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CN112666922A - 轻型燃气轮机控制系统测试的方法及其系统 - Google Patents

轻型燃气轮机控制系统测试的方法及其系统 Download PDF

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CN112666922A
CN112666922A CN202011494886.1A CN202011494886A CN112666922A CN 112666922 A CN112666922 A CN 112666922A CN 202011494886 A CN202011494886 A CN 202011494886A CN 112666922 A CN112666922 A CN 112666922A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas turbine
control system
light
turbine control
parameters
Prior art date
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Pending
Application number
CN202011494886.1A
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English (en)
Inventor
田震
王子楠
刘智睿
刘月
吴海霞
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Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Original Assignee
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
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Publication date
Application filed by Institute of Engineering Thermophysics of CAS filed Critical Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority to CN202011494886.1A priority Critical patent/CN112666922A/zh
Publication of CN112666922A publication Critical patent/CN112666922A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明的轻型燃气轮机控制系统测试的方法,属于燃气轮机控制系统检测方式的技术领域,解决现有技术的轻型燃气轮机控制系统的测试成本较高的技术问题。该方法包括获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号;所述第一电信号转化为数字信号并经过轻型燃气轮机数学模型进行修正和/或计算,以确定轻型燃气轮机的多个实际参数;获取所述实际参数并将每个所述实际参数在预设的运算周期内进行运算,并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统,及其系统。本发明用以完善燃气轮机控制系统检测的功能,满足人们对燃气轮机控制系统检测成本较低的要求。

Description

轻型燃气轮机控制系统测试的方法及其系统
技术领域
本发明属于燃气轮机控制系统检测方法的技术领域,尤其涉及一种轻型燃 气轮机控制系统测试的方法及其系统。
背景技术
仿真测试是燃气轮机控制系统研发过程中重要的组成部分,通过仿真测试 可以验证控制系统的控制、保护等功能是否符合燃机运行过程的安全、有效等 目标,以便在燃机机组控制系统投入实际运行前,能对其进行较全面的软硬件 测试和系统功能仿真验证,并且通过控制系统仿真测试可以节省大量的试验经 费,为燃气轮机控制系统的台架测试打好坚实的基础。
现有技术中的控制系统仿真测试系统及方法用于中等功率轻型航改型燃 气轮机,所有的仿真系统的各子系统均是在相同运算周期下运行,并不能满足 控制系统不同运算周期的需求,而且,硬件成本较高。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻型燃气轮机控制系统测试的方法,解决现有 技术的轻型燃气轮机控制系统的测试成本较高的技术问题。本案的技术方案有 诸多技术有益效果,见下文介绍:
一方面本案提供一种轻型燃气轮机控制系统测试的方法,所述方法包括:
获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号;
所述第一电信号转化为数字信号并经过轻型燃气轮机数学模型进行修正 和/或计算,以确定轻型燃气轮机的多个实际参数;
获取所述实际参数并将每个所述实际参数在预设的运算周期内进行运算, 并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,将每个所述实际参数在预设的运算周期 内进行运算的方法包括:
预先分配多个不同运算周期的数据通道;
每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;
