具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

目前，燃气轮机控制系统将阀位控制指令发送给冗余的伺服控制子单元(VPC)，进行功率放大，发送输出指令给燃料阀伺服线圈，调节油动机的位置，通过冗余位置信号(LVDT或RVDT)，再将阀门或机械位置反馈给伺服控制子单元，从而实现闭环调节。其中，伺服控制子单元的数量为多个，每个伺服控制子单元根据燃气轮机控制系统的阀位控制指令确定输出指令后，直接发送输出指令。而各路输出指令之间可能会不平衡，造成控制风险。

针对上述问题，本申请提出燃料阀冗余伺服控制方法、装置及系统。

图1为本申请实施例一所提供的燃料阀冗余伺服控制方法的流程示意图，需要说明的是，该燃料阀冗余伺服控制方法可应用于燃料阀冗余伺服控制装置，该装置可被配置于燃料阀冗余伺服控制系统中，以使该燃料阀冗余伺服控制系统可以执行燃料阀冗余伺服控制方法。

燃气轮机控制系统中最主要的控制对象包括燃料阀、速比阀、空气阀、进口导叶等设备。通常来说，这些设备都采用伺服控制子单元(VPC)进行控制。VPC可以是独立于燃机控制系统的一套伺服装置，也可以是控制系统中的一个模块单元或集成卡件。为了提高发电机组运行的可靠性，它通常需要根据伺服电磁阀的线圈数量进行双冗余或三冗余配置。

如图1所示，该燃料阀冗余伺服控制方法包括以下步骤：

步骤101，根据伺服控制子单元的冗余位置信号生成反馈信号并提供给燃气轮机控制系统，以便燃气轮机控制系统对所有伺服控制子单元的反馈信号进行综合处理得到最终反馈信号，并基于最终反馈信号确定待发送至各个伺服控制子单元的控制指令；其中，冗余位置信号为每个伺服控制子单元对应的信号采集单元对油动机进行冗余位置采集得到的信号。

本申请实施例中，伺服控制子单元本身具有单卡运行能力，可以直接在接线底座上接入两路四线制冗余位置信号，也可以接入三线制冗余位置信号，生成反馈结果，以4-20mA硬接线方式或作为燃气轮机控制系统内部信号提供给燃气轮机控制系统的中央处理器，由燃气轮机控制系统实现系统内闭环控制。

在另一种示例中，伺服控制子单元可以接收经过变送器转换的4-20mA信号作为燃气轮机控制系统的反馈输入之一。

步骤102，根据控制指令、反馈信号以及前一采样周期所有伺服控制子单元的历史输出指令，确定当前采样周期待输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的输出指令。

本申请实施例中，在确定当前采样周期待输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的输出指令之前，根据所述控制指令以及所述反馈信号，确定待输出至所述伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的初始输出指令。

需要说明的是，燃气轮机控制系统发送到每个伺服控制子单元的控制指令会根据经综合处理的最终反馈信号进行调整，根据调整后的控制指令，经PID运算器处理后，确定待输出至每个伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的初始输出指令。

本申请实施例中，根据前一采样周期所有伺服控制子单元的历史输出指令的均衡处理结果，对所述初始输出指令进行修正，得到当前采样周期待输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的输出指令。

本申请实施例中，均衡处理例如可以为加权滤波均衡处理，在通讯正常情况下，每个伺服控制子单元同时接收其它伺服控制子单元的前一采样周期的历史输出指令，与本伺服控制子单元记录的相同采用周期之前的历史输出指令进行比较，以加权滤波后的平均输出指令作为优选输出指令，根据前一采样周期历史输出指令的修正偏差量修正当前采样周期的初始输出指令，得到输出指令。每个伺服控制子单元的均衡处理逻辑同步执行。

本申请实施例中，一种可能出现的情况，当通讯正常时，所有伺服控制子单元输出指令的均衡修正偏差量动态收敛，均衡输出。

另一种可能出现的情况，当通讯出现异常时，每个伺服控制子单元独自输出各自的输出指令，不再接收其它伺服控制子单元的历史输出指令，并在指定时间内各伺服控制子单元的修正偏差量收敛为0后，不再作均衡修正。

