JPS60195333A - Automatic control device for gas-turbine engine - Google Patents
Automatic control device for gas-turbine engineInfo
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明はガスタービンエンジン駆動式の発電装置、特
にその非常用発電装置の自動運転制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas turbine engine-driven power generation device, and particularly to an automatic operation control device for the emergency power generation device.
「発明の目的」
この発明の第１の目的は、停電等の外部信号と、ガスタ
ービンエンジンの回転速度、排気温度、潤滑油圧力等の
動作状態に対応した検出信号ＶＣ応じて、自動的にガス
タービンエンジンの起動、停止再起動や負荷切替等のガ
スタービン発電装置の運転を総合的に適切に制御するこ
とである。特に、一回の起動でガスタービンエンジンが
自立運転可能な状態に至らない場合、自動的に再度起動
操作（以下再起動と略記）を行うようにすることである
。従来、釜岐にわたる制御項目について適切な運転制御
はなし得ない状況で、特に起動失敗時はガスタービンエ
ンジンを停止させるのみでその後の処ｌＩ＃は人手に委
わられている。非常用発電装置Ｋおいてはこの点は極め
て不満足とするところで、改善が望まれている。``Object of the Invention'' The first object of the present invention is to automatically detect a power outage in response to an external signal such as a power outage, and a detection signal VC corresponding to the operating state such as the rotational speed of the gas turbine engine, exhaust temperature, lubricating oil pressure, etc. It is to comprehensively and appropriately control the operation of the gas turbine power generation device, such as starting, stopping and restarting the gas turbine engine, and switching the load. In particular, if the gas turbine engine does not reach a state capable of self-sustaining operation after one startup, the startup operation (hereinafter abbreviated as "restart") is automatically performed again. Conventionally, it has not been possible to perform appropriate operational control over a wide range of control items, and in particular, when a startup failure occurs, the gas turbine engine is simply stopped, and subsequent processing is left to the human hands. The emergency power generator K is extremely unsatisfactory in this respect, and improvements are desired.
この発明の第２の目的は、ガスタービン発電装置の動作
状態を自動的に常時監視し、保安のための所要の１ｆ報
を発することである。従来は、監視項目がガスタービン
エンジンの過速度、排気温度異常上昇、潤滑油田力異常
低下等の監視を要する項目の一部についてのみで不十分
である。A second object of the present invention is to automatically and constantly monitor the operating state of a gas turbine power generator and issue necessary 1f warnings for safety. Conventionally, monitoring items are insufficient for only some of the items that require monitoring, such as overspeed of the gas turbine engine, abnormal increase in exhaust temperature, and abnormal decrease in lubricating oil field power.
この発明の第３の目的は、マイクロコンピュータを用い
たガスタービン発電装置の制御装置（思下、制御装置と
略記）において、中央処理部（以下、ＣＰＵと略記）の
暴走、入出力インターフエイス（以下、工／０と略記）
の破壊等により適切な制御信号等を得られなくなった場
合の安全を確保することである。従来はＩ／Ｏボートが
高イ／ビーダンスになると、本来出力されるべきとはい
えない制御信号等が出力され、カスタービンエンジンの
運転に悪影＠を及ぼすことがある。The third object of the present invention is to prevent runaway of the central processing unit (hereinafter abbreviated as CPU) and input/output interface (hereinafter abbreviated as CPU) in a control device (hereinafter abbreviated as control device) of a gas turbine power generator using a microcomputer. (hereinafter abbreviated as engineering/0)
This is to ensure safety in the event that appropriate control signals, etc. cannot be obtained due to destruction of the equipment. Conventionally, when the I/O boat has a high I/O speed, control signals and the like that should not be output are output, which may adversely affect the operation of the cast turbine engine.
この発明の第４の目的は、非常ｌｌ４＋にガスタービン
発電装置の一切の運転を停止させ得るようにすることで
ある。A fourth object of the present invention is to make it possible to stop all operations of the gas turbine power generator in an emergency 114+.
この発明の第５の目的は、スタータ、点火装置撚１４供
給路の電磁弁、燃料ボンブ等のガスタービンエンジンの
運転関連機器（思下袖機と略記）と制御装置の間の配線
が適切で、各補機の動作が適切か否かをガスタービンエ
ンジン全起動することなく点検するとともに、クランキ
ング、燃料供給路の空気抜き等を行えるようにすること
である。A fifth object of the present invention is to ensure that the wiring between the control device and the gas turbine engine operation-related equipment (abbreviated as "suppressor"), such as the starter, the solenoid valve of the ignition system 14 supply path, and the fuel cylinder, is properly connected. , to check whether the operation of each auxiliary machine is appropriate without starting the gas turbine engine completely, and to be able to perform cranking, venting air from the fuel supply path, etc.
制御対象、監視項目、警報表示項目の増大Ｉま配線を複
雑にし、そのチェックを困難にしており、配線の簡単な
点検手段は実現が望まれている。また従東より、ガスタ
ービン発電装置の据え付け後の試験とか、あるいは異常
事態処理後の点検、運転準備等を容易に行う手段が要請
されている。The increase in the number of control objects, monitoring items, and alarm display items has made the wiring complex and difficult to check, and it is desired that a simple means for inspecting the wiring be realized. Furthermore, there is a demand from East Japan for a means to easily conduct tests after installation of gas turbine generators, inspections after handling abnormal situations, preparations for operation, etc.
「発明の構成」
この発明におけるガスタービン発電装置の自動制御装置
の構成を実施例に基づいて図面を用いて以下Ｋ説明する
。"Structure of the Invention" The structure of an automatic control device for a gas turbine power generator according to the present invention will be described below based on an embodiment with reference to the drawings.
第１図Ｋおいて、ガスタービンエンジンの動作状態に関
するパラメータを検出するセンサ１、その信号処理全行
う検出回路２、マルチプレクサ３（ＭＰＸ）、サンプル
ホールド回路４（Ｓ／Ｈ）、Ａ／勺変換器５、停電や発
電状態の異常等の検出部６、運転モードの切替スイッチ
（以下、切替席ｔ略記）７、設定ＳＷ８、点検ＳＷ９等
で成る操作部１０、ＶＯ１１、バス１２、ＣＰＵ１３、
ＲＯＭＩ４、ＲＡＭＩ５、クロツク１６、制御、警報お
よび表示の出力インターフエイス１７、１８、および１
９、表示部２０で構成される。In Fig. 1K, a sensor 1 detects parameters related to the operating state of the gas turbine engine, a detection circuit 2 that performs all signal processing, a multiplexer 3 (MPX), a sample hold circuit 4 (S/H), and an A/X conversion. 5, a detection unit 6 for detecting power outages and abnormalities in the power generation state, an operation unit 10 consisting of an operation mode changeover switch (hereinafter abbreviated as changeover seat t) 7, a setting SW8, an inspection SW9, etc., a VO 11, a bus 12, a CPU 13,
ROMI4, RAMI5, clock 16, control, alarm and display output interfaces 17, 18, and 1
9, a display section 20.
すなわちセンサ１で検出され、検出回路２で後処理可能
な信号レベルに処理されたガスタービンエンジンの回転
速度１ａ，排気温度１ｂ等のガスタービンエンジンの動
作状態に関するパラメータ信号は、マルチプレクサ３に
より順次取り込まれ、サンプルホールド回路４に送られ
た後、約変換器５でデイジタル信号に変換され、工／０
１１ｆｔ介してＲＡＭＩ４に格納される。また、停電６
ａや、発電確立６ｂ等の発電状態の異常は検出部６で検
出されＶＯ１０を介してＲＡＭ１５Ｋ取り込まれる。That is, the parameter signals related to the operating state of the gas turbine engine, such as the gas turbine engine rotational speed 1a and the exhaust temperature 1b, detected by the sensor 1 and processed by the detection circuit 2 to a signal level that can be post-processed, are sequentially taken in by the multiplexer 3. After being sent to the sample and hold circuit 4, it is converted into a digital signal by the converter 5, and the
It is stored in RAMI4 via 11ft. Also, power outage 6
Abnormalities in the power generation state, such as a and power generation establishment 6b, are detected by the detection unit 6 and are captured into the RAM 15K via the VO10.
ところでＲＯＭ１４には、ガスタービン発電装置の運転
、警報、衣示の全体の制御を受け持つプログラムが格納
されており、それに基づいてＣＰＵ１３が各処理を判断
制御する。またＩ／０１１ではスイッチデータ等の入力
や制御出力等が制御される。Ｉ／０１１からの制御出力
信号等はトランジスタ、リレー等からなる出力インター
フエイス１７〜１９に加えられて、それぞれ制御、警報
、表示出力として出力される。Incidentally, the ROM 14 stores a program that is responsible for overall control of the operation, alarm, and display of the gas turbine generator, and the CPU 13 determines and controls each process based on the program. Further, I/011 controls inputs such as switch data, control outputs, and the like. Control output signals and the like from I/011 are applied to output interfaces 17 to 19 consisting of transistors, relays, etc., and output as control, alarm, and display outputs, respectively.