经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮 机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,经不同运算周期的数据通道运算的所有 实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统的方法包括:
每个不同运算周期的数据通道运算的实际参数转化为电信号发送至轻型 燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,还包括获取人机交互后的输入参数,确 定所述输入参数所对应的运算周期;
根据输入参数所对应的运算周期,将所述输入参数替换或注入偏差所对应 数据通道内实际参数,并发送至轻型燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,获取轻型燃气轮机控制系统接收所述输 入参数后的运行参数,并进行显示,判断,是否发出停机或故障信号,如是, 轻型燃气轮机控制系统正常,如否,非正常,并进行标记。
另一方面提供一种轻型燃气轮机控制系统测试的系统,所述系统包括:
获取模块,用于获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号 并转化为数字信号;
数学模型,用于获取所述数字信号并进行修正和/或计算,确定多个轻型 燃气轮机的实际参数,例如,确定多个轻型燃气轮机主机参数及液压起动机转;
故障仿真模块,获取所述实际参数并将每个所述实际参数在预设的运算周 期内进行故障注入,并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,所述故障仿真模块还用于预先分配多个 不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周 期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻 型燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,所述故障仿真模块还用于获取人机交互 后的输入参数,确定所述输入参数所对应的运算周期;根据输入参数所对应的 运算周期,将所述输入参数替换所对应数据通道内实际参数,并发送至轻型燃 气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,所述仿真模块包括:
主机和舱体模块,用于获取所述数学模型所确定的轻型燃气轮机主机的多 个实际参数;
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配 至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际 参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统;
起动系统模块,与所述数学模型通讯连接,获取轻型燃气轮机控制系统中 泵的工况参数并转化为数字信号且发送至数学模型,以获取所述数学模型所确 定的轻型燃气轮机中起动机的实际转速参数;
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配 至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际 参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统。
在一个优选或可选的实施方式中,所述仿真模块还包括:
滑油系统模块:用以模拟供、排油系统的故障,并发送至轻型燃气轮机控 制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻 型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记 或信息反馈;
水洗系统及其消防系统模块:用于模拟消防故障信号发送至轻型燃气轮机 控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是, 轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标 记或信息反馈;
振动系统模块:模拟轻型燃气轮机控制系统的当前的振动参数,并判断, 所述振动参数大于预设振动数值时,是否发出停机或故障信号,如是,轻型燃 气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记;
燃料系统模块:模拟燃料控制阀的故障工作状态参数发送至轻型燃气轮机 控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是, 轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标 记或信息反馈。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案包括以下有益效果:
本案的方案将各子系统可在不同运算周期下运行以满足控制系统不同模 块不同运算周期需求的相关技术,例如,温度、转速、压力或其他信号分别以 0-10毫秒、10-15毫秒或20-45毫秒或其他周期进行计算并转换为电信号发送 至轻型燃气轮机控制系统,至少的解决的硬件成本过于昂贵的技术问题;
