第二反馈信号，从第三位移传感器获取第三反馈信号，并对所述第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号进行模数转换，分别判断模数转换后的所述第一反馈信号、所述第二反馈信号和所述第三反馈信号是否为故障信号，若模数转换后的所述第一反馈信号、所述第二反馈信号和所述第三反馈信号中的任意一个或两个为所述故障信号，生成对应所述故障信号的第二切断信号，并发送所述第二切断信号到所述通断开关组的位移传感器诊断单元；

所述通断开关组，还用于在从所述伺服模件诊断单元接收所述第一切断信号，控制所述第一目标开关断开后，从所述位移传感器诊断单元接收所述第二切断信号，控制第二目标开关断开，所述第二目标开关与所述第二切断信号对应，且所述第二目标开关为第一开关、第二开关和第三开关中的任意一个或两个，通过所述第一电缆从所述第一伺服模件获取第一最终阀位输出值，通过所述第二电缆从所述第二伺服模件获取第二最终阀位输出值，通过所述第三电缆从所述第三伺服模件获取第三最终阀位输出值，并通过所述第一开关发送所述第一最终阀位输出值到伺服阀，通过所述第二开关发送所述第二最终阀位输出值到所述伺服阀，通过所述第三开关发送所述第三最终阀位输出值到所述伺服阀。

优选地，所述伺服模件诊断单元包括：FPGA芯片。

优选地，所述位移传感器诊断单元包括：FPGA芯片。

优选地，所述第一开关包括：光耦开关。

优选地，所述第二开关包括：光耦开关。

优选地，所述第三开关包括：光耦开关。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供了一种用于伺服模件的三冗余端子板，包括伺服模件诊断单元和通断开关组。通过伺服模件诊断单元分别从三个伺服模件获取对应的阀位设定值，并对三个伺服模件的阀位设定值进行故障指令判断，当三个阀位设定值中的任意一个或两个为故障指令时，则生成与之对应的第一切断信号，并发送该第一切断信号到通断开关组，以使通断开关组及时断开与该第一切断信号对应的第一目标开关，有效阻止故障伺服模件的输出，之后，通断开关组分别从三个伺服模件获取对应的最终阀位输出值，并通过故障诊断后的三个开关分别发送对应的最终阀位输出值到伺服阀，来控制汽轮机调阀的开度。通过上述用于伺服模件的三冗余端子板，能够对三个同时运行的伺服模件进行故障诊断，从而在依据故障诊断结果仅断开故障伺服模件所对应的开关后，仍有其他两个或一个正常的伺服模件通过对应的开关传输最终阀位输出值到伺服阀，以确保在切断故障伺服模件的输出后，仍能正常控制伺服阀，进而提高了控制可靠性与安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于伺服模件的三冗余端子板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种用于伺服模件的三冗余端子板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种用于伺服模件的三冗余端子板，请参见附图1，包括：

通过第一电缆从第一伺服模件103获取第一阀位设定值，通过第二电缆从第二伺服模件104获取第二阀位设定值，通过第三电缆从第三伺服模件105获取第三阀位设定值，并分别判断所述第一阀位设定值、所述第二阀位设定值和所述第三阀位设定值是否为故障指令，若所述第一阀位设定值、所述第二阀位设定值和所述第三阀位设定值中的任意一个或两个为所述故障指令，生成对应所述故障指令的第一切断信号，并发送所述第一切断信号到所述通断开关组102的伺服模件诊断单元101；

与所述伺服模件诊断单元相连，从所述伺服模件诊断单元101接收所述第一切断信号，控制第一目标开关断开，所述第一目标开关与所述第一切断信号对应，且所述第一目标开关为第一开关1021、第二开关1022和第三开关1023中的任意一个或两个，通过所述第一电缆从所述第一伺服模件103获取第一最终阀位输出值，通过所述第二电缆从所述第二伺服模件104获取第二最终阀位输出值，通过所述第三电缆从所述第三伺服模件105获取第三最终阀位输出值，并通过所述第一开关1021发送所述第一最终阀位输出值到伺服阀106，通过所述第二开关1022发送所述第二最终阀位输出值到所述伺服阀106，通过所述第三开关1023发送所述第三最终阀位输出值到所述伺服阀106的所述通断开关组102。

本实用新型实施例中，当伺服模件诊断单元101分别从第一伺服模件103、第二伺服模件104以及第三伺服模件105获取到第一阀位设定值、第二阀位设定值和第三阀位设定值后，对这三个阀位设定值进行故障判断，并在判断出三个阀位设定值中的任意一个或两个为故障指令时，生成与该故障指令对应的第一切断信号，并发送其至通断开关组102，进而由通断开关组102控制与该第一切断信号所对应的一个或两个开关断开，从而切断故障伺服模件的输出线路，此时通断开关组102再从三个伺服模件获取到各自对应的最终阀位输出值后，可以直接将这三个最终阀位输出值通过各自对应的开关进行发送，既阻止了故障伺服模件继续进行指令输出，又确保了正常伺服模件正常发送指令至伺服阀106，从而通过三冗余输出提高了控制可靠性与安全性。