すなわちガスタービンエンジンの動作状態に関するセン
サ信号及び停電、発電状態の異常等の検出信号が取り込
まれると，ＣＰＵ１３は予めＲＯＭＩ４に記憶された動
作シーケンス、設定条件、クロツク１６からのクロック
信号等［，＆づいて比較演算して、ガスタービンエンジ
ンの起動、停止、再起動、負荷切替、！ｉＩ′ｔｐ１発
生等の処置判断を行い、その判断結果に基づいてＩ／０
１１を介して出力インタテフエイスｌ７〜１９Ｋ制御信
号等を出力する。その制御信号Ｋ基づいて表示部２０が
表示を行う。That is, when sensor signals related to the operating state of the gas turbine engine and detection signals such as power outages and abnormalities in the power generation state are taken in, the CPU 13 uses the operating sequences, setting conditions, clock signals from the clock 16, etc. stored in the ROMI 4 in advance. Then perform comparative calculations to start, stop, restart, load switch, etc. of the gas turbine engine! iI'tp1 occurrence, etc. decisions are made, and based on the decision results I/0
11, output interfaces 17 to 19K control signals, etc. are outputted. The display unit 20 performs display based on the control signal K.
他方操作部１０には、手動、自動、試験等の運転モード
を設定するモード切替ｓｗ７や、ガスタービンエンジン
の動作シーケンス制御の時間を設定するデイジタ／ｌ／
ＳＷや、動作あるいは警報に関する表示を行う前記表示
部２０への衣示内容を設定するデイジタルｙ等の設定蘭
８、警報をリセットする警報復帰ＳｗＩＯａ等の池に、
この発明の前記第５の目的を達成するための手段として
点検ＳＷ９が設けられる。On the other hand, the operation unit 10 includes a mode switching switch SW7 for setting an operation mode such as manual, automatic, test, etc., and a digitizer /l/ for setting the operation sequence control time of the gas turbine engine.
SW, setting field 8 such as digital y for setting display contents on the display unit 20 for displaying operations or alarms, and alarm reset switch SwIOa for resetting the alarm, etc.
An inspection SW 9 is provided as a means for achieving the fifth object of the invention.
すなわち点検ＳＷ９ａを入力するとＣＰＵ１３が、この
信号に対応して予めＲＯＭ１４に記憶された処置すなわ
ち点火装置を作動させる処置を読み出し、工ん１１、出
力インターフエイス１７に点火装置１７ａの制御出力が
得られ、これを動作させるので、点火装妙に至る配線と
その動作チェックが行われる。That is, when the check SW 9a is input, the CPU 13 reads out a procedure stored in advance in the ROM 14, that is, a procedure for activating the ignition device in response to this signal. Since this will be operated, the wiring leading to the ignition system and its operation will be checked.
点検ｓｗ９ｂを入力すると同様にして、燃Ｆｌ遮断弁１
７ｂ１バイパス弁１７Ｃ、およびエノリッチ弁１７ｄ等
撚料供給路の電磁弁の制御出力が得られ、これらの補機
を作勲させるのでこれらの配線と動作チェックが行われ
る。同様にして点検ＳＷ９ｃの入力に対しては、燃料ボ
ング１７ｅ，バイパス弁１７Ｃおよびエンリツチ弁１７
ｄの制御出力が得られζれらの補機を作動させるので、
それに至る配線の適否とこれらの補機の動作チェックが
行われる。また、この時の作動は、燃料供給路の空気抜
きの目的にも用いられる。点検ＳＷ９ｄの入力に対して
は、同様に、スタータ１７ｆ，エアアシストポンプ１７
ｇおよびバイパス弁１７Ｃの制御出力が得られ、これら
の補機を作動させるのでこれらに至る配線の適否と各補
機の動作チェックが行われる。この時の作動は、ガスタ
ービンエンジンのクランキングの目的にも用いられる。When inspection sw9b is input, the fuel Fl cutoff valve 1 is
The control outputs of the solenoid valves of the twisting material supply path, such as the 7b1 bypass valve 17C and the enorich valve 17d, are obtained, and since these auxiliary machines are operated, their wiring and operation checks are performed. Similarly, in response to input of inspection SW9c, fuel bong 17e, bypass valve 17C and enrichment valve 17
Since the control output of d is obtained and ζ these auxiliary machines are activated,
The suitability of the wiring leading up to this and the operation of these auxiliary machines will be checked. Further, this operation is also used for the purpose of venting air from the fuel supply path. Similarly, in response to input of inspection SW9d, starter 17f and air assist pump 17
Since the control outputs of g and bypass valve 17C are obtained and these auxiliary machines are operated, the suitability of the wiring leading to them and the operation of each auxiliary machine are checked. This operation is also used for cranking purposes in gas turbine engines.
以上のように点検は、各々単独ではガスタービンエンジ
ンを起動させることのないように補機を４群に分け、し
かも各群を機能化している・また異常時しよ、警報出力
信号が出力インターフエイス１８を介して出力され、ベ
ル等で警鳴報知する。そして設定ｙ８をエラー表示コー
ドに設定すると、表示インターフエイスｌ９を介して対
応する異常表示をランプ、プリンタ、ＣＲＴ等の表示部
２０に表示する。As mentioned above, during inspection, the auxiliary equipment is divided into four groups so that each group does not start the gas turbine engine independently, and each group is functionalized.Also, in the event of an abnormality, the alarm output signal is sent to the output interface. The signal is output via the face 18, and an alarm is sounded by a bell or the like. When the setting y8 is set to an error display code, a corresponding abnormality display is displayed on the display unit 20 such as a lamp, printer, or CRT via the display interface l9.
サラに設定ＳＷ８を例えばガスタービンエンジンの回転
速度１９ｄ，排気温度ｌ９ｅ，月／日１９ｆ等の動作状
態パラメータ等の表示コードに設定すると、辰示インタ
ーフエイス１９ヲ介して対応する項目の衣示を衷示部２
０に得ることもできる。For example, if SW8 is set to a display code for operating status parameters such as gas turbine engine rotational speed 19d, exhaust temperature 19e, month/day 19f, etc., the display of the corresponding item will be displayed via the display interface 19. Display section 2
You can also get it to 0.
次にこの発明における制御装置の運転制御等の実施例を
第２図〜第５図に示す一連の流れ図に基づいて説明する
。Next, an embodiment of the operation control of the control device according to the present invention will be described based on a series of flowcharts shown in FIGS. 2 to 5.
第２図はガスタービンエンジンの起動時の流れ図で、ス
テップＳ１で起動指令が入るとガスタービンエンジンの
過速度、排気温度異常上昇、潤滑油温度異常上昇、制御
装置電源異常、検出センサ異常等の常時監視項目の連続
監視が全期間を通じて行われる。この項目について異常
判断がなされると直ちに後述の常時監視項目異常処理を
行い運転を停止させる。−１たヒータ、ファンによる周
囲温度制御が全期間を通じて進行すふ。次いでステップ
Ｓ！でスタータと点火装置が始動し、燃料遮断弁が開い
て起動が行われる。ステップＳ３で所定の起動回数内に
所定の回転速度になったか否か判断され、起動がかから
ない場合は後述の起動異常処理全行い、起動した場合は
ステップＳ４で所定時間内に所定の排気温反に上昇した
か否かの着火確認が行われる。不着火と判断されたとき
は、後述の第４図に記載の再起動に移行する。着火が確
認されるとスデツプＳ５で所定時間内ＶＣ第１の設定速
度に達したか否か判断され、未到達の場合は前記同様再
起動Ｋ移行し、到達した場合はステップＳ６でスタータ
と点火装置の補機を停出させる。続いてステップＳ７で
同様に、所定時間内に第２の設定速度に達したか否か判
断され、未到達の場合は前記の再起動に移行し、到達し
た場合は第３図の発電、停止の制御に進行する。ステッ
プＳ６とＳ，の間、潤滑油圧力が監視され、これが設定
値よシ下がると前記再起動に移行する。Figure 2 is a flowchart when the gas turbine engine is started. When a start command is received in step S1, the gas turbine engine overspeeds, abnormally increases the exhaust temperature, abnormally increases the lubricating oil temperature, abnormality in the power supply of the control device, abnormality in the detection sensor, etc. Continuous monitoring of constant monitoring items is carried out throughout the entire period. Immediately when it is determined that this item is abnormal, the constant monitoring item abnormality process described below is performed and the operation is stopped. -1. Ambient temperature control using heaters and fans continues throughout the entire period. Next step S! The starter and ignition system start, and the fuel cutoff valve opens to start the engine. In step S3, it is determined whether or not the rotation speed has reached a predetermined rotation speed within a predetermined number of times of startup. If the startup does not occur, all startup abnormality processing described below is performed, and if the startup occurs, a predetermined exhaust temperature change is performed within a predetermined time in step S4. Ignition confirmation is performed to see if the temperature has risen to . When it is determined that there is no ignition, the process proceeds to restart as shown in FIG. 4, which will be described later. When ignition is confirmed, it is determined in step S5 whether or not the VC first set speed has been reached within a predetermined time. If the VC first set speed has not been reached, the process proceeds to restart K as described above, and if it has been reached, the starter and ignition are activated in step S6. Stop the equipment's auxiliary equipment. Next, in step S7, it is similarly determined whether the second set speed has been reached within a predetermined time, and if the second set speed has not been reached, the process moves to the above-mentioned restart, and if it has been reached, the power generation/stop as shown in Fig. 3 is performed. Proceed to control. Between steps S6 and S, the lubricating oil pressure is monitored, and when this falls below the set value, the restart is performed.
