DD208424A1 - Anordnung zur parameterueberwachung und zur ermittlung der parameterverteilung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Parameterueberwachung und zur Ermittlung der Parameterverteilung, insbesondere zur Temperaturueberwachung und zur Ermittlung der Temperaturverteilung hochtemperaturbeanspruchter Bauteile in Waermekraftwerken zum Zwecke der Langzeituntersuchung. Dabei soll eine von Prozessrechnern unabhaengige kontinuierlich arbeitende Anordnung mit diskreten oder separaten Informationsdarbietungseinrichtungen entwickelt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Messstellen ueber den einen vor- oder nachgeschalteten Multiplexer aufweisenden Analog-Digital-Wandler mit einem Klassifikator verbunden sind, wobei die Klassifikatorausgaenge mit den niederwertigen Adresseneingaengen eines Schreib-Lese-Speichers und die hoeherwertigen Adresseneingaenge mit den Ausgaengen eines Adressenzaehlers sowie den Adresseneingaengen des Multiplexers verbunden sind, dass die Ausgaenge des Schreib-Lese-Speichers mit einem Zwischenspeicher und einer Anschlusssteuerung fuer einen externen Datentraeger verbunden sind, wobei der Zwischenspeicher ueber ein Rechenglied mit den Eingaengen des Schreib-Lese-Speichers und eine Steuerung mit dem Schreib-Lese-Speicher, dem Zwischenspeicher, dem Adressenzaehler und der Anschlusssteuerung verbunden ist.

Description

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Titel der Erfindung

Anordnung zur Parameterübervvachung und zur Ermittlung der Pararaeterverteilung

Anwendungsgebiet dar Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Parameterüberwachung und zur Ermittlung der Pararaeterverteilung, insbesondere zur Temperaturüberwachung und zur Ermittlung der Tesiperaturverteilung hochtemperaturbeanspruchter Bauteile in Wärmekraftwerken zum Zwecke der Langzeitüberwachung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zeitstandbeanspruchte Bauteile in Kraftwerken werden entsprechend den gültigen Berechnungsvorschriften für eine Lebensdauer von 10 .bzw. 2 . 1O³ Betriebsstunden ausgelegt, Unter Berücksichtigung entsprechender Sicherheitsfaktoren wird dabei die konstante Beanspruchung bei Betriebsdruck zugrunde gelegt. Im tatsächlichen Bat rieb werden diese Bauteile erstens mit anderen Temperaturen beaufschlagt aisvorausgesetzt und zweitens ist diese Beaufschlagung über die Betriebszeit nicht konstant. Daraus resultieren dann je nach Betriebsbeanspruchung sowohl höhere als auch niedrigere Lebensdauerwerte als angenommen ,

Sowohl zur Einschätzung der Betriebssicherheit als auch zur ökonomischen Ausnutzung der eingesetzten Werkstoffe ist aber die Betriebs- bzw. Lebensdauerüberwachung der kritischen Bauteile anhand der tatsächlichen Betriebsbelastungen unerläß-

lieh. In den vergangenen Üahren wurden verschiedene Verfahren zur Lebensdauerüberwachung hochteniperaturbeaufschlagter Bauteile entwickelt. So sind Verfahren zur Bestimmung des Erschöpfungsgrades von Bauteilen auf der Grundlage elektromechanischen Schaltungen angegeben. Prinzipiell wird dabei die gemessene Betriebstemperatur ins Verhältnis zu der aus der theoretischen Lebensdauer resultierenden zulässigen Temperatur gesetzt und ein daraus resultierender Lebensdauerverbrauch aufsujssiert und in Prozent oder Stunden angezeigt . Der Nachteil dieser sogenannten "Lebensdauerzähler" ist, daS die angezeigten Lebensdauerverbräuche erstens keine Reproduzierung der Meßwarte und damit keine Bewertung und Analyse der Betriebsweise gestatten und zweitens keine Neuberechnung der Restlebensdauer infolge Korrektur der Berechnungsverfahren zu spateren Zeitpunkten zulassen. Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt, bei der die BetriebstueS«?erte in konstanten Zeitzyklen klassifiziert werden. Durch diese HeSwertverdichtung sind durch Sekundärauswertung in gewisses Maße sowohl Aussagen zum Betriabsverhalten (mittlere statistische Betriebstemperatur) als auch zum Erschöpfungsgrad, zur Restlebensdauer und zur Ausfallwahrscheinlichkeit möglich. Der Nachteil besteht jedoch darin, daS aufgrund der eingesetzten Relaistechnik die Anzahl der verarbeitbaren MeSstellen gering ist und die Geräte infolge ihrer voluminösen Abmaße für eins kontinuierliche Betriebsüberwachung nicht ge^- eignet sind. Besonders von Nachteil ist aber/ da£ solche wichtigen Funktionen, «ie Meßstellenausfall und Grenzwert-Qberschrsitungen, die für eine sichere Betrieösführung der Anlage wichtig sind, nicht signalisiert «erden können. In jüngster Vergangenheit wurden deshalb Verfahren angegeben, die unter Zugrundelegung des gegenwärtigen Erkenntnisstandes zur Spannungs- und Lebensdauerberechnung entsprechende ProzeSüberwachungsfunktionen durchführen. So sind Verfahren bekannt, bei denen bereits Zeitstand- und Wechselerraudungseinflüsse überlagert'werden und durch zeitgleiche Berechnung der Materialbeanspruchungen und Vergleich mit zulässigen Werten Informationen zur beanspruchungsoptiraalen Betriebsweise abgeleitet werden.

