JPH0235121B2 - TAABINSEIGYOSOCHI - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/20—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
- F01D17/22—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical
- F01D17/24—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical electrical
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数個の弁の開閉動作にてタービンを
制御する制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device that controls a turbine by opening and closing a plurality of valves.
一般に、タービンの制御装置は速度制御部と弁
開度制御部の二つの部分に大別することができ
る。すなわち第1図に示すようにタービン11の
速度は速度検出器12により検出され、実速度信
号Nとして速度制御部13に入力される。速度制
御部13は、速度指令Noと実速度信号Nとを比
較演算し、両者を一致させる様弁開度指令θoを
弁開度制御部14に送る。一方、弁15の開度
は、弁開度検出器16により検出され、実開度信
号θとして弁開度制御部14に入力される。弁開
度制御部14は弁開度指令θoと実開度指令θと
を比較演算し両者を一致させる様開度調整信号ε
を弁駆動部17へ出力する。弁駆動部17は開度
調整信号εに従つて弁開度を増減し、弁15によ
りターン11への流入蒸気流量を調整する。ター
ビン11は流入蒸気量と、実負荷とに応じて加速
または減速し、最後に双方のバランスした状態で
定常運転となる。 Generally, a turbine control device can be roughly divided into two parts: a speed control section and a valve opening control section. That is, as shown in FIG. 1, the speed of the turbine 11 is detected by a speed detector 12 and inputted as an actual speed signal N to a speed controller 13. The speed control section 13 compares and calculates the speed command No. with the actual speed signal N, and sends a valve opening command θo to the valve opening control section 14 so as to make the two coincide. On the other hand, the opening degree of the valve 15 is detected by a valve opening degree detector 16 and inputted to the valve opening degree control section 14 as an actual opening degree signal θ. The valve opening control unit 14 compares and calculates the valve opening command θo and the actual opening command θ, and outputs an opening adjustment signal ε so as to make them match.
is output to the valve drive section 17. The valve drive unit 17 increases or decreases the valve opening according to the opening adjustment signal ε, and the valve 15 adjusts the flow rate of steam flowing into the turn 11. The turbine 11 accelerates or decelerates depending on the amount of incoming steam and the actual load, and finally enters steady operation when both are balanced.
また、以上説明したタービン制御装置を実現す
るハードウエアとしては、アナログ演算増幅器と
デイジタル演算処理装置の二つが考えられ、それ
ぞれ特徴を有しているが、自動化の進展、制御の
複雑化、高級化に伴い、デイジタル演算処理装置
の持つ演算処理機能が評価の対象となつている。
しかしながら、その適用に当たつては、次に述べ
る二つの問題を考慮せねばならない。 In addition, there are two types of hardware that can be used to realize the turbine control device described above: analog operational amplifiers and digital arithmetic processing units, each of which has its own characteristics. Accordingly, the arithmetic processing functions of digital arithmetic processing devices are being evaluated.
However, in its application, the following two issues must be considered.
(1) 弁開度制御部14は速度制御部13に対して
マイナーループを構成しており、その速応性は
速度制御部13に比し、数倍またはそれ以上で
なければならない。(1) The valve opening degree control section 14 forms a minor loop with respect to the speed control section 13, and its quick response must be several times or more than that of the speed control section 13.
(2) タービンの制御弁15は複数の場合が多く、
かつ単機容量の増大につれてその個数は増加の
傾向にある。(2) There are often multiple control valves 15 for the turbine.
And as the capacity of a single machine increases, the number tends to increase.
従つて、弁開度制御部14へのデイジタル演算
処理装置の適用は、演算速度及びハードウエアコ
ストの面において厳しく、その結果、速度制御部
13にのみデイジタル演算処理装置を適用し、弁
開度制御部14はアナログ演算増幅器により実現
するといつたハイブリツド構成が通例となつてい
る。 Therefore, applying a digital processing device to the valve opening control section 14 is difficult in terms of calculation speed and hardware cost.As a result, a digital processing device is applied only to the speed control section 13, and the valve opening The control section 14 usually has a hybrid configuration realized by an analog operational amplifier.