其次,以不同周期进行信号发送,一是便于查找控制系统的程序编制中存 在的错误,更加的便于人工筛查,也能够减少冗余数据的;二是验证控制系统 的控制功能与保护功能等是否符合轻型燃气轮机控制需求,验证所需的时间大 大减少,此处需要强调是,在同等硬件设备的情况下,备案方法所采用的设备 更加合理,处理速率能够得到提成;三是在不同运算周期下计算,以满足轻型 燃气轮机控制系统不同控制模块运算周期需求,提高轻型燃气轮机控制系统的 灵活性且能够更好的发挥轻型燃气轮机控制系统的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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 的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的轻型燃气轮机控制系统测试的方法流程图;
图2为发明的轻型燃气轮机控制系统测试的方法中将每个所述实际参数 在预设的运算周期内进行运算方法的流程图;
图3为发明的轻型燃气轮机控制系统测试的方法判断系统是否正常的流 程图;
图4发明的轻型燃气轮机控制系统测试的系统的框架图;
图5本发明的轻型燃气轮机控制系统测试的系统整体结构框架图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然,所描述的实 施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明还可以通过另 外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不 同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是, 在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明 中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方 面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所 描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明,所属领域的技术 人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以 各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述 的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐 述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此 方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的 基本构想,图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意 的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所 属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。为 了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式 对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多 个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1的轻型燃气轮机控制系统测试的方法,该方法包括:
S101:获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号;
S102:轻型燃气轮机控制系统为现有技术中的控制系统,例如,采用plc控 制系统或DCS控制系统或其他,给系统包括燃油供给系统、控制阀系统和各个 部件的监控系统,第一电信号所采集的信号为轻型燃气轮机控制系统中控制电 路的控制参数的电信号;
S103:第一电信号转化为数字信号并经过轻型燃气轮机数学模型进行修正 和/或计算,以确定轻型燃气轮机的多个实际参数;
数学模型为现有技术的模型,例如,Matlab Simulink软件基于部件特性建 立的部件级非线性模型,与实际试车数据对比验证具有较高精度,在此不再赘 述。第一电信号转化为数字信号后,经数学模型进行修正和/或计算,以确定 轻型燃气轮机的多个实际参数,例如,获取轻型燃气轮机控制系统中不同的部 件或系统的燃气压力、温度或供油泵的供油角度等参数,经数学模型计算或修 正以确定理论值,如,计算后输出当前设备转速、设备温度或压力或角速度等 参数;
获取实际参数并将每个实际参数在预设的运算周期内进行运算,并分别转 换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
现有其他已有方案无法满足本类型燃机使用需求,没有同时具备全部仿真 信号的各类故障注入的功能,传统方案均为同时信号发送,(数值信号在转换 为电信号),至少造成硬件成本过于昂贵。本案的方案将各子系统可在不同运 算周期下运行以满足控制系统不同模块不同运算周期需求的相关技术,例如, 温度、转速、压力或其他信号分别以0-10毫秒、10-15毫秒或20-45毫秒或其 他周期进行计算并转换为电信号发送至轻型燃气轮机控制系统,至少的解决的 硬件成本过于昂贵的技术问题;
其次,以不同周期进行信号发送,一是便于查找控制系统的程序编制中存 在的错误,更加的便于人工筛查,也能够减少冗余数据的;二是验证控制系统 的控制功能与保护功能等是否符合轻型燃气轮机控制需求,验证所需的时间大 大减少,此处需要强调是,在同等硬件设备的情况下,备案方法所采用的设备 更加合理,处理速率能够得到提成;三是在不同运算周期下计算,以满足轻型 燃气轮机控制系统不同控制模块运算周期需求,提高轻型燃气轮机控制系统的 灵活性且能够更好的发挥轻型燃气轮机控制系统的功能。
