用于汽包液位保护逻辑判断的装置和系统的制作方法

本发明涉及电力领域，具体地涉及一种用于汽包液位保护逻辑判断的装置和系统。

背景技术：

现有锅炉的汽包液位保护逻辑是根据三个独立测量的变送器发出的汽包液位信号，经过三取中择优后，再和液位高跳闸定值及液位低跳闸定值比较，确定是否进行锅炉液位MFT(Main Fuel Trip，主燃料跳闸)保护。但现有的汽包液位保护逻辑没有考虑汽包液位信号是否为正常信号，并且也没有引入相关报警机制，因此当变送器故障后，将影响保护逻辑的正常动作和运行人员的判断，存在安全隐患。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的是提供一种用于汽包液位保护逻辑判断的装置和系统。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于汽包液位保护逻辑判断的装置，所述装置包括：与用于检测汽包液位的变送器连接的判断模块，所述判断模块接收来自所述变送器的液位信号，用于判断该液位信号是否正常，并输出判断结果；以及与所述判断模块和所述变送器连接的第一确定模块，所述第一确定模块基于所述判断结果和所述液位信号，确定是否进行汽包液位保护，并输出确定结果。

可选地，所述判断模块包括第一限值单元，所述第一限值单元用于将所述液位信号指示的液位值与第一预设范围进行比较，当所述液位值超出所述第一预设范围时，所述第一限值单元输出指示液位值异常的信号，所述判断结果为液位信号异常，当所述液位值未超出所述第一预设范围时，所述第一限值单元输出指示液位值正常的信号，所述判断结果为液位信号正常。

可选地，所述判断模块还接收来自分布式控制系统的液位测量通道检测信号，所述液位测量通道检测信号用于指示所述变送器的液位测量通道是否正常，当所述液位测量通道检测信号指示所述液位测量通道正常并且所述第一限值单元输出指示液位值正常的信号的情况下，所述判断结果为液位信号正常。

可选地，所述第一确定模块包括第二限值单元，所述第二限值单元用于将所述液位信号指示的液位值与第二预设范围进行比较，并输出指示比较结果的信号，所述第一确定模块基于所述指示比较结果的信号与所述判断结果，确定是否进行汽包液位保护。

可选地，所述第二限值单元包括第一限值块和第二限值块，所述第一限值块用于将所述液位值与液位上限值进行比较，并在所述液位值高于所述液位上限值时，输出指示汽包液位过高的信号，所述第二限值块用于将所述液位值与液位下限值进行比较，并在所述液位值低于所述液位下限值时，并输出指示汽包液位过低的信号。

可选地，所述确定结果包括进行汽包液位高保护、进行汽包液位低保护以及不进行液位保护，其中，在所述判断结果为液位信号正常时，并且所述第一限值块输出所述指示汽包液位过高的信号时，输出的所述确定结果为进行汽包液位高保护；在所述判断结果为液位信号正常时，并且所述第二限值块输出所述指示汽包液位过低的信号时，输出的所述确定结果为进行汽包液位低保护；否则，输出的所述确定结果为不进行液位保护。

另一方面，本申请实施例还提供一种用于汽包液位保护逻辑判断的系统，所述系统包括：多个上述的用于汽包液位保护逻辑判断的装置，每个所述装置用于对其对应的变送器发出的液位信号是否正常进行判断，并根据判断结果和所述液位信号输出确定结果；以及第二确定模块，用于根据多个所述装置的所述判断结果和所述确定结果，确定是否进行汽包液位保护。

可选地，当通过三个变送器对汽包液位进行检测时，所述系统包括三个所述装置，所述第二确定模块用于在以下情况下确定进行汽包液位保护：所述三个变送器发出的液位信号都正常且对所述确定结果进行三取二逻辑运算的结果为真；以及所述三个变送器发出的液位信号至少一个不正常且对所述确定结果进行或逻辑运算的结果为真。

可选地，所述第二确定模块还包括延时单元，用于对所述第二确定模块中用于确定是否进行汽包液位保护的输出信号进行检测，并在检测到所述输出信号维持预设时长时，确定该输出信号有效。

可选地，所述系统还包括报警模块，与所述装置的判断模块和所述第二确定模块连接，其中，当所述判断模块判断其对应的所述变送器发出的液位信号异常时，向所述报警模块发送报警信号，所述报警模块报警；以及当所述第二确定模块确定进行汽包液位保护时，向所述报警模块发送报警信号，所述报警模块报警。

