一种核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置的制作方法

本发明涉及核电厂汽轮机电液控制和液压故障诊断，尤其涉及一种核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置。

背景技术：

1、在核电厂汽轮机控制系统中，主调节阀的动作性能直接关系到机组负荷调节的稳定性、响应速度以及保护动作的可靠性。主调节阀通常由受伺服阀及其液压控制回路控制的油动机驱动，目前，核电现场普遍采用的油动机控制方式是由dcs（distributed controlsystem，集散/分布式控制系统）发出动作指令，伺服控制卡接收指令后输出相应电流，驱动伺服阀动作，再由伺服阀控制液压油路，使油动机按照指令完成开关或调节动作。但是，当前dcs系统能够长期记录和查看的信号通常较少，主要集中在阀门动作指令、油动机位置反馈以及跳闸电磁阀动作指令等少量外部信号；对于伺服阀液压控制系统内部真正反映故障过程和动态变化的关键信号，现场一般没有完整的数据记录。比如，油动机m4、m5油压，先导插装阀和主插装阀a、b两侧x口压力，先导插装阀和主插装阀的阀芯位移，伺服阀线圈电流，伺服阀p口、b口、t口、x口压力，以及伺服阀的阀芯位移等信号在实际运行中往往没有被全面引出，也没有形成统一、同步的高速采集手段。当系统出现动作异常，现场人员往往只能看到“阀门没有按要求动作”这一最终结果，却很难看清故障是在哪一个环节产生的，也难以准确判断故障的发展过程。

2、在实际生产中，汽轮机主调节阀液压控制系统常出现阀门动作迟滞、开启或关闭速度异常、阀位波动、油动机响应不一致、试验过程中动作不正常、跳闸回路动作异常等问题，这些问题有时表现相似，但成因并不相同。例如，有的问题来自伺服控制卡输出异常，有的问题来自伺服阀阀芯卡涩或线圈驱动异常，有的问题可能是先导插装阀或主插装阀动作不灵活，也有可能是控制油路局部堵塞、内泄增加、油动机缓冲段异常，甚至是跳闸电磁阀动作不到位引起的。由于系统缺少对这些关键环节的动态监测，故障分析往往只能依靠经验判断、逐项拆检或更换部件来进行，不但耗时较长，而且容易出现误判和漏判，检修成本也相对较高。此外，现场对伺服阀液压控制系统进行专项分析时通常需要依赖原有dcs控制路径，导致很多试验只能做简单验证，难以灵活开展阶跃试验、恒速率动作试验、断线试验、伺服阀流量特性试验以及跳闸电磁阀联动试验等；对于一些间歇性故障、边界工况故障或需要现场复现的问题，现有技术手段难以满足要求，使得现有系统在试验和诊断手段上存在一定局限。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述不足，提供一种可提高专项试验能力和故障诊断效率及准确性、减少不必要的拆检工作、缩短缺陷处理时间的核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置。

2、一种核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置，用于伺服阀液压控制系统故障诊断，所述伺服阀液压控制系统至少包括油动机、伺服阀、跳闸电磁阀、先导插装阀、主插装阀，所述诊断装置包括：

3、控制单元，用于生成阀门动作指令和试验逻辑，根据所述阀门动作指令输出伺服阀驱动电流，并驱动所述跳闸电磁阀动作；

4、测点信号取出单元，包括可拆卸分布安装在所述油动机、所述伺服阀、所述先导插装阀以及所述主插装阀处的多个安装板件、设置在各所述安装板件或所述伺服阀液压控制系统的相关部件上以获取相应信号的若干传感器；

5、传感器接口单元，与若干所述传感器信号连接；

6、数据采集单元，与所述传感器接口单元信号连接并用于同步采集若干所述传感器回传的各类压力、位移、电流和/或开关量信号。

7、在其中一个实施例中，所述控制单元包括用于生成阀门动作指令和试验逻辑的电控板卡、与所述电控板卡信号连接并用于根据所述阀门动作指令输出伺服阀驱动电流的伺服控制卡，所述伺服控制卡与所述伺服阀信号连接以驱动所述伺服阀工作，且所述伺服控制卡还用于获取所述伺服阀的线圈电流。

