水轮机调速器双机数据交互装置

技术领域

本发明涉及水轮机调速器技术领域，特别是涉及水轮机调速器双机数据交互装置。

背景技术

随着控制理论和计算机技术的高速发展，水轮机调速器行业得到了不断的发展，水轮机调速器控制策略也得到了广泛的研究及应用，自适应控制、自完善控制、鲁棒控制、预测控制、变结构控制、非线性控制等各种控制策略也出现在调速器控制应用中。信号越限故障、跳变故障、反馈信号断线故障等故障判断控制也越来全面精确。同时伴随着社会经济发展对供电质量的要求越来越高，也就要求水轮发电机组运行的安全可靠性越高，所以现在绝大部分的微机调速器的配套模式为：双微机调节器+电液随动系统或双微机调节器+双电液随动系统。双微机调节器(简称“双机”，一般分为A机和B机或主用机、备用机)无疑提高了调速器控制的安全可靠性，但双机如何实现状态、模式、信息等数据的交互也是需要研究的问题。

现有的主流双机冗余切换如图2所示，A机和B机将各自的故障、状态数据输送给切换控制器，该切换控制器就是图3所示的智能切换PLC，其设计机理就是：两套(A机、B机)CPU同时各自处理采集的信号，两套PLC(A机、B机)将各自的状态、故障等信息输送给智能切换PLC，由智能切换PLC决定哪一套处于主控模式去控制水轮发电机组，当其中一套发生故障或需要检修时，通过智能切换PLC使另一套立即自动投入，这样A机、B机之间无直接通讯，双机数据未实现实时交互跟踪，备用机未能跟踪读取主用机的控制方式、运行模式和故障信息，在调试和日常运行时出现过双机数据信息、状态不一致情况，若在此时切换A、B机则会出现不可预知的导叶动作，不能实现双机无扰动切换，影响水轮发电机组安全稳定运行，且当切换PLC死机或断电时，亦无法实现切换；或者当备用机断电重启时，恰巧主用机有大故障切换到备用机，这时由于备用机重启后状态数据初始化，必然造成水轮发电机组的负荷扰动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供水轮机调速器双机数据交互装置，解决了目前当B机(备用机)存在大故障不具备安全控制运行的条件下，调速器未能及时明确了解B机的故障信息，而从A机(主用机)切换至B机运行，无疑将使水轮发电机组的安全可靠性降低，还可能造成安全事故的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：水轮机调速器双机数据交互装置，包括A机和B机，所述B机位于A机的一侧，所述A机内部安装有A机PLC，所述B机内部安装有B机PLC，所述A机和B机中均布置有十二根信号线，所述A机和B机的输入端均连接有调速器，所述A机与B机之间通过调速器信号连接。

作为优选的，所述A机PLC与A机信号连接，所述B机PLC与B机信号连接。

作为优选的，所述A机PLC通过信号线与B机PLC信号连接。

作为优选的，所述B机中的十二根信号线分别为信号线1、信号线2、信号线3、信号线4、信号线5、信号线6、信号线7、信号线8、信号线17、信号线18、信号线19以及信号线20。

作为优选的，所述A机中的十二根信号线分别为信号线9、信号线10、信号线11、信号线12、信号线13、信号线14、信号线15、信号线16、信号线21、信号线22、信号线23以及信号线24。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：该种水轮机调速器双机数据交互装置，使得调速器的备用机可安全可靠且实时的跟踪读取到主用的状态、控制方式(自动控制或手动控制)、运行模式(频率模式或开度模式或功率模式)、故障信息(大故障或小故障)等，当主用机断电或出现大故障时以实现调速器双机无扰动切换，避免因切换PLC死机或者断电而不能实现切换功能或切换造成水轮发电机组负荷波动甚至发生安全事故。

附图说明

图1为本发明的电路示意图；

图2为现有技术的模块示意图；

图3为现有技术切换控制器的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，水轮机调速器双机数据交互装置，包括A机和B机，所述B机位于A机的一侧，所述A机内部安装有A机PLC，所述B机内部安装有B机PLC，所述A机和B机中均布置有十二根信号线，所述A机和B机的输入端均连接有调速器，所述A机与B机之间通过调速器信号连接，所述A机PLC与A机信号连接，所述B机PLC与B机信号连接，所述A机PLC通过信号线与B机PLC信号连接，所述B机中的十二根信号线分别为信号线1、信号线2、信号线3、信号线4、信号线5、信号线6、信号线7、信号线8、信号线17、信号线18、信号线19以及信号线20，所述A机中的十二根信号线分别为信号线9、信号线10、信号线11、信号线12、信号线13、信号线14、信号线15、信号线16、信号线21、信号线22、信号线23以及信号线24，A机输送至B机的数据信息包括A机主用状态、A机控制方式(自动控制或手动控制)、A机运行模式(频率模式或开度模式或功率模式)、A机故障信息(大故障或小故障)等，B机输送至A机的数据信息包括B机主用状态、B机控制方式(自动控制或手动控制)、B机运行模式(频率模式或开度模式或功率模式)、B机故障信息(大故障或小故障)等，除主用状态外，其余各根信号线有开出信号时输出电平为1，若未有开出信号则输出电平为0；

具体的，当B机PLC检测到信号线1有脉冲，则A机在主用状态，且为使能信号，此时A机根据实际运行情况开出不同的控制方式、运行模式、故障信息信号供B机跟踪读取，当A机断电或大故障切换时，此时信号线1无脉冲信号，调速器将从A机切换至B机，切换后B机作为主用，A机作为备用，同样的当A机PLC读到信号线9有脉冲，则B机在主用状态且作为使能信号，此时B机根据实际运行情况开出不同的控制方式、运行模式、故障信息信号供A机跟踪读取；

当B机PLC检测到由信号线2、信号线3组成的A机控制方式逻辑电平排列为1-0时，表明是A机自动，若A机控制方式的逻辑电平排列为0-1时，则表示A机手动，若逻辑电平排列为1-1或者0-0，则表明信号故障，B机PLC将维持上次读到的A机控制方式，A机读取B机的数据同理；

当B机PLC检测到由信号线4、信号线5、信号线6组成的A机运行模式逻辑电平排列为1-0-0时，则表示A机频率模式，若A机运行模式电平排列为0-1-0，则表示A机开度模式，若A机运行模式电平排列为0-0-1，则表示A机功率模式，如若A机运行模式电平排列为1-1-0、1-1-1、0-0-0，则表明信号故障，B机PLC将维持上次读到的A机运行模式，A机读取B机的数据同理；

当B机PLC检测到由信号线7、信号线8组成的A机故障信息逻辑电平排列为1-0时，则表示A机小故障，若A机故障信息逻辑电平排列为0-1时，则表示A机大故障，若逻辑电平排列为1-1，则表示A机小故障、A机大故障均存在，若逻辑电平排列为0-0，则表示A机无故障，A机读取B机的数据信息同理；

综上所述，就实现了调速器双机主要数据状态信息交互，这样使得调速器的备用机可安全可靠且实时的跟踪读取到主用的状态、控制方式(自动控制或手动控制)、运行模式(频率模式或开度模式或功率模式)、故障信息(大故障或小故障)等，当主用机断电或出现大故障时以实现调速器双机无扰动切换，避免因切换PLC死机或者断电而不能实现切换功能或切换造成水轮发电机组负荷波动甚至发生安全事故。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。