次に第３図は発電・停止の制御流れ図で、第２図のステ
ップＳ７からこれに進行し、まずステップＳ８で発電機
の励磁を行った後、電圧とガスタービンエンジンの潤滑
油圧力と前記常時監視項目と停止指令の有無を連続的Ｋ
監視しながら、過電圧、不足電圧等の電圧巽常、潤滑油
圧力の異常低下の油ＥＥｌ常、常時監視項目異常、停止
指令のいずれにも該当しない間、負荷運転を継続する。Next, FIG. 3 is a control flowchart for power generation/shutdown. The process proceeds from step S7 in FIG. Continuously monitors constantly monitored items and presence or absence of stop commands
While monitoring, load operation is continued as long as none of the voltage abnormalities such as overvoltage or undervoltage, oil EEL constant such as abnormal drop in lubricating oil pressure, constant monitoring item abnormality, or stop command apply.
上記の異常あるいは指令のいずれが判断あるいは検出さ
れても、直ちにその処理＆Ｃｆｌ行し運転は停止される
。Even if any of the above abnormalities or commands is determined or detected, the process is immediately processed and the operation is stopped.
さて、起動失敗時に自動的に行われる再起動の制御の流
れ図は第４図に示す通りで、まずＳ：で、自動モードで
かつ停電信号があるかとか、試験モードであるか等の予
め定めた再起動を認める条件の脊無を確認する。次いで
Ｓ：までは、第２図に述べた起動時におけるステップＳ
，−Ｓ４の過程と同様Ｋ進行する。ステップＳ：で不着
火と判断されると後述の着火異常処理κ移行し、着火が
確認されると，Ｇで第１の速度確認が行われ、一定時間
内に所定の回転数に達していない場合は後述の起動ハ常
処理（移行する。所定の回転数ＫあるときはステップＳ
：で第２図におけるステップＳ６の場合と同様に補機を
停止させ、ステップＳ；で第２の速度確認が行われる。Now, the flowchart of the restart control that is automatically performed when startup fails is as shown in Figure 4. First, at S:, predetermined information such as automatic mode, whether there is a power outage signal, or test mode is set. Confirm whether the conditions for allowing a restart have been met. Next, up to S:, step S at the time of startup described in FIG.
, -K progresses in the same way as the process of S4. If it is determined that there is no ignition in step S:, the process moves to the ignition abnormality process κ described later, and if ignition is confirmed, the first speed check is performed in G, and if the specified rotation speed has not been reached within a certain time. If so, proceed to the startup normal process (described later). If the predetermined rotational speed K is reached, proceed to step S.
: The auxiliary equipment is stopped in the same way as in step S6 in FIG. 2, and a second speed check is performed in step S;.
このステップで一定ＩＲｖ間内に更に回転数が上昇し所
定値に達していない場合は加速異常処理に移行し、所定
値に達している場合は第３図に示す発電・停止の制御ス
テップＳ８以、降に進む。In this step, if the rotation speed further increases within a certain IRv and does not reach the predetermined value, the process moves to acceleration abnormality processing, and if it has reached the predetermined value, the power generation/stop control step S8 shown in FIG. , proceed to descend.
なお、同じシステムで、再起動の回数ｆｆ：複数にする
シーケ／スを組むことも可能でおる。Note that in the same system, it is also possible to create a sequence in which the number of restarts ff is multiple.
上記の各異常処理および停止処理は第５図に示すサブル
ーチンでそれぞれ処理される。すなわち常時監視項目、
油田、加速、電圧および着火異常処理は第５図（ａ）で
、起動異常処ｆ！は第５図Φ）で、停止処理は第５図（
Ｃ）で、制御器異常処理は第５図（ｄ）でそれぞれ停止
あるいは警報処置され、警報の復帰後に待機状態に戻る
。また、第５図に示すサブルーチンでの停止、警仲の内
容は、第６図に例示する曲りである。The above-mentioned abnormality processing and stop processing are respectively processed in subroutines shown in FIG. In other words, constant monitoring items,
Oil field, acceleration, voltage, and ignition abnormality processing are shown in Fig. 5 (a), starting abnormality processing f! is shown in Figure 5 Φ), and the stop process is shown in Figure 5 (
In C), the controller abnormality processing is stopped or alarmed in FIG. 5(d), and the controller returns to the standby state after the alarm is restored. Further, the contents of the stoppage and communication in the subroutine shown in FIG. 5 are as illustrated in FIG. 6.
この発明の第３および第４の目的を達成するための構成
を第７図に例示する。すなわちマイクロコンピュータを
用いるこの発明の制御装置において．Ｉ／０１１の出力
ボート２１Ｋ接続される出力インタープエイス１７〜１
９’ｋ構１１ｆｆｉするスイッチング素子の制御端子を
抵抗２３を介して接地させて成る。これによってＣＰｔ
Ｊの暴走やＩ／０１１が破壊されて、Ｉ／Ｏホート２１
が切り離された状Ｉｉ３になっても、リレーＲが動作す
ることはなくその接点ｒＦ′ｉ開放されるので出力信号
は生ぜず、スターク、点火装置その１【］１の補機を停
止させる。また出力部の最終段の電源ラインに非常停止
ＳＷ２４を設けたので、これによってすべての出力ヲ遮
断できる。A configuration for achieving the third and fourth objects of the invention is illustrated in FIG. That is, in the control device of this invention using a microcomputer. Output interface Ace 17 to 1 connected to I/011 output boat 21K
The control terminal of the switching element 9'k structure 11ffi is grounded via a resistor 23. This allows CPt
Due to J's runaway and I/011 being destroyed, I/O Hort 21
Even in the disconnected state Ii3, the relay R does not operate and its contact rF'i is opened, so no output signal is generated and the auxiliary equipment of the starter and the ignition system 1[]1 is stopped. Furthermore, since an emergency stop switch 24 is provided on the power line at the final stage of the output section, all outputs can be shut off.
「発明の効果」
以上の構成によりこの発明では、第１に停亀等の外部信
号とガスタービン発ｔＬ装置の運転状態に心してカスタ
ービンエンジンの起動、停止、再起動や、負荷切替等の
ガスタービン発奄装置の運転制師を自勤的Ｇて適切に行
える。特に一回の起動で自立運転可能な状態Ｋならない
場合、自動的に再起動が行われるので起動の信頼性が倍
増する。この点は特に非常用発電装置においては計り知
ｊ，ない効果を発揮する。``Effects of the Invention'' With the above configuration, the present invention firstly starts, stops, restarts the gas turbine engine, takes into account external signals such as engine stoppage and the operating status of the gas turbine generator tL device, and controls the gas turbine engine when switching the load. Able to control the operation of the turbine generator properly on his/her own. In particular, if the state K in which self-sustaining operation is not possible is achieved after a single start-up, the restart is automatically performed, thereby doubling the reliability of the start-up. This point is especially effective in emergency power generation equipment.
この発明の第２の効果として、多岐にわたる常時監視が
行えるので装置の損傷、破壊防止の効果はもちろん、保
安面が著しく増大する。As a second effect of the present invention, since a wide variety of constant monitoring can be performed, not only the damage and destruction of the equipment can be prevented, but also the safety aspect is significantly increased.
この発明の第３の効果として、制ｉ（ｌ装置の出力イン
ターフェースにフエールセーフ対策を講じたので制（至
）の安全性が向，トする。As a third effect of the present invention, the safety of the control is improved because a fail-safe measure is taken for the output interface of the control device.
