一种基于DCS系统的燃机FFT卡件及方法与流程

本发明属于dcs系统控制领域，涉及一种基于dcs系统的燃机fft卡件及方法。

背景技术：

1、现有的重型燃气轮机设备复杂，部件联系更加紧密，一旦发生故障，可能导致一系列的问题。设备的状态监测和故障诊断不仅可提前发现设备故障，避免严重事故的发生，同时还可以避免过度维修和年久失修，大大提高经济效益。而tcs系统作为核心控制系统，完成设备的状态检测和故障诊断，决定着燃气轮机的性能和安全。

2、目前国产dcs控制系统已经成功大规模投运，基于全国产集散控制系统(dcs)构建tcs系统将大大提高国产tcs的开发效率，同时使国产dcs的兼容性得到更大的提高。然而tcs系统中的脉动监测卡，即fft卡属于特殊io卡件，主要用于分析燃气轮机的压力和加速度，对于dcs系统为新增卡件，现有技术没有可用于dcs系统的燃机fft卡件。

技术实现思路

1、针对上述存在的不足，本发明提供一种基于dcs系统的燃机fft卡件及方法，本发明的燃机fft卡件使得国产dcs的兼容性得到更大的提高，用于分析燃气轮机的压力和加速度。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

3、一种基于dcs系统的燃机fft卡件，包括：母板和子板；

4、所述母板采用io母板，用于与dcs控制器进行信息交互、子板与外围被控系统交互；

5、所述子板用于接收多路经燃汽轮机传感器转换后的压力或者加速度模拟量，并进行fft运算，并将运算结果输入给母板。

6、作为本发明进一步改进，所述子板的多路输入分别进行一阶低通滤波和一阶高通滤波；

7、其中，一阶低通滤波用于压力信号接收，低通滤波的截止频率通过上层进行设置，一阶低通滤波后的信号进入adc进行处理，后送入fpga进行二次低通滤波；

8、一阶高通滤波用于加速度信号的监测，一阶高通滤波的截止频率通过上层进行设置，高通滤波后的信号进入adc进行处理，后送入fpga进行二次高通滤波。

9、作为本发明进一步改进，所述母板还用于将经fft运算后的低通滤波信号和高通滤波信号送入到dcs系统的控制器，由dcs控制器送给上位机进行数据显示。

10、作为本发明进一步改进，所述子板具有转发接口，用于通过fpga将fft处理前的信号直接输出给外围专家系统进行处理。

11、作为本发明进一步改进，所述转发接口采用485总线接口。

12、一种基于dcs系统的燃机fft卡件的通讯方法，包括：

13、采集燃汽轮机传感器输入的压力或者加速度信号；

14、基于fft进行采集分析，获得压力或者加速度信号的相应频率信息，再进行压力或者加速度数值转换，并进行fft运算，并将运算结果输入给母板；

15、通过dcs系统io卡件的总线系统上传给上位机供上层进行处理。

16、所述获得压力或者加速度信号的相应频率信息，包括：

17、基于fft进行采集分析设计频率信息接口，如果是压力信号，通过经验值外部输入获得压力频率信息，如果是加速度信号，通过外接实际输入信号获得响应频率信息。

18、作为本发明进一步改进，所述获得压力或者加速度信号的相应频率信息，再进行压力或者加速度数值转换，并进行fft运算，包括：

19、采集燃汽轮机传感器输入的压力或者加速度信号分别进行一阶低通滤波和一阶高通滤波；

20、其中，低通滤波用于压力信号接收，本发明专利使用一阶电路对输入模拟信号进行低通滤波后进入adc进行处理，然后在fpga内使用一阶滤波对数字信号进行滤波，两级组合搭建两级滤波实现低通滤波，低通滤波的截止频率通过上层进行设置，提高滤波效率；

21、一阶高通滤波用于加速度信号的监测，本发明专利使用一阶电路对输入模拟信号进行高通滤波后进入adc进行处理，然后在fpga内使用一阶滤波对数字信号进行滤波，两级组合搭建两级滤波实现高通滤波，高通滤波的截止频率通过上层进行设置，提高滤波效率。

22、作为本发明进一步改进，还包括：

23、将燃气轮机传感器输入的压力或者加速度信号直接通过总线输出给外部专家系统，外部专家系统主要完成在fft分析出现异常时，对原始数据进行分析。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、本发明的燃机fft卡件采用fft卡架构，能够实现加速度信号接收过程，对压力信号接收，并进行加速度信号处理；压力信号处理过程之后还可以实现与专家系统通讯。本发明的燃机fft卡件使得国产dcs的兼容性得到更大的提高，用于分析燃气轮机的压力和加速度。

技术特征：

1.一种基于dcs系统的燃机fft卡件，其特征在于，包括：母板和子板；

2.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件，其特征在于，所述子板的多路输入分别进行一阶低通滤波和一阶高通滤波；

3.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件，其特征在于，所述母板还用于将经fft运算后的低通滤波信号和高通滤波信号送入到dcs系统的控制器，由dcs控制器送给上位机进行数据显示。

4.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件，其特征在于，所述子板具有转发接口，用于通过fpga将fft处理前的信号直接输出给外围专家系统进行处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件，其特征在于，所述转发接口采用485总线接口。

6.一种基于dcs系统的燃机fft卡件的通讯方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件的通讯方法，其特征在于，所述获得压力或者加速度信号的相应频率信息，包括：

8.根据权利要求6所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件的通讯方法，其特征在于，所述获得压力或者加速度信号的相应频率信息，再进行压力或者加速度数值转换，并进行fft运算，包括：

9.根据权利要求6所述的一种基于dcs系统的燃机fft卡件的通讯方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了一种基于DCS系统的燃机FFT卡件及方法，属于DCS系统控制领域，燃机FFT卡件包括：母板和子板；所述母板采用IO母板，用于与DCS控制器进行信息交互、子板与外围被控系统交互；所述子板用于接收多路经燃汽轮机传感器转换后的压力或者加速度模拟量，并进行FFT运算，并将运算结果输入给母板。本发明的燃机FFT卡件使得国产DCS的兼容性得到更大的提高，用于分析燃气轮机的压力和加速度。

技术研发人员：苏立新,胡波,焦龙,雷超,钟庆尧,王宾,贾泽冰,张勇,张津,王鑫,豆心杰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16