第2図は、弁15が複数個ある場合の弁開度制
御部14の構成図である。この弁開度制御部14
はアナログ演算増幅器で構成されたものを示して
いる。弁開度指令θoは、n個の弁15にそれぞ
れ対応するように弁開度制御部14内で分配さ
れ、n個の弁15を同時に制御する。またn個の
弁15はそれぞれ、弁駆動部17及び弁開度検出
部16を有し、弁開度制御部14より開度調整信
号εi(i=1、2…n)を受けて、弁開度を調整
する。弁開度検出器16により、実開度信号θi=
i1、2…n)を弁開度制御部14へ送つている。 FIG. 2 is a configuration diagram of the valve opening degree control section 14 when there are a plurality of valves 15. This valve opening control section 14
indicates an analog operational amplifier. The valve opening degree command θo is distributed within the valve opening degree control unit 14 so as to correspond to each of the n valves 15, and controls the n valves 15 simultaneously. Each of the n valves 15 has a valve drive section 17 and a valve opening detection section 16, and receives an opening adjustment signal εi (i=1, 2...n) from the valve opening control section 14, and Adjust the opening. Actual opening signal θi=
i1, 2...n) are sent to the valve opening degree control section 14.
一方、弁開度制御部14においては、弁開度指
令θoと実開度信号θiとがそれぞれ個別に比較演算
され、弁開度制御回路18により開度調整指令fi
(i=1、2…n)パワーアンプ19に送られ、
増幅されて開度調整信号εiが出力される。 On the other hand, in the valve opening control section 14, the valve opening command θo and the actual opening signal θi are individually compared and calculated, and the valve opening control circuit 18 generates an opening adjustment command fi.
(i=1, 2...n) is sent to the power amplifier 19,
The amplified opening adjustment signal εi is output.
しかしながら、このような弁開度制御部14で
は、n個の弁15にそれぞれ対応させるように弁
開度指令θoを分配してそれぞぞれ開度調整信号εi
を出すようにしているので、各弁15ごとに弁開
度制御部を構成しているのに等しい。したがつ
て、一つの弁15に対する弁開度制御回路18が
故障すると、その弁は使用不能となつてしまう。
また機能点検の為定期的に瞬時、弁を開閉する弁
テスト時においては、相互補償の機能がないた
め、どうしても速度変動を生じてしまうという問
題があつた。この問題に対しては、あらかじめ、
速度制御部13内で補償演算を行なう方法等も考
えられているが、いずれも予測制御の方式によつ
ている為、速度変動の抑制にはどうしても限界が
あつた。またアナログ特有のドリフト等の問題が
あることは論をまたない。 However, in such a valve opening control unit 14, the valve opening command θo is distributed so as to correspond to each of the n valves 15, and the opening adjustment signal εi is outputted to each valve opening command θo.
Therefore, it is equivalent to configuring a valve opening degree control section for each valve 15. Therefore, if the valve opening degree control circuit 18 for one valve 15 breaks down, that valve becomes unusable.
Furthermore, during valve tests in which the valves are periodically and instantaneously opened and closed for functional inspection, there is a problem in that speed fluctuations inevitably occur because there is no mutual compensation function. For this problem, in advance,
Methods such as performing compensation calculations within the speed control section 13 have been considered, but since all of these methods rely on predictive control methods, there is a limit to the suppression of speed fluctuations. It goes without saying that there are problems such as drift that are unique to analog.
本発明の目的は充分な速応性を有し、安価簡
易、かつ信頼性の高い全デイジタルのタービン制
御装置を提供し、合わせて弁テスト時の速度変動
を抑制することができるタービン制御装置を得る
にある。 The purpose of the present invention is to provide an all-digital turbine control device that has sufficient quick response, is inexpensive, simple, and highly reliable, and also provides a turbine control device that can suppress speed fluctuations during valve tests. It is in.
この目的を達成するため、本発明においてはタ
ービン制御装置の弁開度制御部14内に速度制御
部13からの弁開度指令θoを入力するm個のデ
イジタル演算処理装置を設け、それぞれn個の弁
の実開度を入力し、n個の弁の合計開度を考慮し
て、各々の弁に対し、弁開度調整指令を出すよう
に構成する。 In order to achieve this object, in the present invention, m digital arithmetic processing units that input the valve opening command θo from the speed control unit 13 are provided in the valve opening control unit 14 of the turbine control device. The configuration is such that the actual opening degrees of the valves are input, and a valve opening adjustment command is issued to each valve in consideration of the total opening degree of the n valves.
