水輪機(jī)調(diào)速器培訓(xùn)教材

1、.水輪機(jī)調(diào)速器培訓(xùn)教材XX市科音自控設(shè)備有限公司前 言根椐近幾年來，天津市科音自控設(shè)備有限公司舉辦調(diào)速器培訓(xùn)班的經(jīng)驗，及一些電站的實際調(diào)試經(jīng)驗，我們編寫了新版的調(diào)速器培訓(xùn)教材，為使本教材達(dá)到深入淺出的效果，參考了一些理論書籍，使本教材真正達(dá)到理論聯(lián)系實際。教材涵蓋了天津市科音自控設(shè)備有限公司的大部分產(chǎn)品，及當(dāng)前市場上其它有代表性的產(chǎn)品，具有一定的實用價值。2001年5月，天津市科音自控設(shè)備有限公司研制的步進(jìn)式PCC可編程智能調(diào)速器已成功應(yīng)用于龍羊峽水電站，對小水電的兩臺YWT-600型微機(jī)調(diào)速器進(jìn)行了改造。在此基礎(chǔ)上研制了數(shù)字閥PCC可編程智能調(diào)速器，該項目是國家科技部創(chuàng)新基金項目（項目編號：

2、04C26211201022）。該產(chǎn)品已在多個水電站成功投運，并被世界經(jīng)理人周刊經(jīng)濟(jì)日報.名牌時報等媒體評為2005年中國500最佳新產(chǎn)品之一。教材以創(chuàng)新基金項目“數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器”為重點，介紹了調(diào)速器的構(gòu)成、工作原理、操作和調(diào)整方法，同時介紹了步進(jìn)式PMC微控制器調(diào)速器的相關(guān)內(nèi)容，調(diào)速器的靜態(tài)和動態(tài)特性，微機(jī)調(diào)速器的工作狀態(tài)，調(diào)速器的試驗方法和現(xiàn)場參數(shù)選擇方法，以及油壓裝置的工作原理等。希望通過培訓(xùn)使學(xué)員能夠掌握調(diào)速器的基本原理，能夠正確使用調(diào)速器，對調(diào)速器進(jìn)行必要的日常維護(hù)。避免由于操作和維護(hù)不當(dāng)而造成調(diào)速器故障。在編寫過程中得到了天津市科音自控設(shè)備有限公司研發(fā)部部長錢軍輝，工程師：

3、張偉朋、叢燕、黃炎彬的大力支持，在此表示衷心感謝。不當(dāng)和遺漏之處，懇請大家不吝指正。編者2006年 10月于天津市科音自控設(shè)備有限公司*;目 錄目 錄I第一章 概 述11.1水輪機(jī)調(diào)速器的任務(wù)：11.2水輪機(jī)調(diào)速器的種類：11.3調(diào)速器的型號說明11.4水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點11.5調(diào)速器一覽表2第二章水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性32.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性32.1.1永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)32.1.2轉(zhuǎn)速死區(qū)ix42.1.3人工頻率死區(qū)Ef(ef)和人工開度/功率死區(qū)Ey/p42.2 微機(jī)調(diào)速器動態(tài)特性5第三章 微機(jī)調(diào)速器的工作狀態(tài)73.1 停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)73.2 開機(jī)(KJ)過程73.

4、3 空載(KZ)狀態(tài)83.4 負(fù)載(FZ)狀態(tài)83.5 甩負(fù)荷(SFH)過程83.6 調(diào)相(TX)狀態(tài)83.7 停機(jī)(TJ)過程9第四章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的特點及構(gòu)成104.1 主要特點104.2 主要功能114.3 調(diào)速器的構(gòu)成114.4 工作過程12第五章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的電氣工作原理145.1 可編程計算機(jī)控制器(PCC)145.1.1 中央處理器(CPU)145.1.2 數(shù)字量輸入模塊(DI)155.1.3 數(shù)字量輸出模塊(DO)165.1.4 模擬量輸入模塊(AI)165.1.5 模擬量輸出模塊(AO)175.1.6 數(shù)字量混合模塊和模擬量混合模塊175.2 YZFT系

5、列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器（中小型）電氣原理圖175.3 ZFST系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器（大型）電氣工作原理175.3.1 PCC的配置175.3.2 導(dǎo)葉接力器反饋回路205.3.3 槳葉接力器反饋回路205.3.4 測頻電路205.3.5 槳葉電磁閥驅(qū)動回路205.3.6 導(dǎo)葉電磁閥驅(qū)動回路215.3.7 電源215.3.8 人機(jī)界面21第六章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的操作方法226.1觸摸屏使用方法226.1.1 操作顯示畫面226.1.2 參數(shù)設(shè)置畫面226.1.3 功能選擇畫面236.1.4 故障診斷畫面236.1.5 試驗畫面236.1.6 幫助畫面236.2 開機(jī)的操作方法23