この発明の第４の効果と１，て、すべての出力を遮断す
る手段を設けたので緊急時の安全性が増大する。The fourth advantage of the present invention is that, since a means for cutting off all outputs is provided, safety in an emergency is increased.
この発明の第５の効果として、その作動のみでは起動に
至らない補機群にブロック化した点検ＳＷを設けたので
、ガスタービンエ／ジンを起動させることなく、制御装
置と補機の間の配線の遣否と補機の動作の点検を容易に
行える。同時に鍵１Ｆ供給路の空気抜きやクランキング
等の運転準備ならびに作守回転が行える。つまり装置の
保守、点検、操作性能が一段と同上する。As a fifth effect of this invention, since inspection SWs are provided in blocks for the auxiliary equipment group whose operation alone does not lead to startup, the inspection switch between the control device and the auxiliary equipment can be connected without starting the gas turbine engine. It is easy to check whether the wiring is correct or not and the operation of auxiliary equipment. At the same time, operation preparations such as venting air from the key 1F supply channel and cranking, as well as operational rotation, can be performed. In other words, the maintenance, inspection, and operational performance of the equipment will be improved.
第１図はこの発明の実施ψ１１の橋成を示すブロック回
、第２図〜第５図はこの発明における制一の流れ図、第
６図は第５図に示す各サブルーチンにおける停ＩＦ．と
警報の内容を示す図、第７図はこの発明におりる出力部
のフエールセーフ回路例を示す図である。
１＋６：＠出手段、９：点検スイッチ、１ｌ：１／０．
１３：ＣＰＵ，１４：ＲＯＭ，１５：ＲＡＭ、１７，１
８，１９：出力インターフェイス、１７ａ：点火装置、
１７ｂ二ＬＱ，＄＋遮断弁、１７ｅ：燃料ポンプ、１７
ｆ：スＪ−１、２ｏ：表示部、２２：スイッチ素子、２
３：低抗、２４：非常停止スイッチ（出力）。
−１６６−
−１６７一
明細書（訂正）
１発明の名称
ガスタービンエンジンの自動制御装置
２特許請求の範囲
（１）ガスタービンエンジンの動作状態を検出する検出
手段と、予め定められた前記ガスタービンエンジンの動
作シーケンスおよびそのシーケンスに対応して設定され
た動作条件を記憶する記憶手段と、前記検出手段の検出
信号と前記記憶手段に記憶された動作条件とを比較演算
する比較手段と、その比較結果に基づいて前記ガスター
ビンエンジンを前記動作シーケンスに従って制御する制
御手段金備え、前記ガスタービンエンジンの起動時（て
、前記比蝦手段によシその動作ステップに対応する動作
粂件を満たしていないことを確認すると前記制御手段に
より前記ガスタービンエンジンを再起動させることを特
徴とするガスタービンエンジンの自動制御装置。
（２）ガスタービンエンジンの動作に関連する各種機器
の制御信号の出力回路の１側全共通にし、そこに手動ス
イッチを直列に挿入したことを特徴とする特許請求の範
囲第一項記載のガスタービンエンジンの自動制御装置。
（３）シーケンス制御をマイコンで行ない、ガスタービ
ンエンジンの動作に関連する各種機器の制御信号の個々
の出力ボートを抵抗器を介して接地することを特徴とす
る特許請求の範囲第一項記載のガスタービンエンジンの
自動制御装置。
（４）特許請求の範囲第一項記載のガスタービンエンジ
ンの自動制御装置において、スター久点火装置、燃料供
給路の電磁弁、及び燃料ボングの動作を前記ガスタービ
ンエンジンの運転とは無関係に各々単独に確認出来る確
認手段を設けることを特徴とするガスタービンエンジン
の自動ｉｉｉｌ１御装置。
３発明の詳細な説明
「産業上の利用分野」
コノ発明はガスタービンエンジン駆動式の発電装置、特
にその非常用発電装置の自動運転制御装置に関する。
「従来の技術」
従来から、停電などの事態に対応して非常用発電装置と
してガスタービンエンジン駆動式の発ｔ装置が使用され
ている。
従来の装置では、ガスタービンエンジンの回転速度、排
気温度、潤滑油圧力など、多岐にわたる制御項目につい
て適切な運転制御はなし得ない状況で、特に起動失敗時
はガスタービンエンジンを停止させる処置が取られるの
みでその後の処置は人手に委ねられている。非常用発電
装置として使用する場合においてはこの点は極めて不満
足とするところで、その改善が望一まれている。
又、ガスタービン発電装置の動作状態の監視に際しても
監視項目がガスターヒンエンジンの過速度、排気温度異
常上劉、潤滑油圧力異常低下等の監視を要する項目の一
部について行なわれるのみで不十分である。又、この種
の自動制御装置をマイクロコンピュータを用いて制御す
る場合、従来のものでは、■／０ボートが高インピーダ
ンスになると、本来出力されるべきではない制御信号等
が出力され、ガスタービンエンジンの運転に悪影響を及
ぼすことがある。
さらに、従来使用されているこの種の自動制御装置では
、スタータ、点火装置、燃料供給路の電磁弁、燃料ポン
プ等のガスタービンエンジンの運転関連機器（以下補磯
と略記）と制御装置間の配線のチェソクを簡単に行なう
ことは出来ず、又各補機の動作が適切か否かをガスター
ビンエンジンを起動することなく独立に点検することも
出来なかった。
制御対象、監視項目、警報表示項目の増大は配線を複雑
にし、そのチェソクを困難にしており、配線の簡単な点
検手段は実現が望まれている。１た従来より、ガスター
ビン発電装置の据え付け後の試験とか、あるいは異常事
態処理後の点検、運転準備等を容易に行う手段が髪請さ
れている。
「発明が解決すべき問題点−１
この発明は前述の従来使用されているこの種の制御装置
での諸難点を解決するものであり、以下のような問題点
の解決を目的とする。
この発明の第１の目的は、停電等の電気系統の異常事態
の発生で供給される外部信号と、ガスタービンエンジン
の回転速度、排気温度、潤滑油圧力等の動作状態に対応
した検出信号に応じて、自動的にガスタービンエンジン
の起動、停止再起動や負荷切替等のガスタービン発電装
置の運転を総合的に適切に制御することである。特に、
一回の起動でガスタービンエンジンが自立運転可能な状
態に至らない場合、自動的に再度起動操作（以下再起動
と略記）を行うようにすることである。
この発明の第２の目的は、ガスタービン発電装置の動作
状態を自動的に常時監視し、保安のための所要の警報を
発することである。
この発明の第３の目的は、マイクロコンピュータを用い
たガスタービン発電装置の制御装置（以下、制御装置と
略記）において、中央処理部（以下、ＣＰＵと略記）の
暴走、入出力インターフエイス（以下、Ｉ／Ｏと略記）
の破壊等にエリ適切な制御信号等を得られなくなった場
合の安全を確保することである。
この発明の弟４の目的は、非常時にガスタービン発電装
置の一切の運転を停止させ得るようＯですることである
。
この発明の第５の目的は、スターク、点火Ｓ＋置燃料供
給路の電磁弁、燃料ポンプ等のガスタービンエンジンの
運転関連機器と制御装置の間の配線が適切であるかどう
か、或は各補機の動作が適切か否かをガスタービンエン
ジンを起動することなくそれぞれ独立に点検するととも
に、クラノギノグ、然料供給路の空気抜き等を行えるよ
うにすることである。
「発明の構成」
この発明では、ガスタービンエンジンのｔｊｈ作状態を
検出する検出手段が設けられ、一方予め定められたガス
タービンエンジンの動作シークンス及びそのシーケンス
に対応して設定された動作条件を記憶する記憶手段が設
けられている。
この検出手段で得られる検出信号と記憶手段に記憶され
ている動作条件とは別に設けられた比較手段によって比
較演算される。この発明では比較手段の比較結果に基づ
いてガスタービンエンジンを予め定められた動作シーケ
ンスに従って制御する制御手段が設けられていて、ガス
タービンエンジンの起動時に比較手段によりその動作ス
テップに対応する動作条件を満たしていないことが確認
されると、制御手段によってガスタービンエンジンが再
起動されるような構成となっている。この構成の発明が
本願の基本発明とされる。
第１にこの基本発明に対してガスタービンエンジンの動
作に関連する各種機器の制御信号の出力回路の１側を共
通にして、そこに手動スイッチを直列に挿入した構成の
ものが導き出される。
次に基本発明に対してシーケンス制御をマイコンで行な
い、ガスタービンエンジンの動作に関連する各種機器の
制御信号の個々の出力ボート’ｔ抵抗器を介して接地す
る構成としたものが導き出される。
さらに、基本発明に対して、スタータ、点火装置、燃料
供給路の電磁弁、及び燃料ポンプの動作を、ガスタービ
ンエンジンの運転とは無関係に、各々単独に確認出来る
確認手段を有する構成のものが導き出される。
このような構成を有するために、この発明においてはガ
スタービン発電装置の運転状態に応じてガスタービンエ
ンジンの起動、停止、再起動などが自動的に適切に行な
われる。
又多岐の項目に対して動作時の常時監視が可能であって
、完全な保安処置が実現可能である。さらに制御装置の
出力インターフエイスにフエーノレセ一フ対策が講じら
れて制御の安全性が向上する。
さらにこの発明では緊急時の安全性が増大し、補機群に
対する配線の適否や動作の点検が容易に行なわれるので
もある。
「実施例」
この発明におけるガスタービン発電装置の自動制御装置
の構成を実施例に基づいて図ｍ１を用いて以下に説明す
る。
第１図に示すようにこの発明のガスタービンエンジンの
自動制御装置は、ガスタービンエンジンの動作状態に関
するパラメータを検出する七ンツ１、その信号処理を行
う検出回路２、マルチプレクサ３（ＭＰＸ），サンプル
ホールド回路４（Ｓ／Ｈ）、Ａ／Ｄ変換器５、停電や発
電状態の異常等の検出部６、運転モードの切替スイッチ
（以下、切替ＳＷと略記）７、設定ＳＷ８、点検ＳＷ９
等で成る操作部１０、Ｉ／０１１、バス１２，ＣＰＵ１
３、Ｉ′ＬＯＭｌ４、ＲＡＭｌ５、クロソク１６、制御
、警報および表示の出力インターフェイス１７、１８、
および１９、表示部２０で構成される。
すなわちセンザ１で検出され、検出回路２で後処理可能
な信号レベルに処理されたガスタービンエンジンの回転
速度１ａ、排気温度１ｂ等のガスタービンエンジンの動
作状態に関するパラメータ信号は、マルチプレクサ３Ｋ
よシ順次取り込まれ、サンプルホールド回路４に送られ
た後、Ａ／Ｄ変換器５でディンタル信号に変換され、Ｉ
／０１１を介して几ＡＭｌ４に格納される。また、停電
６ａや、発電確立６ｂ等の発電状態の異常は検出部６で
検出され、Ｉ／Ｏｌｏを介して几ＡＭｌ５に取シ込まれ
る。
ところで几ＯＭ１４には、ガスタービン発電装置の運転
、警報、表示の全体の制御を受け持つゾログラムが格納
されており、それに基づいてＣＩ）Ｌ．Ｊ１３が各処理
を判断制御する。１たＩ／０１］ではスイッチデータ等
の入力や制御出力等が制御される。Ｉ／０１１からの制
御出力信号等はトランジスタ、リレー等からなる出力イ
ンターフェイス１７〜１９に加えられて、それぞれ制御
、警報、表示出力として出力される。
すなわちガスタービンエンジンの動作状態に関するセン
サ信号及び停電、発電状態の異常等の検出信号が取り込
まれると、ＣＩ’ＵＩＩＩ：予め几ＯＭ１４ＶＣ記憶さ
れた動作７−ケンス、設定条件、クロツク１６からのク
ロック信号等に基づいて比較演算して、ガスタービンエ
ンジンの起動、゛停止、再起動、負荷切替、警報発生等
の処置判断を行い、その判断結果に基づいてＩ／０１］
を介して出力インターフエイス１７〜１９に制御信号等
を出力する。その制御信号に基づいて表示部２ｏが表示
を行う。
他方操作部１０ＶＣは、手動、自動、試験等の運転モー
ドを設定するモード切替ＳＷ７や、ガスタービンエンジ
ンの動作シーケンス制御の時間を設定するデイジタルＳ
Ｗや、動作あるいは警報に関する表示を行う前記表示部
２ｏへの表示内容を設定するデイジタルＳＷ等の設定Ｓ
Ｗ８，警報をリセットする警報復帰ＳＷ１０ａ等の他に
、この発明の前記第５の目的を達成するための手段とし
て点検ＳＷ９が設けられる。
すなわち点検ＳＷ９ａを入カするとＣＰＵ１３が、この
信号に対応して予めＲｏＭ１４ＶＣ記憶された処置すな
わち点火装置を作動させる処置を胱み出し、Ｊ，／０１
１，出力インターフェイス１７に点火装置Ｊ７ａの制御
出カが得られ、これを動作させるので、点火装置に至る
配線とその動作チェソクが行われる。
点検ＳＷ９１）を入力すると同様にして、燃料遮断弁］
．７ｂ．バイパス−ｆｐｌ７ｃ，およびエンリソチ弁１
７ｄ等燃料供給路の電磁弁の制御出方が得られ、これら
の補機を作動させるのでこれらの配巌と動作チェックが
行われる。同様にして点検ｓｗ９Ｃの入力に対しては、
燃料ボンプ１７ｅ、バ・パス弁１７ｃおよびエンリッチ
弁１７ｄの制Ｉｌｌ力が得られこれらの補機を作動させ
るので、そＪに至る配線の適否とこれらの補機の動作チ
ェノじが行われる。また、この時の作動は、燃料供給給
の空気抜きの目的にも用いられる。
点検ＳＷ９ｄの入力に対しては、同様に、スεータ１７
ｆ、エアアシストポンフ１７ｇおよびノイパス弁１７ｃ
の制御出カが得られ、これらの辛１機を作動させるので
これらに至る配線の適否と堂補機の動作チェックが行わ
れる。この時の作動打ガスタービンエンジンのクランキ
ングの目白勺に《用いられる。
以上のように点検は、各々単独ではガスターヒンエンジ
ンを起動させることのないように補機な４群に分け、し
かも各群を機能化している。
また異常時は、警報出力信号が出力インターンエイス１
８を介して出方され、ベル等で警鳴報知する。そして設
定ＳＷ３をエラー表示コードに設定すると、表示インタ
ーフェイス１９乞介して対応する異常表示をランプ、プ
リンタ、ＣＲＴ等の表示部２０に表示する。
さらに設定ＳＷ８を例えばガスタービンエンジンの回転