作为本案所提供的部分实施例,将每个实际参数在预设的运算周期内进行 运算的方法包括,如图2所示:
S201:预先分配多个不同运算周期的数据通道;
S202:每个运算周期(不同运算周期的数据)的实际参数被分配至相适配 的运算周期的数据通道;例如,温度被配置为0-10毫秒,转速被配置为15-25 毫秒,控制系统(切断阀或供油阀等)被配置为30-45毫秒;
S203:经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃 气轮机控制系统。不同周期的数据在相适配的周期下进行转换为电信号,并发 送至轻型燃气轮机控制系统。
该方法能够满足多个实际参数在不同周期下的运算或转换,即为,轻型燃 气轮机控制系统在不同时间周期内能够接收不同周期的电信号,能够降低对系 统缓存或存储器的要求,进一步降低硬件成本。
作为本案所提供的部分实施例,还包括获取人机交互后的输入参数,确定 输入参数所对应的运算周期,人机交互,即为,第二控制,第一控制一般为主 控制器的自动模拟控制,属于预设模板数据。
人工监视控制台编制调试各子仿真器PLC的运行程序,通过人机交互显示 装置显示和记录各仿真器的运行参数,操作仿真器的运行和设置故障信号。同 时人工监视平台可对仿真器系统各参数运行数据进行记录,操作人员可选择不 同时间间隔对历史数据进行查看,也可根据输入参数所对应的运算周期,将输 入参数替换或注入偏差所对应数据通道内实际参数,并发送至轻型燃气轮机控 制系统。本案通过人机交互的第二控制,能够对重点检测的部件或轻型燃气轮 机控制系统中的其他局部系统进行重点排查或检测或监测等,降低批量数据排 查的耗时。
进一步的,人工监视控制台采用Intouch10.1版本组态软件开发,各子仿 真器采用三菱PLC FX5U器件适用的GxWorks3编程软件开发。各子仿真器通 过以太网RJ-45接口与人工监视控制台进行通讯。
作为本案所提供的部分实施例,如图3所示,
S301:获取轻型燃气轮机控制系统接收输入参数后的运行参数,并进行显 示;
S302:判断,是否发出停机或故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正 常,如否,非正常,并进行标记。实现对轻型燃气轮机控制系统的检测,该检 测过程效率高,且耗时短,能够重点排查。
另一方面提供如图4所示的轻型燃气轮机控制系统测试的系统,系统包 括:
S401:获取模块,用于获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一 电信号并转化为数字信号;
S402:数学模型,用于获取数字信号并进行修正和/或计算,确定多个轻型 燃气轮机的实际参数;
S403:故障仿真模块,获取实际参数并将每个实际参数在预设的运算周期 内进行运算,并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
所述燃气轮机控制系统包含主机控制站、辅机控制站、通讯控制站三个部 分,运行人员将每个控制站的相应控制逻辑下装至DPU中,对燃机起动到运 行的全过程进行控制、监测与保护。控制系统通过IO卡件与仿真器系统进行 信息交互。本发明涉及的控制系统的硬件设备和IO卡件均与实际运行设备一 致。
以下对该系统进行详述,如下:
故障仿真模块还用于预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周 期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据 通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统;
故障仿真模块还用于获取人机交互后的输入参数,确定输入参数所对应的 运算周期;根据输入参数所对应的运算周期,将输入参数替换所对应数据通道 内实际参数,并发送至轻型燃气轮机控制系统。
例如,故障仿真模块包括,如图5所示:
主机和仓体模块:与数学模型通讯连接,获取轻型燃气轮机控制系统中部 件的工况参数并转化为数字信号且发送至数学模型,以获取数学模型所确定的 轻型燃气轮机部件的多个实际参数;
燃机主机及箱体仿真器与燃机数学模型通讯,模拟燃机燃机的运行并给出 燃气轮机各部件截面的温度、压力等参数及燃气轮机转速、火焰状态、喘振裕 度等参数和燃机舱体内监控参数,获取多个实际参数,如燃机主机运行参数;
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配 至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际 参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统;数据通道以不同通讯线路,例如,现 有技术中的163数据通讯或face数据通讯后其他;
启动系统模块,包括液压泵或液压油箱或其他油设备等,模拟起动机转速、 功率等运行参数,与数学模型通讯连接,获取轻型燃气轮机控制系统中泵的工 况参数(如,液压泵斜盘开度信号)并转化为数字信号且发送至数学模型,以 获取数学模型所确定的轻型燃气轮机中泵的多个实际参数(起动机功率参数);
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配 至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际 参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统。