6、6.2.1 開機(jī)前的準(zhǔn)備236.2.2手動開機(jī)246.2.3電手動開機(jī)246.2.4自動開機(jī)246.3 并網(wǎng)246.3.1 跟蹤網(wǎng)頻246.3.2 停止跟蹤網(wǎng)頻246.3.3 并網(wǎng)運行256.4 正常停機(jī)256.4.1手動停機(jī)256.4.2電手動停機(jī)256.4.3自動停機(jī)256.5 緊急停機(jī)與復(fù)歸256.6 手、自動轉(zhuǎn)換256.6.1自動切至手動256.6.2 手動切至自動25第七章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的靜態(tài)調(diào)整267.1調(diào)速器二次接線后的檢查工作267.2導(dǎo)葉接力器的位置調(diào)整267.3槳葉接力器的位置調(diào)整（僅雙調(diào)有此項）277.4轉(zhuǎn)速表調(diào)整27第八章 YWBT系列步進(jìn)式PMC微控制器調(diào)速

7、器288.1主要特點288.2 步進(jìn)式PMC調(diào)速器的構(gòu)成及工作過程288.3調(diào)節(jié)器工作原理298.3.1微控制器的結(jié)構(gòu)298.3.2A/D 轉(zhuǎn)換器318.3.3電源監(jiān)視器318.3.4 開關(guān)量輸入通道328.3.5人機(jī)界面328.3.6 步進(jìn)電機(jī)控制回路328.3.7 接力器反饋回路338.3.8測頻電路338.3.9電源348.3.10操作回路及指示電路348.4 調(diào)速系統(tǒng)工作過程348.5 操作方法348.5.1 開機(jī)348.5.2 并網(wǎng)348.5.3 正常停機(jī)358.5.4 緊急停機(jī)358.5.5 復(fù)歸358.5.6 手自動切換358.6 調(diào)試步驟358.6.1 全開、全關(guān)位置調(diào)整358

8、.6.2 轉(zhuǎn)速表調(diào)整35第九章 YWFT系列數(shù)字閥PMC微控制器調(diào)速器369.1 主要特點369.2 數(shù)字閥PMC調(diào)速器的構(gòu)成及工作過程369.3 調(diào)節(jié)器工作原理379.3.1 電氣原理圖379.3.2 脈寬調(diào)制（PWM）輸出379.4 人機(jī)界面的操作方法399.4.1 參數(shù)的具體含義399.4.2 參數(shù)的修改方法39第十章 步進(jìn)電機(jī)式調(diào)速器機(jī)械液壓系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理4210.1步進(jìn)電機(jī)式電液轉(zhuǎn)換器4210.1.1中、小型步進(jìn)電機(jī)式電液轉(zhuǎn)換器4210.1.2大型步進(jìn)電機(jī)式電液轉(zhuǎn)換器4410.2主配壓閥4510.2.1 中小型主配壓閥4510.2.2大型主配壓閥46第十一章 數(shù)字閥調(diào)速器機(jī)械液壓

9、系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理4711.1 二通插裝閥4711.1.1 二通插裝閥的基本結(jié)構(gòu)與原理4711.1.2 主閥單元4811.2電磁球閥（圖11-7）5211.3位移變送器5311.4數(shù)字閥調(diào)速器5311.4.1小型數(shù)字閥調(diào)速器5311.4.2大、中型數(shù)字閥調(diào)速器機(jī)械液壓工作原理5511.4.3雙調(diào)節(jié)數(shù)字閥調(diào)速器5711.4.4沖擊式數(shù)字閥調(diào)速器5911.5分段關(guān)閉閥6111.6事故配壓閥61第十二章 油壓裝置工作原理6212.1油泵6212.1.1齒輪泵6212.1.2螺桿泵6212.2組合閥6212.2.1結(jié)構(gòu)原理6212.2.2調(diào)整安全閥6412.2.3調(diào)整卸荷閥6412.2.4卸載閥檢查6

