一种给水泵转速冗余控制系统的制作方法

本发明涉及给水泵，尤其涉及一种给水泵转速冗余控制系统。

背景技术：

1、船用锅炉是船舶动力系统的核心设备，其正常运行对船舶的安全和性能至关重要。给水泵转速控制系统是船用锅炉给水控制系统的重要组成部分，它负责控制和调节给水泵的转速，以确保锅炉内的水位保持在正常范围内。

2、传统的给水泵转速控制系统能够满足锅炉给水控制的基本功能需求，然而，当系统中的仪表、执行机构、管路等发生故障时，会导致水位控制失效，从而使锅炉出现干锅或满水的情况，对整个动力系统产生严重影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种给水泵转速冗余控制系统，用以解决现有技术中给水泵转速控制系统在故障下出现控制失效的缺陷。

2、本发明提供一种给水泵转速冗余控制系统，包括：转速冗余控制装置、变频调速装置以及压差测量装置，所述转速冗余控制装置包括控制器和输出模块，所述控制器和所述输出模块均设置有多个；

3、所述压差测量装置用于采集给水调节阀的压差，并将所述压差转换为压差信号传输至所述转速冗余控制装置；

4、所述转速冗余控制装置用于基于所述压差信号确定频率控制信号，并将所述频率控制信号传输至所述变频调速装置；

5、所述变频调速装置用于基于所述频率控制信号，调节给水泵的转速。

6、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，所述控制器和所述输出模块均设置有两个，两个所述控制器互为备用，两个所述输出模块互为备用，所述转速冗余控制装置还包括输入模块；

7、所述输入模块用于对所述压差信号进行处理，并将处理后的信号传输至所述控制器；

8、所述控制器用于基于所述处理后的信号确定实际压差值，将所述实际压差值与压差设定值进行比较，得到偏差值，应用所述偏差值确定变频器频率给定值，并将所述变频器频率给定值传输至所述输出模块；

9、所述输出模块用于将所述变频器频率给定值转换为所述频率控制信号，并将所述频率控制信号传输至所述变频调速装置。

10、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，所述转速冗余控制装置还包括电源模块，所述电源模块用于对所述输入模块、所述控制器以及所述输出模块提供电源，所述电源模块设置有两个，两个所述电源模块的输入分别为一路ac220v电源。

11、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，所述转速冗余控制装置还包括dc24v电源输入，所述dc24v电源输入用于对所述输入模块、所述控制器以及所述输出模块提供电源。

12、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，所述压差测量装置包括两个差压变送器，两个所述差压变送器均用于采集同一个给水调节阀的压差。

13、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，还包括水位采集装置，所述水位采集装置的一端与锅炉连接，另一端与所述转速冗余控制装置连接，所述给水泵通过给水管道与所述锅炉连接，所述给水调节阀设置在所述给水管道上；

14、所述水位采集装置用于采集所述锅炉的水位，并将所述水位转换为水位信号传输至所述转速冗余控制装置；

15、所述转速冗余控制装置用于在所述给水调节阀异常的情况下，基于所述水位信号确定频率控制信号。

16、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，还包括监测装置和转速测量装置；

17、所述监测装置的一端与所述变频调速装置连接，另一端与所述转速冗余控制装置连接，所述监测装置用于监测所述变频调速装置的频率反馈信号，并将所述频率反馈信号传输至所述转速冗余控制装置；

18、所述转速测量装置的一端与所述给水泵连接，另一端与所述转速冗余控制装置连接，所述转速测量装置用于测量所述给水泵的转速，并将所述转速转换为转速信号传输至所述转速冗余控制装置；

19、所述转速冗余控制装置用于在监测到所述频率反馈信号与所述转速信号之间的差异超过预设阈值的情况下，发出报警信号。

20、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，所述监测装置还用于获取所述变频调速装置中变频器的累计运行时间，并将所述累计运行时间传输至所述转速冗余控制装置；