本申请上述方案，引用了对液位信号是否正常的判断条件。当液位信号异常时，由于引入了对液位信号的判断条件，因此不会导致液位保护的误动作，从而提高了液位保护动作的准确性，保证了锅炉系统的安全稳定运行。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本申请一种实施方式提供的用于汽包液位保护逻辑判断的装置的框图；

图2是本申请一种可选实施方式提供的判断模块的逻辑框图；

图3是本申请一种优选实施方式提供的判断模块的逻辑框图；

图4是本申请一种可选实施方式提供的第一确定模块的逻辑框图；以及

图5和图6是本申请一种可选实施方式提供的第二确定模块的逻辑框图。

附图标记说明

100 判断模块 200 第一确定模块

110 第一限值单元 210 第二限值单元

111、112、211、212 限值块

301、302、303、313、321 非门

113、309、312、317、320 或门

314、322 延时单元

307、315 三取二逻辑运算单元

304、305、306、308、310、311、316、318、319 与门

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本申请一种实施方式提供的用于汽包液位保护逻辑判断的装置的框图。如图1所示，本申请实施方式提供一种用于汽包液位保护逻辑判断的装置，所述装置包括判断模块100和第一确定模块200.

判断模块100与用于检测汽包液位的变送器连接，该判断模块100接收来自所述变送器的液位信号，用于判断该液位信号是否正常，并输出判断结果。其中，判断液位信号是否正常是指判断该液位信号是否指示汽包内实际的液位情况。若判断该液位信号能够指示汽包内实际的液位情况，则判断结果为该液位信号正常；若判断该液位信号不能指示汽包内实际的液位情况，则判断结果为该液位信号异常。

第一确定模块200与判断模块100和变送器连接，该第一确定模块200基于判断结果和液位信号，确定是否进行汽包液位保护，并输出确定结果。

在应用中，判断模块100接收来自变送器的液位信号，判断该液位信号是否正常，并输出判断结果。第一确定模块200接收来自变送器的液位信号和来自判断模块100的判断结果。当判断结果为该液位信号为正常时，基于液位信号确定汽包液位是否超过正常液位范围，进而确定是否进行液位保护；当判断结果为该液位信号异常时，即使该液位信号表明汽包液位超过正常液位范围，也不进行液位保护，此时可以通过触发报警机制来提醒运行人员对变送器等组件进行检查。

本申请上述方案，引用了对液位信号是否正常的判断条件。当由于变送器出现故障或者变送器的液位测量通道出现异常等情况，导致液位信号异常时，由于引入了对液位信号的判断条件，因此不会导致液位保护的误动作，从而提高了液位保护动作的准确性，保证了锅炉系统的安全稳定运行。

在本申请一种可选实施方式中，判断模块100包括第一限值单元，该第一限值单元用于将来自变送器的液位信号指示的液位值与第一预设范围进行比较，该第一预设范围根据汽包和变送器的实际情况进行设定，使得一般情况下，汽包液位值不会超出该第一预设范围。因此，当液位信号指示的液位值超出该第一预设范围时，可以认为液位信号异常，第一限值单元输出指示液位值异常的信号，判断结果为液位信号异常；当液位值未超出第一预设范围时，可以认为液位信号正常，第一限值单元输出指示液位值正常的信号，判断结果为液位信号正常。

图2是本申请一种可选实施方式提供的判断模块的逻辑框图。如图2所示，在本申请一种可选实施方式中，第一限值单元110包括两个限值块111、112和或门113，限值块111和限值块112分别用于将液位信号指示的液位值与第一预设范围的上限值和下限值进行比较，其中第一预设范围可以例如为小于等于+500mm并且大于等于-500mm。在本实施方式中，将来自变送器的液位信号输入至限位块111和限位块112，当液位信号指示的液位值大于第一预设范围的上限值时，限位块111输出高电平，当液位信号指示的液位值小于第一预设范围的上限值时，限位块111输出低电平；当液位信号指示的液位值小于第一预设范围的下限值时，限位块112输出高电平，当液位信号指示的液位值大于第一预设范围的下限值时，限位块112输出低电平。限位块111和限位块112的输出均连接至或门113，或门113输出两路信号，分别为直接输出的第一输出信号和通过非门301输出的第二输出信号。