10、412.2.5單向閥檢查6412.3空氣逆止閥（圖12-2）6512.4自動補(bǔ)氣閥（圖12-3）6612.5磁翻板液位計6712.6油混水信號器6712.7自動補(bǔ)氣裝置6812.8空氣過濾器69第十三章 調(diào)速器的試驗7013.1靜態(tài)特性試驗7013.2動態(tài)試驗7013.2.1手動方式空載試驗7013.2.2自動方式空載試驗7013.2.3自動開機(jī)試驗7013.2.4手/自動切換試驗7013.2.5正常自動停機(jī)試驗7013.2.6緊急停機(jī)試驗7013.2.7甩負(fù)荷試驗7013.2.8帶負(fù)荷連續(xù)72小時運行試驗70第十四章 調(diào)速器現(xiàn)場參數(shù)選擇方法7114.1 PID參數(shù)選取原則7114.2 PCC

11、調(diào)速器現(xiàn)場參數(shù)選擇方法7114.3 PMC調(diào)速器現(xiàn)場參數(shù)選擇方法7114.4 調(diào)節(jié)參數(shù)bt Td Tn與Kp Ki Kd的關(guān)系71第一章 概 述1.1水輪機(jī)調(diào)速器的任務(wù)：水輪機(jī)調(diào)速器的基本任務(wù)是不斷地調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組的輸出功率，維持機(jī)組的轉(zhuǎn)速（頻率）在額定轉(zhuǎn)速（頻率）的規(guī)定范圍內(nèi)。它是水輪發(fā)電機(jī)組的重要輔助設(shè)備，它與電站二次回路或計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相配合，完成水輪發(fā)電機(jī)組的開機(jī)、停機(jī)、增減負(fù)荷、緊急停機(jī)等任務(wù)。1.2水輪機(jī)調(diào)速器的種類：水輪機(jī)調(diào)速器是由實現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)及相應(yīng)控制的機(jī)構(gòu)和指示儀表等組成的一個或幾個裝置的總稱，它是水輪機(jī)控制設(shè)備的主體?？煞譃闄C(jī)械液壓調(diào)速器、電氣液壓調(diào)速器和微機(jī)調(diào)速器等幾

12、種。 按照調(diào)節(jié)對象可分為單調(diào)節(jié)型、雙調(diào)節(jié)型、沖擊式專用調(diào)節(jié)器。單調(diào)節(jié)型調(diào)速器適用于混流式、軸流定漿、貫流定漿式水輪機(jī)。雙調(diào)節(jié)型調(diào)速器適用于軸流轉(zhuǎn)漿式、貫流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)。沖擊式專用調(diào)速器適用于單噴嘴、兩噴嘴、四噴嘴等多噴嘴沖擊式水輪機(jī)。ZWPBFCY(S) T××××××××1.3調(diào)速器的型號說明功能符號油壓等級：2.5 (省略)，4.0,6.3,16.0 MPa對于中小型：調(diào)速功（K g·m）對于大型：主控制油管或主配直徑（mm）對于沖擊式：控制油管直徑/噴嘴數(shù)量調(diào)速器雙調(diào)節(jié)型（僅雙調(diào)有此項）B步進(jìn)電機(jī)式

13、伺服裝置F數(shù)字閥隨動系統(tǒng)C沖擊式ZPCC可編程智能調(diào)節(jié)器WPMC微控制器調(diào)節(jié)器或廣義微機(jī)PPLC邏輯控制調(diào)節(jié)器調(diào)速器自帶油壓裝置（大型無此項）1.4水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它除了具有一般閉環(huán)控制系統(tǒng)的共性外，還有如下特點： 水輪機(jī)調(diào)節(jié)需要很大的動力。 水輪機(jī)過水管道存在著水流慣性。 水輪發(fā)電機(jī)組存在著機(jī)械慣性。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、非線性系統(tǒng)1.5調(diào)速器一覽表天津市科音自控設(shè)備有限公司開發(fā)生產(chǎn)的常規(guī)調(diào)速器如表1-1所示，另外還有沖擊式調(diào)速器和高油壓調(diào)速器。表1-1 常規(guī)調(diào)速器一覽表調(diào)節(jié)器隨動系統(tǒng)型號PCC可編程智能調(diào)節(jié)器步進(jìn)式小型YZBT-300/600/

14、1000中型YZBT-1800/3000/5000/7500大型單調(diào)ZBT-50/80/100/150/200/250大型雙調(diào)ZBST-50/80/100/150/200/250數(shù)字閥小型YZFT-300/600/1000中型YZFT-1800/3000/5000/7500大型單調(diào)ZFT-50/80/100/150/200/250大型雙調(diào)ZFST-50/80/100/150/200/250PMC微控制器調(diào)節(jié)器步進(jìn)式小型YWBT-300/600/1000中型YWBT-1800/3000/5000/7500數(shù)字閥小型YWFT-300/600/1000中型YWFT-1800/3000/5000/75