21、所述转速冗余控制装置还用于基于所述累计运行时间，控制所述给水泵启动或停止。

22、本发明还提供一种给水泵转速冗余控制方法，包括：

23、采集给水调节阀的压差，并将所述压差转换为压差信号；

24、对所述压差信号进行处理，基于处理后的信号确定实际压差值，并将所述实际压差值与压差设定值进行比较，得到偏差值；

25、应用所述偏差值确定变频器频率给定值，将所述变频器频率给定值转换为频率控制信号，并基于所述频率控制信号调节给水泵的转速。

26、根据本发明提供的一种给水泵转速冗余控制方法，还包括：

27、采集锅炉的水位，并将所述水位转换为水位信号；

28、在监测到所述给水调节阀异常的情况下，应用所述水位信号确定频率控制信号，并基于所述频率控制信号调节所述给水泵的转速。

29、本发明提供的一种给水泵转速冗余控制系统，通过压差测量装置采集给水调节阀的压差，并将压差转换为压差信号传输至转速冗余控制装置，通过转速冗余控制装置基于压差信号确定频率控制信号，并将频率控制信号传输至变频调速装置，以使变频调速装置基于频率控制信号调节给水泵的转速，由此实现了对给水泵转速的自动调节控制。此外，转速冗余控制装置包括多个控制器和多个输出模块，可以通过控制器冗余、输出模块冗余等冗余配置，使得给水泵转速控制可靠性更高，控制系统鲁棒性更强，从而防止故障下给水泵转速冗余控制系统出现控制失效的情况。

技术特征：

1.一种给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，包括：转速冗余控制装置、变频调速装置以及压差测量装置，所述转速冗余控制装置包括控制器和输出模块，所述控制器和所述输出模块均设置有多个；

2.根据权利要求1所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，所述控制器和所述输出模块均设置有两个，两个所述控制器互为备用，两个所述输出模块互为备用，所述转速冗余控制装置还包括输入模块；

3.根据权利要求2所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，所述转速冗余控制装置还包括电源模块，所述电源模块用于对所述输入模块、所述控制器以及所述输出模块提供电源，所述电源模块设置有两个，两个所述电源模块的输入分别为一路ac220v电源。

4.根据权利要求3所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，所述转速冗余控制装置还包括dc24v电源输入，所述dc24v电源输入用于对所述输入模块、所述控制器以及所述输出模块提供电源。

5.根据权利要求1所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，所述压差测量装置包括两个差压变送器，两个所述差压变送器均用于采集同一个给水调节阀的压差。

6.根据权利要求1至5任一项所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，还包括水位采集装置，所述水位采集装置的一端与锅炉连接，另一端与所述转速冗余控制装置连接，所述给水泵通过给水管道与所述锅炉连接，所述给水调节阀设置在所述给水管道上；

7.根据权利要求1至5任一项所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，还包括监测装置和转速测量装置；

8.根据权利要求7所述的给水泵转速冗余控制系统，其特征在于，所述监测装置还用于获取所述变频调速装置中变频器的累计运行时间，并将所述累计运行时间传输至所述转速冗余控制装置；

9.一种给水泵转速冗余控制方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的给水泵转速冗余控制方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供一种给水泵转速冗余控制系统，包括：转速冗余控制装置、变频调速装置以及压差测量装置，转速冗余控制装置包括控制器和输出模块，控制器和输出模块均设置有多个；压差测量装置用于采集给水调节阀的压差，并将压差转换为压差信号传输至转速冗余控制装置；转速冗余控制装置用于基于压差信号确定频率控制信号，并将频率控制信号传输至变频调速装置；变频调速装置用于基于频率控制信号，调节给水泵的转速。本发明提供的控制系统，可以实现对给水泵转速的自动控制，同时通过多途径冗余配置，可以使给水泵转速控制可靠性更高，控制系统鲁棒性更强。

技术研发人员：杜恩武,罗南杭,方靖荃,李鑫龙,黄雨瑶,柳建楠
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4