步骤103，将输出指令输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈，以根据输出指令控制油动机。

本申请实施例中，燃料阀伺服线圈中的控制回路接收到对应伺服控制子单元的输出指令，会根据该输出指令调节油动机的位置，信号采集单元会继续采集油动机的冗余位置信号，进入循环过程。

综上，根据伺服控制子单元的冗余位置信号生成反馈信号并提供给燃气轮机控制系统，以便燃气轮机控制系统对所有伺服控制子单元的反馈信号进行综合处理得到最终反馈信号，并基于最终反馈信号确定待发送至各个伺服控制子单元的控制指令；其中，冗余位置信号为每个伺服控制子单元对应的信号采集单元对油动机进行冗余位置采集得到的信号；根据控制指令、反馈信号以及前一采样周期所有伺服控制子单元的历史输出指令，确定当前采样周期待输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的输出指令；将输出指令输出至伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈，以根据输出指令控制油动机。三路输出指令同时驱动油动机，确保三路输出指令之间同向且均衡，降低控制风险。

图2为本申请实施例二所提供的燃料阀冗余伺服控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，根据所有伺服控制子单元的拨码数值和上电运行后的心跳计数值，确定所有伺服控制子单元的优先级排序结果。

在本申请实施例中，一种可能出现的情况，伺服控制子单元的拨码数值相同，按照伺服控制子单元上电先后的顺序自动进行优先级排序，越先上电运行的伺服控制子单元的心跳计算值越大，心跳计算值最大的伺服控制子单元对应的优先级最高。

步骤202，将优先级排序结果中的首个伺服控制子单元，确定为主伺服控制子单元，由主伺服控制子单元确定所有伺服控制子单元的用于确定输出指令的控制参数。

本申请实施例中，控制参数包括以下至少一种：进行均衡修正的滤波系数、故障收敛时间、动态延迟时间等。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，主伺服控制子单元确定主伺服控制子单元以及与其通讯的其它伺服控制子单元是否存在预设故障情况，在主伺服控制子单元存在预设故障情况时，确定优先级排序结果中位于第二优先级伺服控制子单元为待切换的主伺服控制子单元，向待切换的第二优先级伺服控制子单元发送切换指示，指示待切换的第二优先级伺服控制子单元作为新的主伺服控制子单元。

在本申请实施例中，主伺服控制子单元将优先级排序结果发送给所有伺服控制子单元，并判断是否接收到待切换的第二优先级伺服控制子单元的切换请求，切换请求为待切换的第二优先级伺服控制子单元确定主伺服控制子单元的反馈信号存在异常时发送的请求，在接收到待切换的第二优先级伺服控制子单元的切换请求时，向待切换的第二优先级伺服控制子单元发送切换指示，指示待切换的第二优先级伺服控制子单元作为新的主伺服控制子单元。

在本申请实施例中，每个伺服控制子单元独自输出的输出指令在同一个时序周期内通过各自的输出处理电路进行判断，与上一个时序周期内各自对应的的输出指令进行比较，若输出指令偏差量大于等于预设阈值，则判断该单元存在预设故障情况。

综上，根据所有伺服控制子单元的拨码数值和上电运行后的心跳计数值，确定所有伺服控制子单元的优先级排序结果；将优先级排序结果中的首个伺服控制子单元，确定为主伺服控制子单元，由主伺服控制子单元确定所有伺服控制子单元的用于确定输出指令的控制参数。确保三路输出指令之间同向且均衡，降低控制风险。

图3为本申请实施例三所提供的燃料阀冗余伺服控制方法的示意图，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301，接收燃气轮机控制系统发送的校准用阀位控制指令。