Kennzeichnend für diese Verfahren ist, daß sie zur Erfüllung ihrer umfangreichen Oberwachungs-, Steuerungs- und Führungsfunktionen einen direkt mit dero Prozeß gekoppelten Prozeß- bzw. Mikrorechner einschließlich der zugehörigen MeS- und Oisplaytechnik benötigen« In kleineren industriellen Anlagen, insbesondere in den Kraftwerken vergangener Oahre, ist eine solche Technik nicht verfügbar, so daß eine notwendige Lebensdauerüberwachung aufgrund der hohen Aufwendungen unterbleibt oder nur mit geringen Wertigkeiten nach bekannten Verfahren erfolgt«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine von Prozeßrechnern unabhängige kontinuierliche Parameterüberwachung und Pararaeterverteilung, insbesondere von hochtesiperaturbeanspruchten Bauteilen ein- . schließlich Signalisation von Grenzwertüberschreitungen, lebensdauerwichtigen Zustanden und Meßstellenausfall durchzuführen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Parameterüberwachung und -verteilung über diskrete oder separate Informationsdarbie-irungseinrichtungen zu entwickeln. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgesäß die MeSstellen über den einen vor-'oder nachgeschalteten Multiplexer aufweisenden Analog-Digital-Wandler mit einesi Klassifikator verbunden sind, wobei die Klassifikatorausgänge mit den niederwertigen Adresseneingängen eines Schreib-Spsichars und die höherwertigen Adresseneingänge mit den Ausgängen eines Adressenzählers sowie den Adresseneingängen des Multiplexers verbunden sind, daß die Ausgänge des Schreib-Lesa-Speichers mit einem Zwischenspeicher und einer Anschlußsteuerung für einen externen Datenträger verbunden sind, wobei der Zwischenspeicher über ein Rechenglied mit den Eingängen des Schreib-Lese-Speichers und eine Steuerung mit dein Schreib-Lese-Speicher, dem Zwischenspeicher, dem Adressenzähler und der Anschlußsteuerung verbunden ist.

Ausführungsbeispiel

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert .

Die Zeichnung zeigt die Anordnung zurTemperaturüberwachung und zur Ermittlung der T_emperaturverteilung hochtemperaturbeanspruchter Bauteile eines Wärmekraftwerkes. Die MeSdaten von η Teraperaturmeßstellen werden zyklisch über eine Multiplexer i an einen Analog-Digital-Wandler 2 gegeben. Die digitalen Ausgangssignale (Ort - Länge entsprechend Genauigkeitsanforderungen) gelangen als Adresse an einen Klassifikator 4. Sein Speicherinhalt stallt in Forra einer Wertetabelle die Temperaturklassen dar. Dabei gehört zu den Adressen a_ bis a„ die Tempera turklasse I, zu den Adressen a_{v Λ} bis a die Temperaturklasse II usw.. Diese Tejnperaturklassen stehen in binär kodierter Form an den Ausgängen des Klassifikators 4 zur Verfügung. Oa sich die gemessenen T_erapsraturen in einem bestimmten Bereich bewegen, können die entsprechenden Ausgangssignale des Klassifikators 4 gleichzeitig z, 3. zur Signaiisatian von:GrenzwertüberschreitungenS, MeSstellenausfall 9 benutzt werden..

Hin Adressenzähler 5 snit einer Adressennummernanzeige 5 stellt die Adresse sowohl für den Multiplexer 1 als auch für den Schreib-Lese-Speicher 7 bereit.

Der Schreib-Lese-Speicher 7 ist durch die Adresse des Adressenzählers 5 in η Teilbereiche unterteilt« Diese Teilbereiche v/erden wiederum durch die Adresse des Klassif ikators in ta Unterbereiche aufgespalten, die der Zahl der Temperaturklassen entsprechen.

Befindet sich eine MeSstelle S zum Zeitpunkt der zyklischen Abfrage is Temperaturbereich K, so wird dieser Bereich durch den Schrsib-Lese-Speicher 7 mit der Adresse SK ausgelesen, in eines Register 10 ZTiischengespeichert und anschließend im Rechenglied 12 ura 1 erhöht. Dieser neue Wert '^ird anschließend wieder in den Schreib-Leser-Speicher 7 unter der Adresse SK eingeschrieben. Es ergibt sich also im Schreib-Lese-Speicher eine Aufstellung der η MaSstellen mit jeweils m Temperaturbereichen, die as Ende eines Meßablaufes (z. S, 3 Monate) eine