需要说明的是，第一伺服模件103、第二伺服模件104以及第三伺服模件105可以均为IMHSS04液压伺服模件；也可以均为纯比例控制的IMHSS03液压伺服模件。其中，第一伺服模件103与本实用新型所提供的三冗余端子板通过第一电缆相连；第二伺服模件104与本实用新型所提供的三冗余端子板通过第二电缆相连；第三伺服模件105与本实用新型所提供的三冗余端子板通过第三电缆相连。

第一阀位设定值可以是第一伺服模件103从与之相连的控制系统中获取的阀位指令经过转换后得到的电压信号；第二阀位设定值可以是第二伺服模件104从与之相连的控制系统中获取的阀位指令经过转换后得到的电压信号；第三阀位设定值可以是第三伺服模件105从与之相连的控制系统中获取的阀位指令经过转换后得到的电压信号。

第一最终阀位输出值可以是第一伺服模件103将获取到的位移传感器的反馈信号与第一阀位设定值做差运算得到的差压信号转换后的控制电流；第二最终阀位输出值可以是第二伺服模件104将获取到的位移传感器反馈信号与第二阀位设定值做差运算得到的差压信号转换后的控制电流；第三最终阀位输出值可以是第三伺服模件105将获取到的位移传感器反馈信号与第三阀位设定值做差运算得到的差压信号转换后的控制电流。

伺服模件诊断单元101判断三个阀位设定值是否为故障指令的过程中，可令三个阀位设定值先两两组合，并从三个组合中分别选出一个较大的阀位设定值，之后再从选出的三个阀位设定值中选出最小的阀位设定值，并将其称作中值，再令三个阀位设定值均与该中值相减，相减后获得的结果再与预设阀位值进行比较，若大于该预设阀位值，则与之对应的阀位设定值为故障指令，从而判断该阀位设定值的伺服模件发生故障，需要生成确定为故障指令的阀位设定值所对应的第一切断信号，以便令通断开关组102中与其对应的开关断开，以阻止其继续输出。

通断开关组102中包括第一开关1021，第二开关1022和第三开关1023，分别用于连通第一伺服模件103与伺服阀106之间的指令传输通路、第二伺服模件104与伺服阀106之间的指令传输通路，以及第三伺服模件105与伺服阀106之间的指令传输通路，且三个开关相互独立运行。

当第一阀位设定值为故障指令时，生成的第一切断信号用于断开与第一伺服模件103对应的第一开关1021；当第二阀位设定值为故障指令时，生成的第一切断信号用于断开与第二伺服模件104对应的第二开关1022；当第三阀位设定值为故障指令时，生成的第一切断信号用于断开与第三伺服模件105对应的第三开关1023，从而实现了自动切除故障伺服模件，但不影响其他正常伺服模件的正常运行的目的。其中，通断开关组102中包括的三个开关的初始状态为闭合状态；且通断开关组102中的第一开关1021，第二开关1022和第三开关1023均可以分别发送第一最终阀位输出值、第二最终阀位输出值及第三最终阀位输出值到伺服阀106内的第一伺服阀线圈上、第二伺服阀线圈上和第三伺服阀线圈上。

其次，当出现故障的伺服模件被更换或恢复正常后，伺服模件诊断单元101重新判断的结果为三个阀位设定值均是正常指令，此时伺服模件诊断单元101发送第一恢复信号到通断开关组102，以便及时令之前被断开的开关重新闭合。

本实用新型所公开的一种用于伺服模件的三冗余端子板，通过伺服模件诊断单元101对三个同时运行的伺服模件进行故障诊断，从而令通断开关组102根据故障诊断结果及时断开故障伺服模件所对应的开关，但同时确保其他两个或一个正常的伺服模件仍能通过对应的开关传输最终阀位输出值到伺服阀106，实现了在切断故障伺服模件的输出后，仍能正常控制伺服阀的目的，进而提高了控制可靠性与安全性。

在上述附图1所对应实施例的基础上，本实用新型提供了另一种用于伺服模件的三冗余端子板，请参见附图2，包括：

伺服模件诊断单元101，通断开关组102；

与所述通断开关组102相连，从第一位移传感器108获取第一反馈信号，从第二位移传感器109获取第二反馈信号，从第三位移传感器1010获取第三反馈信号，并对所述第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号进行模数转换，分别判断模数转换后的所述第一反馈信号、所述第二反馈信号和所述第三反馈信号是否为故障信号，若模数转换后的所述第一反馈信号、所述第二反馈信号和所述第三反馈信号中的任意一个或两个为所述故障信号，生成对应所述故障信号的第二切断信号，并发送所述第二切断信号到所述通断开关组102的位移传感器诊断单元107；