在本申请实施例中，校准用阀位控制指令包括阀位为0、满值或者各个阶段值时的阀位控制指令。

步骤302，根据伺服控制子单元的零满度码值，确定与校准用阀位控制指令对应的校准用反馈结果。

在本申请实施例中，零满度码值范围可以为0-65535，在其他实施例中可以为0-4095。

步骤303，根据校准用反馈结果对零满度码值进行调整，直至调整后的零满度码值下的各个第一校准用反馈结果满足预设的校准条件。

步骤304，存储调整后的零满度码值。

图4为自动校准的流程图，如图4所示，该自动校准的流程包括：先输出校准用阀位控制指令的最小指令，录取对应的二进制码值。再自动输出校准用阀位控制指令的最大指令，录取对应的最大码值。按照量程从最小位置到最大位置发出25％的阶跃指令，再从最大位置到最小位置发出25％的阶跃指令，当反馈结果满足预设的校准条件时，当前的零满度码值将自动存储在寄存器中。

在本申请实施例中，伺服控制子单元在首次上电使用时采用默认的初始参数，当燃气轮机控制系统发出写入指令时，每个伺服控制子单元会取用新设的控制参数，其中，写入指令为将寄存器中校准好的零满度码值作为控制参数写入伺服控制子单元，不同的伺服控制子单元，校准好的零满度码值不一定相同。

每个伺服控制子单元提供MODBUS通讯能力，其中MODBUS通讯包括TCP/IP和RS485两种方式，允许燃气轮机控制系统读取和设置伺服控制子单元的控制参数。燃气轮机控制系统可以存储每个伺服控制子单元的所有可读参数，当调试失败时，可以自动一键恢复原来的备份的控制参数。也可将某个伺服控制子单元的参数自动复制并写入其它伺服控制子单元。伺服控制子单元通讯读写参数如表1所示。

表1伺服控制子单元通讯读写参数

综上，接收燃气轮机控制系统发送的校准用阀位控制指令；根据伺服控制子单元的零满度码值，确定与校准用阀位控制指令对应的校准用反馈结果；根据校准用反馈结果对零满度码值进行调整，直至调整后的零满度码值下的各个校准用反馈结果满足预设的校准条件；存储调整后的零满度码值，使用方便快捷，提高校准的效率。

图5为本申请实施例四所提供的燃料阀冗余伺服控制装置的示意图，如图5所示，该燃料阀冗余伺服控制装置500包括：第一确定模块501，第二确定模块502，控制模块503。

其中，所述第一确定模块501，用于根据所述伺服控制子单元的冗余位置信号生成反馈信号并提供给燃气轮机控制系统，以便所述燃气轮机控制系统对所有伺服控制子单元的反馈信号进行综合处理得到最终反馈信号，并基于最终反馈信号确定待发送至各个伺服控制子单元的控制指令；其中，所述冗余位置信号为所述每个伺服控制子单元对应的信号采集单元对油动机进行冗余位置采集得到的信号；

所述第二确定模块502，用于根据所述控制指令、所述反馈信号以及前一采样周期所有伺服控制子单元的历史输出指令，确定当前采样周期待输出至所述伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈的输出指令；

所述控制模块503，用于将所述输出指令输出至所述伺服控制子单元对应的燃料阀伺服线圈，以根据所述输出指令控制所述油动机。

作为本公开实施例的一种可能实现的方式，图6为另一种燃料阀冗余伺服控制装置500的示意图，在图5所示的实施例的基础上，该燃料阀冗余伺服控制装置500还包括：第三确定模块504和第四确定模块505；

所述第三确定模块504，用于根据所有伺服控制子单元的拨码数值和上电运行后的心跳计数值，确定所有伺服控制子单元的优先级排序结果；

所述第四确定模块505，用于将所述优先级排序结果中的首个伺服控制子单元，确定为主伺服控制子单元，由所述主伺服控制子单元确定所有伺服控制子单元的用于确定输出指令的控制参数。

作为本公开实施例的一种可能实现的方式，图7为另一种燃料阀冗余伺服控制装置500的示意图，在图5所示的实施例的基础上，该燃料阀冗余伺服控制装置500还包括：第五确定模块506、第六确定模块507和指示模块508；