以下、一実施例を参照して本発明を説明する。
第3図は本発明のタービン制御装置の弁開度制御
部14のブロツク図である。この一実施例はn個
の弁15−1〜15−nに対し、デジタル演算処
理装置20をm個設けた場合のものである。図か
らわかるように、速度制御部13からの弁開度指
令θoは各々のデジタル演算処理装置20−1〜
20−mに入力され、一方、各々の弁15−1〜
15−nの実開度θ1〜θnもそれぞれデジタル演算
処理装置20−1〜20−mに入力される。各々
のデジタル演算処理装置20では、弁開度指令
θoおよび弁15−1〜15−nの実開度θ1〜θnに
基づいて各々の弁15−1〜15−nに対する個
別開度調整指令fj1〜fjn(j=1、2、…m)を出
す。すなわち、デジタル演算処理装置20−1に
あつては、弁15−1に対する弁開度調整指令f1
のうち自分自身が分担すべき指令f11、弁15−
2に対してはf12、以下それぞれの弁15−3〜
15−nに対しての指令f13〜f1nを出す。デジタ
ル演算処理装置20−2についても同様に各々の
弁15−1〜15−nに対しての個別弁開度調整
指令f21〜f2nを出す。同様に各々のデジタル演算
処理装置20−j(j=1、2、…m)はそれぞ
れ個別弁開度調整指令fj1〜fjnを出す。 The present invention will be described below with reference to one embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of the valve opening control section 14 of the turbine control system of the present invention. In this embodiment, m digital processing units 20 are provided for n valves 15-1 to 15-n. As can be seen from the figure, the valve opening command θo from the speed control unit 13 is transmitted to each digital processing unit 20-1 to
20-m, while each valve 15-1~
The actual opening degrees θ 1 to θn of the openings 15-n are also input to the digital processing units 20-1 to 20-m, respectively. Each digital processing unit 20 issues an individual opening adjustment command to each of the valves 15-1 to 15-n based on the valve opening command θo and the actual opening degrees θ 1 to θn of the valves 15-1 to 15-n. Output fj 1 ~fjn (j=1, 2,...m). That is, in the case of the digital arithmetic processing device 20-1, the valve opening degree adjustment command f 1 for the valve 15-1 is
Of these, the command f 11 that you should share, valve 15-
f 12 for 2, and the following respective valves 15-3 ~
Commands f 13 to f 1 n are issued to 15-n. Similarly, the digital processing unit 20-2 issues individual valve opening degree adjustment commands f21 to f2n to the respective valves 15-1 to 15-n. Similarly, each digital processing unit 20-j (j=1, 2, . . . m) issues individual valve opening adjustment commands fj 1 to fjn, respectively.
したがつて、弁15−1に対する弁開度調整指
令f1はn
〓j=1
fj1で求められ、同様に弁15−2に対す
る弁開度調整指令f2はn
〓j=1
fj2で求められる。この加
算演算はそれぞれ加算器21−1〜21−nで行
なわれる。このようにして得られた弁開度調整指
令f1〜fnはパワーアンプ19−1〜19−nを介
して弁開度調整信号ε1〜εnとしてそれぞれ弁駆動
部17−1〜17−nに与えられるようになつて
いる。 Therefore, the valve opening adjustment command f 1 for the valve 15-1 is determined by n 〓 j=1 fj 1 , and similarly, the valve opening adjustment command f 2 for the valve 15-2 is determined by n 〓 j=1 fj 2. is required. This addition operation is performed by adders 21-1 to 21-n, respectively. The valve opening adjustment commands f 1 to fn thus obtained are sent to the valve driving units 17-1 to 17-n as valve opening adjustment signals ε 1 to εn via power amplifiers 19-1 to 19-n, respectively. It is beginning to be given to
次にデイジタル演算処理装置20の動作を説明
する。以下説明のためj番めのデジタル演算処理
装置20−jの場合を説明する。弁開度制御演算
の処理ルーチンは第4図に示すように行なわれ
る。すなわち、各弁からの実開度信号θiは平均値
演算部22により総合開度として平均化され、弁
開度指令θ0と比較される。積分器23は弁開度指
令θ0と平均化された実開度信号1/no
〓i=1
θiとの偏差
を入力として、これを解消する様に、弁開度指令
θ0に補正を加えて、補正弁開度指令θ0′を演算す
る。しかる後に、この補正開度指令θ0′と実開度
信号の偏差をデイジタル演算処理装置の数mで除
したものをゲイン24により求めて、個別開度調
整指令fjiとして出力し、以下同様にしてfjiから
のfjnの個別開度調整指令を出力する。 Next, the operation of the digital arithmetic processing device 20 will be explained. For the sake of explanation, the case of the j-th digital arithmetic processing device 20-j will be described below. The processing routine for the valve opening control calculation is performed as shown in FIG. That is, the actual opening degree signals θi from each valve are averaged as a total opening degree by the average value calculating section 22, and compared with the valve opening degree command θ 0 . The integrator 23 inputs the deviation between the valve opening command θ 0 and the averaged actual opening signal 1/n o 〓 i=1 θi, and corrects it to the valve opening command θ 0 to eliminate this deviation. is added to calculate the corrected valve opening command θ 0 '. Thereafter, the deviation between the corrected opening command θ 0 ' and the actual opening signal is divided by the number of meters in the digital processing unit, and the result is determined by the gain 24 and output as the individual opening adjustment command fji. outputs the individual opening adjustment command for fjn from fji.