15、00第二章水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在工作過程中，有兩種工作狀態(tài)：靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）和動態(tài)（暫態(tài)）。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)又稱為穩(wěn)定狀態(tài)，是指機(jī)組在恒定負(fù)荷、給定信號和水頭下運行，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所有變量都處于平衡狀態(tài)的運行狀態(tài)。當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)受到負(fù)荷、水頭等擾動作用，或給定信號變化時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)相應(yīng)的運動，經(jīng)過一段時間后，在新的條件下進(jìn)入了新的穩(wěn)定狀態(tài)。從原穩(wěn)定狀態(tài)到新穩(wěn)定狀態(tài)的運動過程就稱為水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)。在實際運行中，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)是相對的、暫時的，其動態(tài)則是絕對的、長期的。2.1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性當(dāng)給定信號恒定時，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，被控參量偏差相對值與

16、接力器行程相對值的關(guān)系如圖2-1所示。圖2-1 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性圖2-1中：機(jī)組頻率的相對值； 機(jī)組頻率(Hz);額定頻率=50Hz; 機(jī)組轉(zhuǎn)速的相對值；機(jī)組轉(zhuǎn)速(r/min)； 機(jī)組額定轉(zhuǎn)速(r/min)；發(fā)電機(jī)極對數(shù)； 接力器行程相對值；接力器行程(m)； 接力器最大行程(m)。2.1.1永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)（1） 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp在圖2-1所示水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線上，取某一規(guī)定點（例如，圖示中的A點），過該點作一切線，其切線斜率的負(fù)數(shù)就是該點的永態(tài)差值系數(shù)： （2-1）對于圖2-1所示的靜態(tài)特性曲線，其對應(yīng)的值為50bpHz（當(dāng)額定頻率為fr=50Hz時）。（2） 最大行程的永態(tài)差值

17、系數(shù)bs在圖2-1所示水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線上，在規(guī)定的給定信號下，得出接力器在全關(guān)(y=0)和全開(y=1.0)位置的被控參量（頻率、轉(zhuǎn)速）的相對量之差，這個差值即為bs。顯然，對于一條曲形線的靜態(tài)特性線，選取不同的A點，會得到不同的bp值。但是，實踐證明，對選擇了合適接力器位移變送器的水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器來說，其靜態(tài)特性十分接近于一條直線。因此，在這種情況下，取bs作為bp。2.1.2轉(zhuǎn)速死區(qū)ix給定信號恒定時，被控參量的變化不起任何調(diào)節(jié)作用的兩個值間的最大區(qū)間，稱為死區(qū)，當(dāng)被控參量為轉(zhuǎn)速時，即為轉(zhuǎn)速死區(qū)ix。其在靜態(tài)特性圖上的表述如圖2-2所示。圖2-2 轉(zhuǎn)速死區(qū)ix2.1.3人工頻率死

18、區(qū)Ef(ef)和人工開度/功率死區(qū)Ey/p前面的分析討論都是在人工頻率死區(qū)Ef和人工開度/功率死區(qū)Ey/p均為零的條件下進(jìn)行的。這里將分析Ef不等于零時微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性。圖2-3表示了這種情況下微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性，圖中曲線表示出了Ef=0的對照曲線。fc、fg和Ef均以赫茲為單位 。 人工頻率死區(qū)的Ef0的靜態(tài)特性為圖中的A-B-G-D折線，AB和GD段直線的斜率由永態(tài)系數(shù)bp確定，BG段是垂直橫軸的線段，其中點對應(yīng)于頻率給定fc。 記BG線段的橫坐標(biāo)為y*，則圖中各特征頻率值如下： （2-2）圖2-3 Ef起作用時微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性2.2 微機(jī)調(diào)速器動態(tài)特性采用PID調(diào)節(jié)器的調(diào)速器動

19、態(tài)特性如圖2-4所示，若永態(tài)差值系數(shù)bp為零，則得到PID調(diào)節(jié)器輸出yPID對其輸入頻差f的傳遞函數(shù)為： (2-3) (2-4)式中：YPID(S)YPID的拉普拉斯變換；F(S)f的拉普拉斯變換。式中：等式右端的負(fù)號表示正的頻差信號對應(yīng)于負(fù)的接力器開度偏差；T1v微分環(huán)節(jié)時間常數(shù)Kp比例增益，它是bp=0和KD=0的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的接力器行程相對偏差y與階躍被控參量相對偏差x之比的負(fù)數(shù)；KI積分增益(s-1)，它是bp=0的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的接力器速度dy/dt與給定被控參數(shù)相對偏差之比的負(fù)數(shù)，即 ；KD微分增益(s)，它是bp=0、Kp=0的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的接力器行程相對偏差y與給定的被控參