所述第五确定模块506，用于所述主伺服控制子单元确定所述主伺服控制子单元以及与其通信的其他伺服控制子单元是否存在预设故障情况；

所述第六确定模块507，用于在所述主伺服控制子单元存在预设故障情况时，确定所述优先级排序结果中位于第二优先级伺服控制子单元为待切换的主伺服控制子单元；

所述指示模块508，用于向所述待切换的第二优先级伺服控制子单元发送切换指示，指示所述待切换的第二优先级伺服控制子单元作为新的主伺服控制子单元。

作为本公开实施例的一种可能实现的方式，图8为另一种燃料阀冗余伺服控制装置500的示意图，在图5所示的实施例的基础上，该燃料阀冗余伺服控制装置500还包括：判断模块509和发送模块510；

所述判断模块509，用于所述主伺服控制子单元将所述优先级排序结果发送给所有伺服控制子单元，并判断是否接收到待切换的第二优先级伺服控制子单元的切换请求；其中，所述切换请求为所述待切换的第二优先级伺服控制子单元确定所述主伺服控制子单元的反馈信号存在异常时发送的请求；

所述发送模块510，用于在接收到待切换的第二优先级伺服控制子单元的切换请求时，向所述待切换的第二优先级伺服控制子单元发送切换指示，指示所述待切换的第二优先级伺服控制子单元作为新的主伺服控制子单元。

作为本公开实施例的一种可能实现的方式，图9为另一种燃料阀冗余伺服控制装置500的示意图，在图5所示的实施例的基础上，该燃料阀冗余伺服控制装置500还包括：接收模块511、第六确定模块512、调整模块513和存储模块514；

所述接收模块511，用于接收所述燃气轮机控制系统发送的校准用阀位控制指令；

所述第七确定模块512，用于根据所述伺服控制子单元的零满度码值，确定与所述校准用阀位控制指令对应的校准用反馈结果；

所述调整模块513，用于根据所述校准用反馈结果对所述零满度码值进行调整，直至调整后的所述零满度码值下的各个校准用反馈结果满足预设的校准条件；

所述存储模块514，用于存储调整后的所述零满度码值。

需要说明的是，前述对燃料阀冗余伺服控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的燃料阀冗余伺服控制装置，此处不再赘述。

为了实现上述实施例，本申请提出燃料阀冗余伺服控制系统。

图10为本申请实施例提供的燃料阀冗余伺服控制系统的结构示意图。

如图10所示，该燃料阀冗余伺服控制系统1000包括：燃气轮机控制系统1001、与燃气轮机控制系统连接的各个伺服控制子单元1002-1004、与各个伺服控制子单元对应的信号采集单元1005-1006和燃料阀伺服线圈1007、与各个伺服控制子单元对应的信号采集单元和燃料阀伺服线圈、油动机1008；其中，油动机1008分别与各个信号采集单元1005-1006以及各个燃料阀伺服线圈连接；其中，各个伺服控制子单元用于执行本申请实施例提出的燃料阀冗余伺服控制方法。

本申请实施例中，伺服控制子单元包括DSP数据处理与通讯电路、与DSP数据处理与通讯电路连接的数据控制电路，D/A数据转换电路、与D/A数据转换电路连接的输出处理单元。

其中，所述数据控制电路与所述D/A数据转换电路相连接，伺服控制单元示意图如图11所示，信号处理与伺服控制电路示意图如图12所示。

本申请实施例中，信号采集单元包括A/D数据转换电路、与A/D数据转换电路连接的FPGA信号处理电路、与FPGA信号处理电路连接的数据控制与通讯电路和输出处理单路，信号处理与伺服控制电路示意图如图12所示。

本申请实施例中，双冗余的信号转接模块可以用带有CAN通讯功能的信号转接模块，而伺服控制子单元具有CAN通讯能力，实现冗余通讯控制，采用CAN通讯和信号转接方式的燃料阀冗余伺服控制系统的结构示意图如图13所示。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图14示出了适于用来实现本申请实施方式的示例性电子设备的框图。图14显示的电子设备12仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图14所示，电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。

电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图14未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图14中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc ReadOnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video DiscRead OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。