由图2可知，当液位信号指示的液位值大于第一预设范围的上限值或者小于第一预设范围的下限值(即超出第一预设范围)时，第一输出信号为高电平，第二输出信号为低电平，表明液位信号异常(即判断结果为液位信号异常)；当液位信号指示的液位值未超出第一预设范围时，第一输出信号为低电平，第二输出信号为高电平，表明液位信号正常(即判断结果为液位信号正常)。其中，第一输出信号可以被输出至报警模块(未示出)，在液位信号异常时触发报警模块报警，该报警模块可以向操作员站发出报警，并且可以通过人机界面显示报警信息，该报警信息可以例如包括发出异常液位信号的变送器位置信息等，以便于运行人员进行检修；第二输出信号可以被输出至第一确定模块200，用于确定模块确定是否进行汽包液位保护。

图3是本申请一种优选实施方式提供的判断模块的逻辑框图。如图3所示，在本申请一种优选实施方式中，判断模块100还接收来自锅炉的分布式控制系统的液位测量通道检测信号，该液位测量通道检测信号用于指示变送器的液位测量通道是否正常。当所述液位测量通道正常时，该液位测量通道检测信号为高电平。在图3中，液位信号输出至第一限值单元110，第一限值单元110的输出通过非门302连接至与门304，液位测量通道检测信号直接输出至与门304，与门304输出两路信号，分别为通过非门303输出的第三输出信号和直接输出的第四输出信号。由图3可知，当液位测量通道正常且液位信号指示的液位值未超出第一预设范围时，第三输出信号为低电平，第四输出信号为高电平，表明液位信号正常(即判断结果为液位信号正常)；当液位测量通道异常或者液位信号指示的液位值超出第一预设范围时，第三输出信号为高电平，第四输出信号为低电平，表明液位信号异常(即判断结果为液位信号异常)。

在本申请一种可选实施方式中，第一确定模块200包括第二限值单元210，该第二限值单元210用于将液位信号指示的液位值与第二预设范围进行比较，并输出指示比较结果的信号，第一确定模块200基于所述指示比较结果的信号与判断模块100的判断结果，确定是否进行汽包液位保护。

图4是本申请一种可选实施方式提供的第一确定模块的逻辑框图。如图4所示，第二限值单元210包括限值块211和限值块212，第二预设范围由液位上限值和液位下限值限定，液位上限值和液位下限值可以根据汽包的类型和具体应用确定，其中液位上限值可以设置为汽包的液位高跳闸定值，液位下限值可以设置为液位低跳闸定值，当汽包中液位值大于液位上限值或者小于液位下限值时，需要进行液位保护。在本申请可选实施方式中，液位上限值可以例如为+250mm，液位下限值可以例如为-300mm。

在图4中，限值块211用于将液位信号指示的液位值与液位上限值进行比较，并在液位值高于液位上限值时，输出高电平信号，以指示汽包液位过高；限值块212用于将液位值与液位下限值进行比较，并在液位值低于液位下限值时，输出高电平信号，以指示汽包液位过低。限值块211和限值块212的输出信号分别通过与门305、306和来自判断模块100的第四输出信号(或图2所示实施方式中的第二输出信号)进行与逻辑运算。当与门305输出的汽包液位高保护信号为高电平时，对应确定结果为进行汽包液位高保护，则进行汽包液位高保护，并通知报警模块报警；当与门306输出的汽包液位低保护信号为高电平时，对应确定结果为进行汽包液位低保护，则进行汽包液位低保护，并通知报警模块报警；当与门305和306均输出低电平的信号时，则不进行汽包液位保护。

本申请实施方式还提供一种用于汽包液位保护逻辑判断的系统，所述系统包括：多个上述的用于汽包液位保护逻辑判断的装置，每个装置用于对其对应的变送器发出的液位信号是否正常进行判断，并根据判断结果和所述液位信号输出确定结果；以及第二确定模块，用于根据多个装置的判断结果和确定结果，确定是否进行汽包液位保护。

其中，第二确定模块能够根据每个装置的判断结果确定该装置对应的变送器发出的液位信号是否正常，并在确定某个变送器发出的液位信号异常的情况下，剔除该变送器对应的装置的确定结果，之后根据未被剔除的剩余装置的确定结果进行逻辑运算以确定是否进行汽包液位保护。