滑油系统模块:模拟滑油系统压力或温度等的工作状态,如包括过滤器, 滑油泵、供油滤、回油滤、各轴承腔回油参数或磁性探测器参数等。用以模拟 供、排油系统的故障,并发送至轻型燃气轮机控制系统,判断,是否接收到轻 型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如 否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记或信息反馈;
水系统及其消防系统模块:用于模拟消防故障信号发送至轻型燃气轮机控 制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻 型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记 或信息反馈;
振动系统模块:获取轻型燃气轮机控制系统的当前的振动参数,并判断, 振动参数大于预设振动数值时,是否发出停机或故障信号,如是,轻型燃气轮 机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记;
燃料系统模块:模拟燃料控制阀的故障工作状态参数发送至轻型燃气轮机 控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,该故障 信号至少包括请求停机信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型 燃气轮机控制系统非正常,并进行标记或信息反馈。
燃料系统仿真器模拟燃料调节阀工作特性和燃料系统工作状态参数。包括 燃料系统的调节阀、切断阀、放空阀等阀门接收指令后动作的状态及反馈,燃 料系统供气压力、温度等参数。燃料系统仿真器根据控制系统发出的燃料调节 阀开度信号计算出相应的天然气燃料流量,以进行轻型燃气轮机控制系统的故 障模拟检测。
各个模块,分别被预设为不同的运算周期,以适用汽轮器不同周期信号接 收的需求,各个模块能够受控制器控制进行模拟故障信号的发送,或是,通过 人机交互的方式进行模拟信号的发送,并且,各个模块均包括以下功能,如, 通过步进电机、驱动器、可调电阻、DO模块实现热电阻信号模拟,PLC系统 中的DO模块发出脉冲到驱动器,驱动器驱动步进电机带动可调电阻,实现阻 值变化仿真Pt100的温度变化;
如,通过精密电阻和AO模块实现热电偶信号模拟,PLC系统调节AO输 出电流流过精密电阻,产生mV电压,以此仿真热电偶信号;
如,通过步进电机、驱动器、精密电阻及AO模块实现电阻信号模拟,PLC 系统中的DO模块发出脉冲到驱动器,驱动器驱动步进电机带动可调电阻,实 现阻值变化。其中,PLC系统根据需要调节AO模块输出电流值实现4~20mA 电流信号模拟。
如,PLC系统根据需要调节高速输出点的占空比和输出周期,实现输出频 率可调,实现转速信号模拟。
如,通过步进电机、驱动器、LVDT和CPU高速输出点模拟VSV信号,PLC 调节输出点发送脉冲到驱动器,驱动器驱动步进电机带动LVDT产生位移,改 变输出电压。
如,PLC根据仿真需求或收到的输入信号,接通或分断输出点,实现开关 量信号模,因此,故障仿真模块对各传感器信号设置突变、断线、短路等故障 注入,以验证控制逻辑中传感器有效判断、报警、停机等保护策略是否有效触 发。同时可设置一组故障按序延时触发来验证轻型燃气轮机控制系统的首出判 断功能,方便运行人员及时锁定最先触发故障的原因,节省故障查找与分析时 间。
作为人机交互输入的数据,燃机控制系统根据运行人员选择的起机模式计 算燃机运行各阶段相应的起动机斜盘角度、可调静叶作动筒行程、燃料调节阀 开度等参数,并将这些参数通过IO卡件发送给仿真器系统的各个模块。仿真 器系统的各个模块根据控制系统的指令计算出模型所需的相应输入参数通过 Modbus通讯的方式传输给燃机主机及舱体子仿真器中的数学模型输入参数接 口。例如,燃气轮机数学模型模拟真实燃机的运行状态,其输入参数为燃料量、 可调静叶角度、入口温度、入口压力、起动机功率、点火指令,其输出参数包 含燃机转速、各部件截面温度、压力、流量等。模型根据输入数据计算相应的输出参数,并通过Modbus通讯传输回仿真器系统,仿真器系统通过IO卡件 传输回控制系统,控制系统根据反馈状态进行下一步运算。
该系统的技术效果,如下:
1.仿真器系统的各子系统可在不同运算周期下计算,满足了轻型航改型 燃机控制系统不同控制模块运算周期不同的需求;
2.此种仿真器系统架构可由一个机架将五个子仿真器集成安装在一起, 进行轻型燃机控制系统的数字仿真试验,又可以分开安装进行燃机控制系统的 半物理仿真试验。实现仿真系统软件设备的重复利用,节省燃机控制系统仿真 测试成本;
3.通过通讯来连接燃机数学模型与仿真器子系统,不再需要对模型进行 c/c++等的编译过程,在满足使用需求的同时具备更高的方便性与灵活性;
4.本燃机控制系统的测试系统可对燃机控制控制系统各种运行模式的全 运行过程及各种故障形式及保护策略进行全面的仿真与测试,对燃气轮机控制 系统的投入使用奠定良好的基础。
如,燃气轮机正常运行仿真测试
仿真器端将各系统参数设定为起机前的准备状态,控制系统操作人员点击 起动按钮后,控制系统顺控程序检查各系统输入信号是否符合起机要求,如滑 油温度、液位、燃料气压力、各传感器有效性等。各项检查均通过后,控制系 统将起动机运行指令、起动机斜盘角度、燃料计量阀开度、可调静叶作动筒行 程需求通过IO卡件以数字量信号和4~20mA信号或开关量信号传输给仿真器 系统,仿真器系统再将这些信号转换为起动机功率、燃料流量、可调静叶角度 需求等通过Modbus通讯给燃机数学模型,数学模型根据输入参数计算相应状 态的燃机输出,并通过Modbus通讯模块传输回仿真器系统,仿真器系统通过 IO卡件将模型输出参数及其他模拟信号转换为4~20mA信号、热电阻信号、热 电偶信号等反馈给控制系统以进行下一步指令计算。