速度１９ｄ、排気温度１９ｅ、月／日１９ｆ等の動作状
態パラメータ等の表示コードに設定すると、表示インタ
ーフエイス１９を介して対応する項目の表示を表示部２
０に得ることもできる。
次にこの発明における制御装置の運転制御等の実施例を
第２図〜第５図に示す一連の流れ図に基づいて説明する
。
第２図はガスタービンエンジンの起動時の流れ図で、ス
テップＳ１で起動指令が入るとガスタービンエンジンの
過速度、排気温度異常上昇、潤滑油温度異常上昇、制御
装置電源異常、検出センサ異常等の常時監視項目の連続
監視が全期間を通じて行われる。この項目について異常
判断がなされると直ちに後述の常時監視項目異常処理全
行い運転を停止させる。またヒータ、ファンによる周囲
温度制御が全期間を通じて進行する。
次いでステノプＳ２でスタータと点火装置が始動し、燃
料遮断弁が開いて起動が行われる。ステップＳ８で所定
の起動回数内に所定の回転速度になったか否か判断され
、起動がかからない場合は後述の起動異常処理を行い、
起動した場合はステップＳ４で所定時間内に所定の排気
温度に上昇したか否かの着火確認が行われる。不着火と
判断されたときは、後述の第４図に記載の再起動（で移
行する・
着火が確認されるとステップＳ５で所定時間内に第１の
設定速度に達したか否か判断され、未到達の場合は前記
同様再起動に移行し、到達した場合はステップＳ６でス
タータと点火装置の補機を停止させる。続いてステップ
Ｓ７で同様に、所定時間内（て第２の設定速度に達した
か否か判断され、未到達の場合は前記の再起動に移行し
、到達した場合は第３図の発電・停止の制御に進行する
。ステップＳ６とＳフの間では潤滑油圧力が監視され、
これが設定値より下がると前記再起動に移行する。
次に第３図は発電・停止の制御流れ図で、第２図のステ
ップＳ７からこれに進行し、まずステングＳ８で発電機
の励磁を行った後、電圧とガスタービンエンジンの潤滑
油圧力と前記常時監視項目と停止指令の有無を連続的に
監視しながら、過電圧、不足電圧等の電圧異常、潤滑油
圧力の異常低下の油圧異常、常時監視項目異常、停止指
令のいずれにも該当しない間、負荷運転を継続する。上
記の異常あるいは指令のいずれが判断あるいは検出され
ても、直ちにその処理に移行し運転は停止される。
さて、起動失敗時に自動的に行われる再起動の制御の流
れ図は第４図に示す通りで、まずＳＬ′で、自動モード
でかつ停電信号があるかとか、試験モードであるか等の
予め定めた再起動を認める条件の有無を確認する。次い
で８４′までは、第２図に述べた起動時におけるステッ
プ８１〜Ｓ４の過程と同様に進行する。ステップ８４′
で不着火と判断されると後述の着火異常処理に移行し、
着火が確認されると８５′で第１の速度確認が行われ、
一定時間内に所定の回転数に達していない場合は後述の
起動異常処理に移行する。所定の回転数にあるときはス
テップ８６′で第２図におけるステノプＳ６の場合と同
様に補機を停止させ、スデツゾ８７′で第２の速度確認
が行われる。
このステップで一定時間内に更に回転数が上昇し所定値
に達していない場合は加速異常処理に移行し、所定値に
達している場合は第３図に示す発電・停止の制御ステッ
プＳ８以降に進む。
なお、同じシステムで、再起動の回数を複数にするシー
ケンスを組むことも可能である。
上記の各異常処理および停止処理に第５図に示すザブル
ーナンでそれぞれ処理される。すなわち常時監視項目、
油圧、加速、電圧および着火異常処理は第５図（ａ）で
、起動異常処理は第５図（ｂ）で、停止処理は第５図（
Ｃ）て、制御器異常処理は第５図（ｃｌ）でそれぞれ停
止あるいは警報処置され、警報の復帰後に待機状態に戻
る．また、第５′ｌ：Ａに示すサブルーテンでの停止、
警報の内容は、第６図に例示する通りである。
この発明の第３および第４の目的を達成するたｔの琺ｈ
Ｖｔ笛７双１ｆ仏ｌ１云寸Ａ−すゾｒ４−）もマイクロ
コンピュータを用いるこの発明の制御装置において、Ｊ
．／０１１の出力ボート２１に接続される出力インター
フエイス１７〜１９を構成するスイツテング素子の制御
端子を抵抗２３を介して接地させて成る。これによって
ＣＰＵの暴走やＩ／０１１が破壊されて、Ｉ／Ｏポート
２１が切り離された状態になっても、リレー几が動作す
ることはなくその接点ｒは開放されるので出力信号は生
ぜず、スタータ、点火装置七の他の補機を停止させる。
また出力部の最終段の電源ラインに非常停止ＳＷ２４を
設けたので、これによってすべての出力を遮断できる。
「発明の効果」
以上の構成によりこの発明では、第１に停電等の外部信
号とガスタービン発電装置の運転状態に応シテガスター
ビンエンジンの起動、停止、再起動や、負荷切替等のガ
スタービン発電装置の運転制御を自動的に適切に行える
。特に一回の起動で自立運転可能な状態にならない場合
、自動的に再起動が行われるので起動の信頼性が倍増す
る。この点Ｆｉ特に非常用発電装置においては削り知え
ない効果を発揮する。
この発明の第２の効果として、多岐にわたる常時監視が
行えるので装置の損傷、破壊防止の効果はもちろん、保
安面が著しく増大する。
この発明の第３の効果として、制御装置の出力インター
フエイスにフエールセーフ対策を講じたので制御の安全
性が向」ニする。
この発明の第４の効果として、すべての出力を遮断する
手段を設けたので緊急時の安全性が増大ずる。
この発明の第５の効果として、その作動のみでは起動に
至らない補機群にブロソク化した点検ＳＷを設けたので
、ガスタービンエンジンを起動させることなく、制御装
置と補様の間の配線の適否と補様の動作の点検を容易に
行える。同時に燃料供給路の空気抜きやクランキング等
の運転準備ならびに保守回転が行える。つまり装置の保
守、点検、操作性能が一段と向上する。
以上詳細に説明したように、この発明によると外部信号
とガスタービン発電装置の運転状態に応シテ、ガスター
ビンエンジンの起動、停止、再起動、負荷切替などの運
転制御を最適の条件下で自勅的に行ない、動作中の常時
監視が完全に行なわれ、制御の緊急時の安全性が保証さ
れ、さらに補機の配線や、動作の点検をも行なうことが
可能なガスタービンエンジンの自動制御装置を提供する
ことが可能となる。
４図面の簡単な説明
第１図はこの発明の実施例の構成を示すブロック図、第
２図へ第５図はこの発明における制御の流れ図、第６図
は第５図に示す各サブルーチンにおける停止と警報の内
容を示す図、第７図はこの発明における出力部のフエー
ルセーフ回路例を示す図である。
１，６・検出手段、９・点検スイノチ、１１・・・Ｉ／
Ｏ、１３・・ＣＰＵ、１４・・・ＲＯＭ，１５・・・Ｉ
ＬＡ．Ｍ、１７，１８．１９・・・出力インターフエイ
ス、１７ａ・゜点火装置、１７ｂ・・・燃料遮断弁、１
７ｅ・燃料ポンプ、１７ｆ・・・スタータ、２０・・・
表示部、２２・・・スイッチ素子、２３抵抗、２４・・
・非常停止スイッチ（出力）。FIG. 1 is a block diagram showing the bridge construction of the implementation ψ11 of this invention, FIGS. 2 to 5 are flowcharts of control in this invention, and FIG. 6 is a stop IF in each subroutine shown in FIG. and FIG. 7 is a diagram showing an example of a fail-safe circuit of the output section according to the present invention. 1+6: @ output means, 9: inspection switch, 1l: 1/0.
13: CPU, 14: ROM, 15: RAM, 17,1
8, 19: Output interface, 17a: Ignition device,
17b 2LQ, $+ shutoff valve, 17e: Fuel pump, 17
f: Su J-1, 2o: Display section, 22: Switch element, 2
3: Low resistance, 24: Emergency stop switch (output). -166- -167 - Specification (correction) 1. Title of the invention Automatic control device for gas turbine engine 2. Claims (1) Detecting means for detecting the operating state of the gas turbine engine, and a predetermined gas turbine engine. storage means for storing an operating sequence of the engine and operating conditions set corresponding to the sequence; comparison means for comparing and calculating the detection signal of the detection means with the operating condition stored in the storage means; control means for controlling the gas turbine engine according to the operation sequence based on the result; when the gas turbine engine is started up (if the operation sequence corresponding to the operation step is not satisfied by the comparison means); An automatic control device for a gas turbine engine, characterized in that when it is confirmed that the control means restarts the gas turbine engine. The automatic control device for a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the automatic control device for a gas turbine engine is made common to all sides, and a manual switch is inserted in series thereto. (3) Sequence control is performed by a microcomputer, and The automatic control device for a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that each output port for control signals of various devices related to operation is grounded via a resistor. In the automatic control system for a gas turbine engine according to scope 1, a confirmation means that can independently confirm the operation of the star ignition device, the electromagnetic valve of the fuel supply path, and the fuel bong independently of the operation of the gas turbine engine. 3. Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to automatic operation of a gas turbine engine-driven power generation device, particularly an emergency power generation device thereof. Related to control devices. ``Prior art'' Conventionally, gas turbine engine-driven generators have been used as emergency power generators in response to situations such as power outages. In conventional devices, the rotation of the gas turbine engine Appropriate operational control cannot be performed for a wide variety of control items such as speed, exhaust temperature, and lubricating oil pressure.In particular, when startup fails, the only action taken is to stop the gas turbine engine, and subsequent actions are left to humans. This point is extremely unsatisfactory when used as an emergency power generator, and improvements in this point are desired. Furthermore, when monitoring the operating status of the gas turbine power generation system, only some of the items that require monitoring are performed, such as overspeed of the gas turbine engine, abnormal exhaust temperature, and abnormal drop in lubricating oil pressure, which is insufficient. It is. In addition, when controlling this type of automatic control device using a microcomputer, in the conventional type, when the /0 boat becomes high impedance, control signals that should not be output are output, and the gas turbine engine may have an adverse effect on driving. Furthermore, in conventional automatic control devices of this type, there are It was not possible to easily check the wiring, and it was also not possible to independently check whether each auxiliary machine was operating properly without starting the gas turbine engine. The increase in the number of control objects, monitoring items, and alarm display items has made wiring complicated and difficult to check, so it is desired to have a simple means for inspecting wiring. 