一般情况下，通常由三个变送器对汽包液位进行检测，在所述系统中，可以为每个变送器设置一个上述的用于汽包液位保护逻辑判断的装置，根据每个装置输出的判断结果能够确定其对应的变送器发出的液位信号是否正常，根据三个装置输出的确定结果能够判断是否需要进行液位保护。

第二确定模块用于对三个变送器对应的所述装置的判断结果和确定结果进行综合运算，以最终确定是否进行液位保护。在本实施方式中，第二确定模块用于在以下情况下确定进行汽包液位保护：(1)三个变送器发出的液位信号都正常且对三个所述装置的确定结果进行三取二逻辑运算的结果为真；(2)三个变送器发出的液位信号至少一个不正常且对三个所述装置的确定结果进行或逻辑运算的结果为真。其中，三取二逻辑运算是指，当三个输入中，至少两个输入为真时，则输出为真。三取二逻辑运算的实现在本领域为公知技术，于此不在赘述。

图5和图6是本申请一种可选实施方式提供的第二确定模块的逻辑框图。其中，图5所示出的是第二确定模块中用于确定是否进行汽包液位高保护的逻辑框图，如图5所示，来自三个装置的汽包液位高保护信号1～3(即装置的确定结果)输入至三取二逻辑运算单元307和或门309，三个装置的第四输出信号1～3输入至与门308，三取二逻辑运算单元307和与门308的输出连接至与门310，与门308的输出经非门313连接至与门311，或门309的输出也连接至与门311，与门310、311的输出经或门312进行或逻辑运算，并经由延时单元314输出。由图5可知，当第四输出信号1～3均为高电平(即为真)时，表明每个变送器发出的液位信号都正常，与门308的输出信号为高电平，因此仅当三取二逻辑运算单元307的输出信号为高电平时，或门312的输出信号才为高电平；当第四输出信号1～3中任何一个信号为低电平(即为假)时，表明其对应的液位信号异常，与门308的输出信号为低电平，因此仅当或门309的输出信号为高电平时，或门312的输出信号才为高电平。上述运算结果经过延时单元314输出，若延时单元314的输出为高电平，则确定进行高液位保护。其中，延时单元314用于对第二确定模块中用于确定是否进行汽包液位保护的输出信号进行检测，并在检测到所述输出信号维持预设时长时，确定该输出信号有效，并触发液位保护。通过设置延时单元314能够减少系统中干扰信号对第二确定模块输出结果的干扰，避免液位保护误动作。图6所示出的是第二确定模块中用于确定是否进行汽包液位低保护的逻辑框图，其原理与图5类似，于此不在赘述。

此外，系统还包括报警模块，与每个所述用于汽包液位保护逻辑判断的装置的判断模块连接，当所述判断模块判断其对应的变送器发出的液位信号异常时，向报警模块发送报警信号，报警模块接收到报警信号后报警。在本申请可选实施方式中，如图2和图3所示，每个所述装置的第一输出信号或第三输出信号可以直接输出至报警模块，当报警模块检测到第一输出信号或者第三输出信号为高电平时，向操作员站发出报警，并且可以通过人机界面显示报警信息。另外，第二确定模块也可以与报警模块连接，当第二确定模块确定进行汽包液位保护(例如液位高保护或者液位低保护)时，向所述报警模块发送报警信号，报警模块接收到报警信号后报警。

通过本申请上述方案，在汽包液位保护判断逻辑中，增加了对变送器发出的液位信号的品质判断，即增加了判断该液位信号是否为正常信号的条件，当液位信号异常时，由于引入了对液位信号的判断条件，因此不会导致液位保护的误动作。此外，在通过三个变送器对汽包液位进行检测时，本申请技术方案可以实现当三个变送器发出的液位信号都正常时，保护逻辑为三取二动作方式，当三个变送器发出的液位信号有一个异常时，保护逻辑自动转为二取一动作方式，当三个变送器发出的液位信号有两个异常时，保护逻辑自动转为一取一动作方式，从而提高了液位保护动作的准确性，保证了锅炉系统的安全稳定运行。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，例如在能实现相同功能的情况下，可以对各实施方式中的逻辑单元进行修改和替换，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。