所述通断开关组102，还用于在从所述伺服模件诊断单元101接收所述第一切断信号，控制所述第一目标开关断开后，从所述位移传感器诊断单元107接收所述第二切断信号，控制第二目标开关断开，所述第二目标开关与所述第二切断信号对应，且所述第二目标开关为第一开关1021、第二开关1022和第三开关1023中的任意一个或两个，通过所述第一电缆从所述第一伺服模件103获取第一最终阀位输出值，通过所述第二电缆从所述第二伺服模件104获取第二最终阀位输出值，通过所述第三电缆从所述第三伺服模件105获取第三最终阀位输出值，并通过所述第一开关1021发送所述第一最终阀位输出值到伺服阀106，通过所述第二开关1022发送所述第二最终阀位输出值到所述伺服阀106，通过所述第三开关1023发送所述第三最终阀位输出值到所述伺服阀106。

本实用新型实施例中，当位移传感器诊断单元107控制第一目标开关断开后，又分别从第一位移传感器108、第二位移传感器109和第三位移传感器1010获取到第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号，对经过模数转换后的三个反馈信号进行故障判断，并在判断出三个反馈信号中的任意一个或两个为故障信号时，生成与该故障信号对应的第二切断信号，并发送其至通断开关组102，进而由通断开关组102控制与该第二切断信号所对应的一个或两个开关断开，切断故障伺服模件的输出线路，此时通断开关组102再从三个伺服模件获取到各自对应的最终阀位输出值后，可以直接将这三个最终阀位输出值通过各自对应的开关进行发送，从而实现了对三个伺服模件产生最终阀位输出值所需的另一信号来源进行了故障诊断，进一步对三个伺服模件是否发生故障进行了检测，提高了故障诊断的可靠性，进而确保了控制可靠性和安全性。

需要说明的是，位移传感器诊断单元107在对获取到第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号进行模数转换后，还将模数转换后的第一反馈信号通过第一电缆发送给第一伺服模件103，以便第一伺服模件103计算第一最终阀位输出值；将模数转换后的第二反馈信号通过第二电缆发送给第二伺服模件104，以便第二伺服模件104计算第二最终阀位输出值；将模数转换后的第三反馈信号通过第三电缆发送给第三伺服模件105，以便第三伺服模件105计算第三最终阀位输出值。

相应的，当经过模数转换后的第一反馈信号为故障信号时，生成的第二切断信号用于断开与第一伺服模件103对应的第一开关1021；当经过模数转换后的第二反馈信号为故障信号时，生成的第二切断信号用于断开与第二伺服模件104对应的第二开关1022；当经过模数转换后的第三反馈信号为故障信号时，生成的第二切断信号用于断开与第三伺服模件105对应的第三开关1023，从而实现了自动切除故障伺服模件，但不影响其他正常伺服模件的正常运行的目的。

其次，当出现故障的伺服模件被更换或恢复正常后，位移传感器诊断单元107重新判断的结果为经过模数转换后的三个反馈信号均是正常信号，此时位移传感器诊断单元107发送第二恢复信号到通断开关组102，以便及时令之前被断开的开关重新闭合。

位移传感器诊断单元107判断经过模数转换后的三个反馈信号是否为故障信号的过程中，可令经过模数转换后的三个反馈信号先两两组合，并从三个组合中分别选出一个较大的反馈信号，之后再从选出的三个反馈信号中选出最小的反馈信号，并将其称作中值，再令三个反馈信号均与该中值相减，相减后获得的结果再与预设反馈值进行比较，若大于该预设反馈值，则与之对应的反馈信号为故障信号，从而将该反馈信号作为输入来源的伺服模件发生故障，需要生成确定为故障信号的反馈信号所对应的第二切断信号，以便令通断开关组102中与其对应的开关断开，以阻止其继续输出。

本实用新型所公开的一种用于伺服模件的三冗余端子板，通过位移传感器诊断单元107对三个同时运行的位移传感器的反馈信号进行故障诊断，从而令通断开关组102根据故障诊断结果及时断开与故障位移传感器所对应的伺服模件相关的开关，但同时确保其他两个或一个正常的伺服模件仍能通过对应的开关传输最终阀位输出值到伺服阀106，既确保了在切断故障伺服模件的输出后，仍能正常控制伺服阀，又对三个伺服模件产生最终阀位输出值所需的另一信号来源进行了故障诊断，进一步提高了故障诊断的可靠性，间接提高了控制可靠性和安全性。

可选的，本实用新型提供的另一实施例中，所述伺服模件诊断单元101包括FPGA芯片。

可选的，本实用新型提供的另一实施例中，所述位移传感器诊断单元107包括FPGA芯片。

可选的，本实用新型提供的另一实施例中，所述第一开关1021包括：光耦开关。

可选的，本实用新型提供的另一实施例中，所述第二开关1022包括：光耦开关。

可选的，本实用新型提供的另一实施例中，所述第三开关1023包括：光耦开关。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。