20、量相對變化率dx/dt之比的負(fù)數(shù)，即 。PID調(diào)節(jié)器對頻率階躍變化輸入x的響應(yīng)，如圖2-4所示。直線段EB是積分的作用，延長EB與縱軸y交于D點，與橫軸交于A點，微分衰減段BF延長交于C點。 比例作用體現(xiàn)在圖2-4所示的OD段所代表的值：OD=Kpx=Yp OD在數(shù)值上等于比例系數(shù)Kp與頻率階躍變化值x的乘積，記為比例分量Yp。 微分作用。圖2-4所示曲線OFB是由于微分作用引起的分量，其最大值為CD線段的長度，它代表了微分作用的峰值。 式中：YDM微分作用的最大輸出值。 積分作用。在圖2-4所示積分作用直線段EB上截取線段HG，使其縱坐標(biāo)差值HI在數(shù)值上等于頻率階躍變化值，即y=x，則橫坐標(biāo)

21、差值 圖2-4 PID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特性第三章 微機(jī)調(diào)速器的工作狀態(tài)根據(jù)水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器對水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)與控制情況，可將水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的工作分成幾個狀態(tài)停機(jī)等待(TJDD)、開機(jī)(KJ)、空載(KZ)、負(fù)載(FZ)、調(diào)相(TX)、甩負(fù)荷(SFH)和停機(jī)(TJ)。3.1 停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)在這種狀態(tài)下，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器控制水輪發(fā)電機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)接收到電站二次回路或機(jī)組LCU的開機(jī)指令后，即轉(zhuǎn)至開機(jī)(KJ)過程。這時水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器的內(nèi)部狀態(tài)為：電氣開度限制(L)為零值（全關(guān)），導(dǎo)葉接力器Yga=0（全關(guān)）；對于雙調(diào)整（轉(zhuǎn)槳式或貫流式機(jī)組）調(diào)速器，槳葉接力器開至啟動開度值，Y

22、ru=Yru0；在此狀態(tài)下，水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器不調(diào)用PID調(diào)節(jié)子程序；實時讀入水頭H、機(jī)組功率Pg、接力器行程等信息；人機(jī)交互界面（數(shù)字顯示、發(fā)光二極管顯示、模擬指示儀表、觸摸屏、按鈕、開關(guān)等）均在正常工作狀態(tài)。3.2 開機(jī)(KJ)過程調(diào)速器在停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)，在無關(guān)機(jī)指令的情況下，一接收到開機(jī)指令，即進(jìn)入開機(jī)(KJ)過程。圖3-1所示為現(xiàn)在廣泛采用的開機(jī)規(guī)律特性。圖3-1 微機(jī)調(diào)速器的開機(jī)特性 設(shè)在t=0時接收到開機(jī)指令，則槳葉接力器（對于雙調(diào)整調(diào)速器）由啟動開度Yru0按設(shè)定速度關(guān)閉到全關(guān)位置(Yru=0)； 導(dǎo)葉接力器開度Yga和電氣開度限制L均同步開啟至第一開機(jī)開度YKJ1（圖中

23、A點）；導(dǎo)葉接力器開度Yga=YKJ1，并維持不動，經(jīng)過一段延時tA-B，至B點（這時被控水輪發(fā)電機(jī)組的頻率可以被可靠地測量），開始測量機(jī)組頻率。一般取延時區(qū)段tA-B=515s。設(shè)機(jī)組頻率在圖中C點已連續(xù)12s大于45Hz，則將電氣開度限制L由YKJ1關(guān)至YKJ2，調(diào)速器投入PID調(diào)節(jié)，接力器在其控制下穩(wěn)定于空載開度Y0，開機(jī)過程結(jié)束，并轉(zhuǎn)入空載(KZ)狀態(tài)。在開機(jī)過程中，如果開機(jī)(KJ)過程中接收到停機(jī)指令，調(diào)速器將轉(zhuǎn)入停機(jī)(TJ)過程，最后進(jìn)入停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)：3.3 空載(KZ)狀態(tài)空載狀態(tài)可由下列狀態(tài)或過程轉(zhuǎn)換而來： 開機(jī)(KJ)過程，機(jī)組頻率大于45HZ； 甩負(fù)荷(SFH)