8、在其中一个实施例中，多个所述安装板件包括设置在所述伺服阀处的过渡板、设置在所述先导插装阀处的盖板、设置在所述主插装阀处的过渡结构、设置在所述油动机上的集板块；

9、所述过渡板上开设有四个第一压力通道，各所述第一压力通道的一端一一对应与所述伺服阀的四个压力口连通，各所述第一压力通道的另一端形成第一取压点；

10、所述盖板上开设有与所述先导插装阀的压力口连通的第二压力通道、对应所述先导插装阀的阀芯的第一阀芯位移检测口，所述第二压力通道的另一端 形成第二取压点；

11、所述过渡结构上开设有对应所述主插装阀的阀芯的第二阀芯位移检测口；

12、所述集板块上开设有对应所述油动机油路的油压检测口；

13、若干所述传感器包括一一对应设置在各所述第一取压点处的四个第一压力传感器、设置在所述第一阀芯位移检测口处的第一位移传感器、设置在所述第二取压点处的第二压力传感器、设置在所述第二阀芯位移检测口处的第二位移传感器、设置在所述油压检测口处的第三压力传感器、设置在所述油动机上并用于记录所述油动机位置反馈的第三位移传感器、通过转接头安装在所述主插装阀上的第四压力传感器。

14、在其中一个实施例中，所述油动机油路的缓冲段和非缓冲段各开设有一所述油压检测口。

15、在其中一个实施例中，多个所述安装板件还包括安装在所述伺服阀侧方的位移采集盖板，所述位移采集盖板上开设有对应所述伺服阀的阀芯的第三阀芯位移检测口，若干所述传感器还包括设于所述第三阀芯位移检测口处的第四位移传感器。

16、在其中一个实施例中，所述跳闸电磁阀设置在所述先导插装阀处并与所述伺服控制卡电连接，所述伺服控制卡在所述油动机跳闸时驱动所述跳闸电磁阀动作以紧急关闭，并采集所述跳闸电磁阀的状态量。

17、在其中一个实施例中，所述数据采集单元为采集周期和数据记录周期均为1ms的高速数据采集卡。

18、在其中一个实施例中，所述核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置还包括人机交互及软件分析平台，所述人机交互及软件分析平台与所述高速数据采集单元信号连接并用于指令输入和诊断结果输出；所述人机交互及软件分析平台根据不同信号之间的先后关系、变化幅度、响应斜率和延迟时间输出诊断结果。

19、在其中一个实施例中，所述人机交互及软件分析平台设有数据显示模块、曲线显示模块、跳闸电磁阀操作模块、动作模式选择模块和系统参数调整模块。

20、在其中一个实施例中，所述诊断装置还包括外箱，所述外箱包括箱体、可开合地设置在所述箱体顶部的箱盖、固定在所述箱体顶部一侧且由所述箱盖覆盖的测试板、设置在所述箱体顶部且可打开的支撑板，所述传感器接口单元布置在所述测试板上，所述人机交互及软件分析平台设置在所述支撑板的上表面，所述箱体内设有隔板以分隔所述箱体的内腔形成位于所述测试板下方的控制区、位于所述支撑板下方的收纳区，所述控制单元和数据采集单元位于所述控制区内，且所述控制区内设有电源，所述测点信号取出单元收容于所述收纳区内。

21、实施本发明的核电厂伺服阀液压控制系统的诊断装置，通过设置测点信号取出单元，在待测伺服阀液压控制系统的相应部件处设置安装板件和传感器，并通过控制单元驱动伺服阀动作，以使得伺服阀液压控制系统中的其余部件工作，由传感器接口单元将传感器采集到的信号接入数据采集单元，将原本隐藏在伺服阀液压控制系统内部的关键过程完整呈现，伺服阀、先导插装阀、主插装阀、油动机和跳闸回路的内部过程全部纳入监测范围，使故障分析具备了完整的数据基础；采集信号覆盖了控制链路中的主要环节，现场在分析问题时不必再过多依赖经验猜测，可根据真实数据进行判断，故障定位能力强，可减少误判和漏判，提高了故障诊断效率及准确性，减少了不必要的拆检工作，缩短了缺陷处理时间；通过控制单元驱动伺服阀动作，有利于主动实施专项试验，提高了专项试验能力。