Häufigkeitsverteilung der einzelnen ι emperaturbereiche (Klassen) widerspiegelt. Über eine Anschlußsteuerung 11 können die· Daten über einen Lochbandleser bzw. ein Magnetbandgerät übernommen und einer rechentechnischen Auswertung zugeführt werden. Der Adressenzähler 5 ist mit einer inneren Fehleranzeige. 13 verbunden. Adressenzähler 5, Schreib-Lese-Speicher 7, Register IO und Anschlußsteuerung 11 sind mit der Steuerung 14- verbunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die von η Tesnperaturraeßstellen über den Multiplexer 1 zyklisch abgefragten Meßwerte werden digitalisiert, klassifiziert und gespeichert, wobei die Klassifizierung über den Klassifikator 4 erfolgt, der in Abhängigkeit der als Adressen an ihm anliegenden Werte des Analog-Oigital-Wandlers 2 bereichsspezifische digitale Ausgangssignale bildet, die als niederwertiger Adressenteil zusamraen aiit den als höherwertiger wirkenden Meßstellanadressen des Multiplexers 1 ira Schreib-Lsse-Speicher 7 eine teoiperaturklassenbezogene Zeitsussmierung abbildet. Die bereichsspezifischen Ausgangssignale des Klas-· sifikators werden dabei gleichzeitig zur Grenzwertsignalisierung 9 und Meßstellenausfallanzeige 3 ohne zusätzlichen elektronischen Aufwand benutzt. Die Signalisierung einer Grenzvvertüberschreitung bzw. eines MeSstellenausfalls wird im Schraib-Less-Speicher 7 abgespeichert und bei der durch den Ad'ressenzähler 5 gesteuerten zyklischen Abtastung der MeSstelle automatisch angezeigt* Die ira Schreib-Lese-Speicher 7 abgebildeten Klassifizisrungsaatrizan (Ternperaturkiasse, Zeitfaktor) können für "jede MeSstelle über eine AnschluE-steuerung 11 auf Lochbandstanzar oder Magnetbandgerät ausgegeben werden und auf EDVA rechantechnisch zur Betriebsanalyse oder Lebensdauerberechnung vielfach noch zu jedem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

1. Infolge beliebiger Aufrüstbarkeit des Schreib-Lese-Speichers und der. hohen Auswertegeschwindigkeit kann eine hohe MeSstellenanzahl verarbeitet und damit ein beliebig großer Oberwachungsumfang realisiert werden,

2* Beliebig groSe Anzahl von Teraperaturklassen und je nach Anforderung variierbare Klassenbreite.

3, Realisierung betriebswichtiger Zusatzfunktionen, wie

Signalisation von Grenzwertüberschreitungen, Meßstellenausfall, Kennzeichnung von stark lebensdauerverbrauchenden Betriebsphasen usw.

4« höhe Störsicherheit«

5. direkte rechentechnische Auswertbarkeit der Geräteausgabeinf ormationen (Priosärdaten) zur Betriebsanalyse, Lebensdauerberechnung, Ausfall^ahrscheinlichkait usw. (Sekunda rd at en ),

5. geringes Gewicht, geringes Volumen, Einpassung in vorhandene Anzeige- bzw, Registriersysterae,

7. preisgünstig und herstellungsgünstig durch Verwendung handelsüblicher mikroelektronischer Bauelemente„.

Claims (4)

1. «c .iL· J' ' -"=· afc»

   Srfindungsanspruch

   1. Anordnung zur Parameterüberwachung und zur Ermittlung der Pararaeterverteilung, insbesondere zur Temperaturüberwachung und zur· Ermittlung der Temperaturverteilung hochtemperaturbeanspruchter Bauteile in Wärmekraftwerken zum Zwecke der Langzeitüberwachung, wobei eine Anzahl von MeS-stellen zyklisch erfaßt, 3ereichen zugeordnet und innerhalb dieser Sereiche klassiert und summiert wird. und.die Meßstellen mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßstellen über den einen vor- oder nachgeschalteten Multiplexer aufweisenden Analog-Digital-Wandler mit einem Klassifikator verbunden sind, wobei die Klassifikatorausgänga mit den niederwertigen Adresseneingängen eines Schreib-Lese-Speichers und die höherwertigen Adresseneingänge mit den Ausgängen eines Adressenzählers sowie den Adresseneingängen des Multiplexers verbunden sind, daß die Ausgänge des Schreib-Leso-Speichers mit einem Zwischenspeicher und einer Anschluß-Steuerung für einen externen Datenträger verbunden sind, wobei der Zwischenspeicher über.ein Rechenglied mit den Eingängen des Schreib-Lsse-Speichers und eine Steuerung mit dem Schrsib-Lsse-Speicher, dem Zwischenspeicher, dam Adressenzähler und der Anschlußsteuerung verbunden .ist,
2. 2. Anordnung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Klassifikator sit einer Sinnfälligkeitsanzeige verbunden ist.
3. 3. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Adressenzähler mit einer inneren Fehleranzeige verbunden ist.
4. 4. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Klassifikator und Schreio-Lese-Speicher eine Para- meter-und eine Grenzwertanzeige angeordnet ist.

   Hierzu i Blatt Zeichnung