24、過程，電氣開度限制L減少至YKJ2； 調(diào)相(TX)狀態(tài)，發(fā)電機(jī)出口油開關(guān)（以下簡稱為油開關(guān)）斷開?？蛰d狀態(tài)可轉(zhuǎn)換成下列狀態(tài)或過程： 油開關(guān)合，轉(zhuǎn)入負(fù)載(FZ)狀態(tài)； 接收到停機(jī)指令，轉(zhuǎn)入停機(jī)(TJ)過程?？蛰d(KZ)狀態(tài)下，微機(jī)調(diào)速器的工作情況： PID投入工作、機(jī)組頻率跟蹤網(wǎng)頻或停止跟蹤； 電氣開度限制L=YKJ2，但可手動增加或減少。3.4 負(fù)載(FZ)狀態(tài)負(fù)載狀態(tài)可由下列狀態(tài)轉(zhuǎn)換而來： 空載(KZ)狀態(tài)，油開關(guān)合上； 調(diào)相(TX)狀態(tài)，調(diào)相指令解除。負(fù)載狀態(tài)可轉(zhuǎn)換成下列狀態(tài)或過程： 油開關(guān)斷開，轉(zhuǎn)至甩負(fù)荷(SFH)過程； 接收到調(diào)相指令，轉(zhuǎn)至調(diào)相(TX)狀態(tài)； 接收到停機(jī)指令，轉(zhuǎn)至停機(jī)(

25、TJ)過程。負(fù)載(FZ)狀態(tài)下，微機(jī)調(diào)速器的工作情況： PID投入工作，可以在頻率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)或功率調(diào)節(jié)模式下運行； 由空載(KZ)轉(zhuǎn)來時，電氣開度限制L立即增大至全開或運行水頭下的最大值LM，可手動增加或減少。3.5 甩負(fù)荷(SFH)過程甩負(fù)荷狀態(tài)是在負(fù)載(FZ)狀態(tài)下，油開關(guān)斷開時轉(zhuǎn)換來的。進(jìn)入本狀態(tài)后，首先使電氣開度限制L等于導(dǎo)葉接力器開度Yga值，再以一定速度使L減小，當(dāng)L=YKJ2時，轉(zhuǎn)至空載(KZ)狀態(tài)。甩負(fù)荷過程中，若接收到停機(jī)指令，則轉(zhuǎn)至停機(jī)(TJ)過程。甩負(fù)荷過程中，PID投入工作、在頻率調(diào)節(jié)模式下運行。3.6 調(diào)相(TX)狀態(tài)機(jī)組在負(fù)載(FZ)狀態(tài)下工作，接收到調(diào)相指令時

26、，轉(zhuǎn)至調(diào)相狀態(tài)工作。調(diào)相指令解除時，導(dǎo)葉接力器將開啟至空載開度Y0，轉(zhuǎn)至負(fù)載(FZ)狀態(tài)；接收到停機(jī)指令后，先轉(zhuǎn)入負(fù)載(FZ)狀態(tài)，再進(jìn)入停機(jī)(TJ)過程。機(jī)組在調(diào)相狀態(tài)下，電氣開度限制L=0、開度給定Yc=0，且不能進(jìn)行人工調(diào)整；PID投入工作、在頻率調(diào)節(jié)模式下運行。3.7 停機(jī)(TJ)過程機(jī)組在各有關(guān)狀態(tài)或過程、接收到停機(jī)指令，均轉(zhuǎn)至停機(jī)過程。當(dāng)電氣開度限制L和導(dǎo)葉接力器開度Yga均關(guān)閉至零值（全關(guān)）時，轉(zhuǎn)至停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)。在停機(jī)過程中，PID投入工作、在頻率調(diào)節(jié)模式下運行。一般的停機(jī)特性如圖3-2所示。圖3-2 微機(jī)調(diào)節(jié)器的停機(jī)特性 導(dǎo)葉接力器開度Yga的關(guān)閉過程以兩段關(guān)閉折線

27、關(guān)閉至零值（全關(guān)），其拐點B可由程序設(shè)定，程序也可以方便地整定AB段和BC段的關(guān)閉速度； 在導(dǎo)葉接力器按ABC折線運動時，槳葉接力器開度Yru按協(xié)聯(lián)曲線規(guī)律朝關(guān)閉方向運動；當(dāng)導(dǎo)葉接力器關(guān)閉至全關(guān)位置時，調(diào)速器進(jìn)入停機(jī)等待(TJDD)狀態(tài)，槳葉接力器開啟至啟動開度Yru0。微機(jī)調(diào)速器各狀態(tài)或過程的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖3-3所示。圖3-3 微機(jī)調(diào)速器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖第四章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的特點及構(gòu)成4.1 主要特點(1)全新的控制理念。采用不同于常規(guī)PLC的新一代可編程計算機(jī)控制器 - PCC，面向控制過程，采用高級語言編程，分析運算能力強(qiáng)，在同一CPU中能同時運行不同程序。(2)全PCC化，具有極