1. Conventionally, there has been a need for a means to easily perform tests after installation of a gas turbine power generator, inspection after handling an abnormal situation, preparation for operation, and the like. ``Problems to be Solved by the Invention-1 This invention solves the various problems with the above-mentioned conventionally used control devices, and aims to solve the following problems. The first object of the invention is to detect signals in response to external signals supplied in the event of an abnormality in the electrical system such as a power outage, and detection signals corresponding to operating conditions such as the rotation speed, exhaust temperature, and lubricating oil pressure of the gas turbine engine. The objective is to automatically and comprehensively control the operation of the gas turbine power generation device, such as starting, stopping and restarting the gas turbine engine, and switching the load.In particular,
If the gas turbine engine does not reach a state capable of self-sustaining operation after one startup, the startup operation (hereinafter abbreviated as "restart") is automatically performed again. A second object of the present invention is to automatically and constantly monitor the operating state of a gas turbine power generator and issue necessary warnings for safety. A third object of the present invention is to prevent runaway of the central processing unit (hereinafter referred to as CPU) and input/output interface (hereinafter referred to as "CPU") in a control device (hereinafter referred to as "control device") for a gas turbine power generator using a microcomputer. , abbreviated as I/O)
This is to ensure safety in the event that appropriate control signals, etc. cannot be obtained due to destruction of the equipment. The purpose of the younger brother 4 of this invention is to make it possible to stop all operations of the gas turbine generator in case of an emergency. A fifth object of the present invention is to check whether the wiring between the control device and equipment related to the operation of the gas turbine engine, such as the starter, the solenoid valve of the ignition S+ station fuel supply path, and the fuel pump, is appropriate, or whether each supplementary The objective is to independently check whether the machines are operating properly or not without starting the gas turbine engine, and to perform operations such as cranoginog and air removal from the natural material supply path. "Structure of the Invention" In the present invention, a detection means is provided for detecting the tjh operating state of the gas turbine engine, and a detection means is provided that stores a predetermined operating sequence of the gas turbine engine and operating conditions set corresponding to the sequence. A storage means is provided for storing the information. The detection signal obtained by the detection means and the operating conditions stored in the storage means are compared and calculated by a comparison means provided separately. In this invention, a control means is provided for controlling the gas turbine engine according to a predetermined operation sequence based on the comparison result of the comparison means, and when the gas turbine engine is started, the comparison means determines the operating conditions corresponding to the operation step. If it is confirmed that the conditions are not satisfied, the gas turbine engine is restarted by the control means. The invention with this configuration is considered to be the basic invention of the present application. First, in contrast to this basic invention, a configuration is derived in which one side of the output circuit for control signals of various devices related to the operation of the gas turbine engine is made common, and a manual switch is inserted in series thereto. Next, in contrast to the basic invention, a configuration is derived in which sequence control is performed by a microcomputer, and control signals of various devices related to the operation of the gas turbine engine are grounded via individual output port resistors. Furthermore, in addition to the basic invention, there is a configuration having a confirmation means that can independently confirm the operation of the starter, the ignition device, the electromagnetic valve of the fuel supply path, and the fuel pump, independently of the operation of the gas turbine engine. be led out. With such a configuration, in the present invention, the gas turbine engine is automatically and appropriately started, stopped, restarted, etc., depending on the operating state of the gas turbine power generator. Furthermore, various items can be constantly monitored during operation, and complete safety measures can be realized. Furthermore, a phenol safety measure is taken at the output interface of the control device, improving control safety. Furthermore, with the present invention, safety in an emergency is increased, and the suitability of wiring and operation of the auxiliary equipment group can be easily inspected. "Example" The configuration of an automatic control device for a gas turbine power generator according to the present invention will be described below based on an example using FIG. m1. As shown in FIG. 1, the automatic control device for a gas turbine engine according to the present invention includes a seven-piece circuit 1 that detects parameters related to the operating state of the gas turbine engine, a detection circuit 2 that processes the signals, a multiplexer 3 (MPX), a sample Hold circuit 4 (S/H), A/D converter 5, detection unit 6 for detecting power outages and abnormalities in power generation status, etc., operation mode changeover switch (hereinafter abbreviated as changeover SW) 7, setting SW8, inspection SW9