次に第5図はi番目の加算回路21−iの入出
力の更新周期に着目したタイムチヤートである。
m個のデイジタル演算処理装置20からの開度調
整指令fji(i=1、…m)はそれぞれ、mTなる
更新周期を有し、かつそれらは順番にT時間だけ
位相が遅れている。 Next, FIG. 5 is a time chart focusing on the update cycle of input and output of the i-th adder circuit 21-i.
The opening adjustment commands fji (i=1, . . . m) from the m digital arithmetic processing units 20 each have an update period mT, and are sequentially delayed in phase by a time T.
従つて、これらm個の開度調整指令fji(i=
1、2、…m)の和により表わされる開度調整指
令fiは、Tなる更新周期を有していることがわか
る。 Therefore, these m opening adjustment commands fji (i=
It can be seen that the opening adjustment command fi expressed by the sum of 1, 2, . . . m) has an update period of T.
ここで注目すべき点は、デイジタル演算処理装
置20の制御演算処理周期mTと、弁開度調整周
期Tとの関係である。すなわち、弁開度制御上の
要求から、弁開度調整周期Tがある短い時間に制
限されたとしても、mを大きくとりさえすれば制
御演算周期mTはいくらでも長くすることが可能
であり、デイジタル演算処理装置20に対する速
度上の問題はここに解決される。 What should be noted here is the relationship between the control calculation processing period mT of the digital calculation processing device 20 and the valve opening adjustment period T. In other words, even if the valve opening adjustment period T is limited to a certain short time due to the requirements for valve opening control, the control calculation period mT can be made as long as desired as long as m is set large. The speed problem for the arithmetic processing unit 20 is solved here.
また、m個のデイジタル演算処理装置20のう
ちの一つが故障した場合においても、そのまま運
転の続行が可能である。故障の影響はたかだか、
制御ゲインの変化に留まりバルブ開度そのものに
は影響を与えない。さらに第4図のゲイン24の
値1/mを1/m−1とすることでゲインの減少
を補うことも可能である。弁テスト時の外乱につ
いても本発明においては、弁開度制御内で総合計
開度管理を行なつているため、速度に影響を与え
ることなく速やかな補正が可能であり、速度制御
部での特別な補償演算は不要となる。これは第4
図の積分器23の作用により、弁開度指令θ0と実
開度平均値1/no
〓i=1
θiとの偏差が補正されること
により実現されるものである。 Furthermore, even if one of the m digital processing units 20 fails, operation can continue as is. The impact of the failure is at most
This only changes the control gain and does not affect the valve opening itself. Furthermore, it is also possible to compensate for the decrease in gain by setting the value 1/m of the gain 24 in FIG. 4 to 1/m-1. Regarding disturbance during valve testing, in the present invention, the total opening is managed within the valve opening control, so it is possible to quickly correct it without affecting the speed. No special compensation calculation is required. This is the fourth
This is achieved by correcting the deviation between the valve opening command θ 0 and the actual average opening value 1/n o 〓 i=1 θi by the action of the integrator 23 shown in the figure.
また、本実施例においては簡単のため各デイジ
タル演算処理装置20が、n個の開度調整信号を
f1〜fnを演算するとしたが、特にn個すべてを演
算する必要はなく、k個(k<n)の開度調整信
号を演算するとして、も良い。但しこの時、各加
算回路13はl個(l<m)の開度調整信号を受
けることになり、k×m=l×nの関係がある。
kとしては弁テスト時の補償に充分な冗長性を有
し、かつlとしては故障時のゲイン変化が弁開度
制御に大きな影響を与えないよう充分な冗長性を
有することが必要なことは言うまでもない。 In addition, in this embodiment, for simplicity, each digital arithmetic processing device 20 receives n opening degree adjustment signals.