故障模拟
以燃气发生器转速传感器故障为例,当燃机运行至慢车转速时仿真器端设 置燃气轮机转速传感器故障断线,此时控制系统监测到转速传感器均故障,发 出紧急停机指令将燃料阀切断,模型燃料输入变为0,转速逐渐下降到停机状 态。
需要指出的是:仿真器系统架构可由一个机架将五个子仿真器集成安装在 一起,进行燃机控制系统的数字仿真试验,又可以分开安装进行燃机控制系统 的半物理仿真试验;
以上的系统介绍,是在本案核心思想下的延吉,并非全部,也不应理解为 对本案系统的具体限定。
以上对本发明所提供的方法及其产品进行了详细介绍。本文中应用了具体 个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助 理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离发明创造原理的前提下,还可以对发明进行若干改进和修饰,这些改进 和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.轻型燃气轮机控制系统测试的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号;
所述第一电信号转化为数字信号并经过轻型燃气轮机数学模型进行修正和/或计算,以确定轻型燃气轮机的多个实际参数;
获取所述实际参数并将每个所述实际参数在预设的运算周期内进行运算,并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将每个所述实际参数在预设的运算周期内进行运算的方法包括:
预先分配多个不同运算周期的数据通道;
每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;
经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统的方法包括:
每个不同运算周期的数据通道运算的实际参数转化为电信号发送至轻型燃气轮机控制系统。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,还包括获取人机交互后的输入参数,确定所述输入参数所对应的运算周期;
根据输入参数所对应的运算周期,将所述输入参数替换或注入偏差所对应数据通道内实际参数,并发送至轻型燃气轮机控制系统。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,获取轻型燃气轮机控制系统接收所述输入参数后的运行参数,并进行显示,判断,是否发出停机或故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,非正常,并进行标记。
6.一种轻型燃气轮机控制系统测试的系统,其特征在于,所述系统包括:
获取模块,用于获取轻型燃气轮机控制系统中当前运行工况的第一电信号并转化为数字信号;
数学模型,用于获取所述数字信号并进行修正和/或计算,确定多个轻型燃气轮机的实际参数;
故障仿真模块,获取所述实际参数并将每个所述实际参数在预设的运算周期内进行运算,并分别转换为第二电信号输入至轻型燃气轮机控制系统。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述故障仿真模块还用于预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述故障仿真模块还用于获取人机交互后的输入参数,确定所述输入参数所对应的运算周期;根据输入参数所对应的运算周期,将所述输入参数替换所对应数据通道内实际参数,并发送至轻型燃气轮机控制系统。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述仿真模块包括:
主机和仓体模块:与所述数学模型通讯连接,获取轻型燃气轮机控制系统中部件的工况参数并转化为数字信号且发送至数学模型,以获取所述数学模型所确定的轻型燃气轮机部件的多个实际参数;
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统;
启动系统模块,与所述数学模型通讯连接,获取轻型燃气轮机控制系统中泵的工况参数并转化为数字信号且发送至数学模型,以获取所述数学模型所确定的轻型燃气轮机中泵的多个实际参数;
预先分配多个不同运算周期的数据通道;每个运算周期的实际参数被分配至相适配的运算周期的数据通道;经不同运算周期的数据通道运算的所有实际参数分别发送至轻型燃气轮机控制系统。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述仿真模块还包括:
滑油系统模块:用以模拟供、排油系统的故障,并发送至轻型燃气轮机控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记或信息反馈;
水系统及其消防系统模块:用于模拟消防故障信号发送至轻型燃气轮机控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记或信息反馈;
振动系统模块:获取轻型燃气轮机控制系统的当前的振动参数,并判断,所述振动参数大于预设振动数值时,是否发出停机或故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记;
燃料系统模块:模拟燃料控制阀的故障工作状态参数发送至轻型燃气轮机控制系统,判断,是否接收到轻型燃气轮机控制系统发送的故障信号,如是,轻型燃气轮机控制系统正常,如否,轻型燃气轮机控制系统非正常,并进行标记或信息反馈。
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