Operating unit 10, I/011, bus 12, CPU 1, etc.
3, I'LOMl4, RAMl5, cloth 16, control, alarm and display output interfaces 17, 18,
and 19, and a display section 20. That is, the parameter signals related to the operating state of the gas turbine engine, such as the gas turbine engine rotational speed 1a and the exhaust temperature 1b, which are detected by the sensor 1 and processed by the detection circuit 2 to a signal level that can be post-processed, are sent to the multiplexer 3K.
After being sequentially captured and sent to the sample and hold circuit 4, it is converted into a digital signal by the A/D converter 5, and the I
/011 and stored in AMl4. Further, an abnormality in the power generation state such as a power outage 6a or power generation establishment 6b is detected by the detection unit 6 and is input to the AM15 via the I/Olo. By the way, the OM 14 stores a zologram that is responsible for the overall control of the operation, alarms, and displays of the gas turbine generator, and based on the zologram, the CI)L. J13 judges and controls each process. 1/1/01], inputs such as switch data, control outputs, etc. are controlled. Control output signals and the like from I/011 are applied to output interfaces 17 to 19 consisting of transistors, relays, etc., and output as control, alarm, and display outputs, respectively. That is, when sensor signals related to the operating state of the gas turbine engine and detection signals such as power outages and abnormalities in the power generation state are taken in, CI'UIII: Pre-stored operations, setting conditions, and clock signals from the clock 16 are detected. Comparative calculations are made based on the above, and judgments are made on whether to start, stop, restart, load switch, generate an alarm, etc. the gas turbine engine, and based on the judgment results, I/01]
Control signals and the like are output to the output interfaces 17 to 19 via the output interfaces 17 to 19. The display unit 2o performs display based on the control signal. On the other hand, the operation unit 10VC includes a mode switching SW 7 for setting operation modes such as manual, automatic, and test, and a digital S for setting operation sequence control time of the gas turbine engine.
W, settings S of digital SWs, etc. that set the display contents on the display section 2o that displays information regarding operations or alarms;
In addition to W8, alarm return SW10a for resetting the alarm, etc., an inspection SW9 is provided as means for achieving the fifth object of the present invention. That is, when the inspection SW 9a is input, the CPU 13, in response to this signal, takes out the action stored in advance in the RoM 14VC, that is, the action to activate the ignition device, and executes the procedure J,/01.
1. Since the control output of the ignition device J7a is obtained from the output interface 17 and is operated, the wiring leading to the ignition device and its operation check are performed. In the same way, input inspection SW91) and check the fuel cutoff valve]
．． 7b. Bypass-fpl7c, and entry valve 1
The control output of the electromagnetic valves of the fuel supply paths such as 7d is obtained, and since these auxiliary machines are operated, their distribution and operation checks are performed. Similarly, for the input of check sw9C,
Since the control force of the fuel pump 17e, the bus pass valve 17c, and the enrichment valve 17d is obtained and these auxiliary machines are operated, the wiring leading to them is checked and the operation of these auxiliary machines is checked. Furthermore, this operation is also used for the purpose of venting air from the fuel supply. Similarly, in response to the input of the inspection SW 9d, the motor 17
f, air assist pump 17g and neupass valve 17c
Control outputs are obtained, and since only one of these units is operated, the suitability of the wiring leading to these units and the operation of the auxiliary units are checked. It is used to control the cranking of gas turbine engines. As mentioned above, the inspection is divided into four groups of auxiliary equipment so that each group will not start the gas turbine engine independently, and each group is functionalized. In addition, in the event of an abnormality, the alarm output signal is output from Intern Ace 1.
8 will be dispatched and an alarm will be sounded with a bell etc. When the setting SW 3 is set to an error display code, a corresponding abnormality display is displayed on the display unit 20 of a lamp, printer, CRT, etc. via the display interface 19. Furthermore, when the setting SW 8 is set to a display code such as an operating state parameter such as the gas turbine engine rotational speed 19d, exhaust temperature 19e, month/day 19f, etc., the corresponding item is displayed on the display section 2 via the display interface 19.
You can also get it to 0. Next, an embodiment of the operation control of the control device according to the present invention will be described based on a series of flowcharts shown in FIGS. 2 to 5. Figure 2 is a flowchart when the gas turbine engine is started. When a start command is received in step S1, the gas turbine engine overspeeds, abnormally increases the exhaust temperature, abnormally increases the lubricating oil temperature, abnormality in the power supply of the control device, abnormality in the detection sensor, etc. Continuous monitoring of constant monitoring items is carried out throughout the entire period. Immediately when it is determined that there is an abnormality in this item, all of the abnormality processing for the constant monitoring items described below is carried out and the operation is stopped. Additionally, ambient temperature control using heaters and fans continues throughout the entire period. Next, the starter and ignition system are started in the steno pump S2, the fuel cutoff valve is opened, and starting is performed. In step S8, it is determined whether the rotation speed has reached a predetermined rotation speed within a predetermined number of times of starting, and if the starting is not started, the abnormal starting process described below is performed.