Although f 1 to fn are calculated, it is not necessary to calculate all n opening degree adjustment signals, and k opening adjustment signals (k<n) may be calculated. However, at this time, each adder circuit 13 receives l opening adjustment signals (l<m), and there is a relationship of k×m=l×n.
It is necessary to have sufficient redundancy for k to compensate during valve testing, and sufficient redundancy for l to prevent gain changes in the event of a failure from having a large effect on valve opening control. Needless to say.
以上説明した如く、本発明によれば、使用する
デイジタル演算処理装置の性能とコストに応じた
構成が可能であり制御上充分な速応性を有し、安
価簡易、かつ信頼性の高い、全デイジタルのター
ビン制御装置が得られ、合わせ弁テスト時の速度
変動を抑制することが可能である。 As explained above, according to the present invention, an all-digital system that can be configured according to the performance and cost of the digital arithmetic processing device used, has sufficient quick response in terms of control, is inexpensive, simple, and highly reliable. This results in a turbine control device that can suppress speed fluctuations during the combined valve test.
第1図はタービン制御装置の構成を示すブロツ
ク図、第2図は従来の弁開度制御部を示すブロツ
ク図、第3図は本発明の弁開度制御部の一実施例
を示すブロツク図、第4図は本発明の装置の演算
内容を示すブロツク図、第5図は本発明の装置の
動作を示すタイムチヤートである。
11……タービン、12……速度検出器、13
……速度制御部、14……弁開度制御部、15…
…弁、16……弁開度検出器、17……弁駆動
部、18……弁開度制御回路、19……パワーア
ンプ、20……デジタル演算処理装置、21……
加算器。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a turbine control device, Fig. 2 is a block diagram showing a conventional valve opening control section, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of the valve opening control section of the present invention. , FIG. 4 is a block diagram showing the operation contents of the device of the present invention, and FIG. 5 is a time chart showing the operation of the device of the present invention. 11... Turbine, 12... Speed detector, 13
...Speed control section, 14...Valve opening control section, 15...
... Valve, 16... Valve opening detector, 17... Valve drive unit, 18... Valve opening control circuit, 19... Power amplifier, 20... Digital arithmetic processing unit, 21...
Adder.
Claims (1)
を入力として、弁開度指令を出力しタービンの速
度を制御する速度制御部と、前記弁開度指令と弁
の実開度信号を入力として開度調整信号を出力し
弁開度を制御する弁開度制御部とからなるタービ
ン制御装置において、前記弁開度制御部内に前記
弁の実開度信号と前記弁開度指令とを入力し、複
数個の前記弁に対し個別開度調整信号を出力して
複数個の前記弁の開度制御を行なう複数個のデイ
ジタル演算処理装置を設け、前記複数個のデイジ
タル演算処理装置からの各々の個別開度調整信号
を加算して弁開度調整指令とする加算回路を前記
複数個の各弁に対応して設けたことを特徴とする
タービン制御装置。1. A speed control section that receives a turbine speed command and a turbine actual speed signal as input and outputs a valve opening command to control the turbine speed; In a turbine control device comprising a valve opening control unit that outputs an adjustment signal and controls a valve opening, an actual opening signal of the valve and the valve opening command are input into the valve opening control unit, and a plurality of valve opening commands are inputted into the valve opening control unit. A plurality of digital arithmetic processing devices are provided that output individual opening degree adjustment signals to the plurality of valves to control the opening degrees of the plurality of valves, and 1. A turbine control device, characterized in that an addition circuit is provided corresponding to each of the plurality of valves to add the degree adjustment signals and generate a valve opening degree adjustment command.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3867781A JPH0235121B2 (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | TAABINSEIGYOSOCHI |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3867781A JPH0235121B2 (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | TAABINSEIGYOSOCHI |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57153905A JPS57153905A (en) | 1982-09-22 |
| JPH0235121B2 true JPH0235121B2 (en) | 1990-08-08 |
Family
ID=12531900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3867781A Expired - Lifetime JPH0235121B2 (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | TAABINSEIGYOSOCHI |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235121B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6030403A (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Toshiba Corp | Turbine control device |
-
1981
- 1981-03-19 JP JP3867781A patent/JPH0235121B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57153905A (en) | 1982-09-22 |
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