28、高的可靠性。從輸入到輸出,從測頻到控制脈沖等各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)了PCC化。PCC的平均無故障時間MTBF高達(dá)50萬小時，即57年。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)PLC的平均無故障時間30萬小時。(3)任務(wù)的優(yōu)點。在傳統(tǒng)PLC中，并行處理是靠程序掃描來完成的。但事實上多任務(wù)才是并行處理的邏輯表達(dá)式，更簡單直接的方法就是采用多任務(wù)技術(shù)。PCC恰恰可以滿足這種需求，當(dāng)某一任務(wù)在等待時，其他任務(wù)仍可繼續(xù)執(zhí)行，非其他常規(guī)PLC可以比擬。 (4)智能型調(diào)速器。采用自適應(yīng)式變結(jié)構(gòu)，變參數(shù)并聯(lián)PID調(diào)節(jié)。自動識別電網(wǎng)的性質(zhì)，并自動適應(yīng)電站的各種特殊運行方式，如孤網(wǎng)運行，及由大電網(wǎng)解列為小電網(wǎng)運行的突變負(fù)荷等特殊情況，均可保證機(jī)組穩(wěn)定

29、運行。人性化設(shè)計，具有很強(qiáng)的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能。(5)采用PCC高速計數(shù)模塊(HSC)測頻。PCC高達(dá)4 MHz的計數(shù)頻率，具有很高的測頻精度和可靠性，從而使調(diào)速器的輸入通道測頻環(huán)節(jié)的可靠性有了根本的保證。(6)由PCC實現(xiàn)信號綜合及控制脈沖的輸出。調(diào)節(jié)器的電氣開度（數(shù)字信號）和轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接力器實際位移由PCC內(nèi)部進(jìn)行綜合比較，輸出控制脈沖信號，經(jīng)功率放大后，直接驅(qū)動先導(dǎo)電磁閥。充分發(fā)揮了PCC多任務(wù)的功能。(7)聯(lián)網(wǎng)方便。具有RS232或RS485通訊接口，可以方便地實現(xiàn)人機(jī)對話，及與上位機(jī)通訊，提高電站的自動化水平。(8)調(diào)節(jié)模式靈活?？蓪崿F(xiàn)頻率調(diào)節(jié)，開度調(diào)節(jié)，功率調(diào)節(jié)，并

30、可實現(xiàn)調(diào)節(jié)模式間的無擾動切換。(9)PCC的大內(nèi)存，為智能型調(diào)速器提供了資源保證。用戶內(nèi)存：512KB EEPROM，100KB SRAM，系統(tǒng)內(nèi)存：512KB EEPROM，遠(yuǎn)大于常規(guī) PLC 10KB左右的內(nèi)存。(10) 采用電磁球閥作為電液轉(zhuǎn)換元件。徹底解決了常規(guī)調(diào)速器電液轉(zhuǎn)換元件油污發(fā)卡的問題，濾油精度僅需100m，使電站可以實現(xiàn)完全可靠的自動運行。(11)自動識別電網(wǎng)的性質(zhì)，可以適應(yīng)電站的各種特殊運行方式。如孤網(wǎng)運行，及由大電網(wǎng)解列為小電網(wǎng)運行的突變負(fù)荷等特殊情況，均可保證機(jī)組穩(wěn)定運行。(12)具有故障鎖錠的功能。由于數(shù)字閥只有通/斷兩個狀態(tài)，且數(shù)字閥采用錐閥密封可以保證在31.5M

31、Pa下無泄漏，所以，數(shù)字閥又具有液壓鎖的功能，因此該系列調(diào)速器在測頻信號消失及斷電等情況下，具有故障鎖錠的功能。(13)無杠桿結(jié)構(gòu)。該系列調(diào)速器采用了數(shù)字閥液壓隨動系統(tǒng)，自動時有電氣返饋，手動無需反饋，因此取消了杠桿，消除了因為杠桿造成的死區(qū)，提高了調(diào)速系統(tǒng)的精度，而且無明管路，結(jié)構(gòu)簡單，美觀。(14)友好的人機(jī)界面。采用觸摸屏做為人機(jī)界面，畫面美觀逼真，全中文顯示，操作方便，可以同時顯示很多信息。(15)維護(hù)簡單調(diào)試方便。由于PCC的高度集成化和高可靠性，對于運行維護(hù)人員沒有太高的特殊要求，調(diào)試只需設(shè)定有關(guān)數(shù)字，沒有太多的電位器等可調(diào)元件。(16)零擾動 手/自動 切換。由于自動運行時，電磁