When started, ignition is confirmed in step S4 to determine whether the exhaust gas temperature has risen to a predetermined value within a predetermined time. When it is determined that there is no ignition, the process proceeds to restart (as shown in FIG. 4, which will be described later). When ignition is confirmed, it is determined in step S5 whether or not the first set speed has been reached within a predetermined time. , if the speed has not been reached, the process proceeds to restart as described above, and if the speed has been reached, the starter and the auxiliary equipment of the ignition system are stopped in step S6.Subsequently, in step S7, the second set speed is It is determined whether or not the target has been reached, and if the target has not been reached, the process moves to the above-mentioned restart, and if the target has been reached, the process proceeds to the power generation/stop control shown in Fig. 3. Between steps S6 and S, the lubricating oil pressure is monitored,
When this falls below the set value, the process shifts to the above-mentioned restart. Next, FIG. 3 is a control flowchart for power generation/shutdown. The process proceeds from step S7 in FIG. While continuously monitoring the constant monitoring items and the presence or absence of a stop command, as long as there are no voltage abnormalities such as overvoltage or undervoltage, oil pressure abnormalities such as an abnormal drop in lubricating oil pressure, constant monitoring item abnormalities, or stop commands, Continue load operation. Even if any of the above-mentioned abnormalities or commands is determined or detected, the processing immediately proceeds and the operation is stopped. Now, the flowchart of the restart control that is automatically performed when a startup fails is as shown in Figure 4. First, at SL', predetermined information such as whether there is an automatic mode, a power outage signal, or a test mode is determined. Check whether there are any conditions that allow restarting. Next, up to step 84', the process proceeds in the same manner as steps 81 to S4 at the time of startup described in FIG. Step 84'
If it is determined that there is no ignition, the process will proceed to the ignition abnormality processing described below.
Once ignition is confirmed, a first speed check is performed at 85'.
If the predetermined number of rotations has not been reached within a certain period of time, the process moves to abnormal startup processing, which will be described later. When the rotational speed is at a predetermined value, the auxiliary equipment is stopped at step 86' in the same way as in the case of step S6 in FIG. 2, and a second speed check is performed at step 87'. In this step, if the rotation speed further increases within a certain period of time and does not reach the predetermined value, the process moves to acceleration abnormality processing, and if it has reached the predetermined value, the process proceeds to power generation/stop control step S8 shown in FIG. 3. move on. Note that it is also possible to create a sequence that allows the same system to be restarted multiple times. The above-mentioned abnormality processing and stop processing are respectively processed using the routine shown in FIG. In other words, constant monitoring items,
Hydraulic pressure, acceleration, voltage, and ignition abnormality processing are shown in Figure 5 (a), startup abnormality processing is shown in Figure 5 (b), and stop processing is shown in Figure 5 (
C), the controller abnormality processing is stopped or alarmed in FIG. 5 (cl), and the controller returns to the standby state after the alarm returns. Also, the stop at the subroutine shown in 5'l:A,
The contents of the warning are as illustrated in FIG. In order to achieve the third and fourth objects of this invention,
In the control device of this invention using a microcomputer,
．． The control terminals of the switching elements constituting the output interfaces 17 to 19 connected to the output port 21 of the /011 are grounded via a resistor 23. As a result, even if the CPU goes out of control or I/011 is destroyed and the I/O port 21 is disconnected, the relay will not operate and its contact r will be opened, so no output signal will be generated. , starter, ignition system 7, and other auxiliary equipment. Furthermore, since an emergency stop SW 24 is provided on the power line at the final stage of the output section, all outputs can be cut off by this. ``Effects of the Invention'' With the above configuration, the present invention has the following advantages: First, the gas turbine engine starts, stops, and restarts the gas turbine engine in response to an external signal such as a power outage and the operating state of the gas turbine power generator, and the gas turbine generates a load switch. The operation of the power generation equipment can be controlled automatically and appropriately. In particular, if the system does not become capable of self-sustaining operation after a single startup, the system will automatically restart, doubling the reliability of startup. In this respect, Fi has an irresistible effect, especially in emergency power generators. As a second effect of the present invention, since a wide variety of constant monitoring can be performed, not only the damage and destruction of the equipment can be prevented, but also the safety aspect is significantly increased. As a third advantage of the present invention, since a fail-safe measure is taken for the output interface of the control device, control safety is improved. A fourth effect of the present invention is that safety in an emergency is increased because a means for cutting off all outputs is provided. As a fifth effect of this invention, since a block-type inspection SW is provided for the auxiliary equipment group whose operation alone does not lead to startup, the wiring between the control device and the auxiliary equipment can be changed without starting the gas turbine engine. Easily check compliance and complementary operations. At the same time, operation preparations such as venting air from the fuel supply path and cranking, as well as maintenance rotations, can be performed. In other words, equipment maintenance, inspection, and operational performance are further improved. As explained in detail above, according to the present invention, operation control such as starting, stopping, restarting, and load switching of the gas turbine engine is automatically performed under optimal conditions in response to external signals and the operating state of the gas turbine power generation device. Automatic control of gas turbine engines that is strictly controlled, constantly monitored during operation, guarantees safety in control emergencies, and also allows wiring of auxiliary equipment and inspection of operation. It becomes possible to provide the device. 4 Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 to Fig. 5 is a flow chart of control in this invention, and Fig. 6 shows stoppages in each subroutine shown in Fig. 5. and FIG. 7 is a diagram showing an example of a fail-safe circuit of the output section in the present invention. 1, 6.Detection means, 9.Inspection switch, 11...I/
O, 13...CPU, 14...ROM, 15...I
L.A. M, 17, 18.19... Output interface, 17a/° ignition device, 17b... Fuel cutoff valve, 1
7e・Fuel pump, 17f...Starter, 20...
Display section, 22... switch element, 23 resistor, 24...
・Emergency stop switch (output).
Claims (4)
気融等の動作状態を検出する手段、予め定められた工／
ジンの動作シーケンスおよびそのシーケンスに対応して
設定された動作条件を記憶する記憶手段およびエンジン
の動作状態検出信号と前記設定条件とを比較演算する手
段を備え、エンジンの起動、運転、停止等を所定の動作
シーケンスに従って指令、実行するとともに、動作ステ
ップに対応して動作状態の検出値およびそれの演算値を
監祝し、再起動、警報の発生等の安全処置を行なうこと
を特徴とするガスタービンエンジンの自動制御装置。(1) Means for detecting operating conditions such as gas turbine engine rotation speed, lubricating oil pressure, exhaust melting, etc., and predetermined
A storage means for storing an engine operation sequence and operating conditions set corresponding to the sequence, and a means for comparing and calculating an engine operating state detection signal with the set conditions, and the engine starts, runs, stops, etc. A gas that commands and executes according to a predetermined operation sequence, monitors the detected value of the operation state and its calculated value corresponding to the operation step, and performs safety measures such as restarting and issuing an alarm. Automatic control device for turbine engines.
動スイッチを直列に挿入したことを特徴とする特許請求
の範囲第一項記載のガスタービンエンジンの自動制御４
！首。(2) Automatic control 4 for a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that one side of the control signal output circuit is shared and a manual switch is inserted therein in series.
! neck.
第一項記載のガスタービンエンジンの自動制御装置にお
いて、制御信号の個々の出力ボートを抵抗器を介して接
地することを特徴とするガスタービンエンジンの自動制
御装置。(3) The automatic control device for a gas turbine engine according to claim 1, which is constituted by a microcomputer, is characterized in that each output port of the control signal is grounded via a resistor. Automatic control device.
ンの自動制御装ｆｌｌＫおいて、スタータ、点火装置、
燃焼供給路の電磁弁、燃料ボング等動作を、エンジンの
運転とは無関係に各々単独に確認できる手段を設けるこ
とを特徴とするガスタービンエンジンの自動制御装置。(4) In the automatic control system fllK for a gas turbine engine according to claim 1, a starter, an ignition device,
1. An automatic control device for a gas turbine engine, characterized in that a means is provided for independently checking the operation of a solenoid valve in a combustion supply path, a fuel bong, etc., independently of engine operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187384A JPS60195333A (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Automatic control device for gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187384A JPS60195333A (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Automatic control device for gas-turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195333A true JPS60195333A (en) | 1985-10-03 |
| JPH048612B2 JPH048612B2 (en) | 1992-02-17 |
Family
ID=12898997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5187384A Granted JPS60195333A (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Automatic control device for gas-turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195333A (en) |
Cited By (4)
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- 1984-03-15 JP JP5187384A patent/JPS60195333A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048612B2 (en) | 1992-02-17 |
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