32、球閥每次動作后都處于失電狀態(tài)；而切斷電源即為手動運行。手動運行時，電子調(diào)節(jié)器跟蹤接力器的實際開度。因此數(shù)字閥調(diào)速器實現(xiàn)了零擾動手/自動切換。(17)靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)。觸摸屏上設(shè)有特殊功能選擇畫面，可根據(jù)電站的具體情況選擇所需功能。(18)槳葉隨動系統(tǒng)準(zhǔn)確度高。對于ZFST系列調(diào)速器，采用數(shù)字協(xié)聯(lián)方式，且可現(xiàn)場修改協(xié)聯(lián)曲線并記憶修改后的數(shù)據(jù)，以便根據(jù)電站的實際條件按最優(yōu)曲線運行. 4.2 主要功能ZFT/ZFST系列數(shù)字閥PCC可編程智能調(diào)速器具有自動、電手動、手動三種操作方式，且可無條件無擾動切換。具有很多功能，實用性智能性很強(qiáng)，除常規(guī)功能外具有如下主要功能。(1)空載運行時，能自動跟蹤系統(tǒng)頻

33、率,實現(xiàn)快速并網(wǎng)。(2)具有頻率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)三種模式，并可實現(xiàn)調(diào)節(jié)模式間的無擾動切換。功率調(diào)節(jié)模式為可選項，如需要定貨時應(yīng)注明，在此模式下，可接受上位機(jī)控制指令，實現(xiàn)發(fā)電自動控制功能(AGC)。(3)具有很強(qiáng)的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能，并可將有關(guān)故障信息顯示在屏幕上，或發(fā)出報警信號。(4)與上位機(jī)通訊的功能，接受上位機(jī)的控制命令，給上位機(jī)傳送有關(guān)信息。此項為可選項，如需要定貨時應(yīng)注明。(5)開停機(jī)智能控制。(6)具有參數(shù)記憶功能。當(dāng)電源消失時，PCC可保存數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)容，且無需電池保存，免去定期更換電池的煩惱。使運行人員可以方便地修改有關(guān)參數(shù)并被PCC記憶。(7)多級密碼保護(hù)

34、功能。持有密碼級別的高低，決定了對系統(tǒng)行使權(quán)利的大小。運行人員只能觀察到常規(guī)顯示畫面并進(jìn)行常規(guī)操作，檢修人員或管理人員可對調(diào)節(jié)參數(shù)等進(jìn)行修改。(8) 采用交直流雙重供電，當(dāng)交流電源故障時，直流電源自動投入，直流電源故障時，保持當(dāng)前開度不變。(9) 空載運行，當(dāng)機(jī)頻信號消失時，自動將開度保持在空載開度以下，以防過速。并網(wǎng)運行，當(dāng)機(jī)頻信號消失時，自動切換為網(wǎng)頻測量回路，保持正常發(fā)電運行，同時發(fā)出機(jī)頻故障信號。(10)具有水位調(diào)節(jié)功能。此項為可選項，如需要定貨時應(yīng)注明。(11)可根據(jù)電站的具體情況在觸摸屏上選擇所需功能。4.3 調(diào)速器的構(gòu)成常規(guī)配置采用機(jī)電合柜形式，亦可按照用戶的要求采用機(jī)電分柜形式

35、。結(jié)構(gòu)布置簡潔合理，人性化設(shè)計，便于檢修，便于操作。ZFST系列調(diào)速器面板上裝有：觸摸屏、導(dǎo)葉開度表、槳葉開度表、轉(zhuǎn)速表、直流電源指示燈、交流電源指示燈、鎖錠投入指示燈、鎖錠拔出指示燈、急停按鈕、復(fù)歸按鈕、手/自動旋鈕、導(dǎo)葉電動開/關(guān)旋鈕、槳葉電動開/關(guān)旋鈕。其結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。圖4-1 ZFST系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器結(jié)構(gòu)框圖該系列調(diào)速器由調(diào)節(jié)器、電液隨動系統(tǒng)、油壓裝置構(gòu)成。調(diào)節(jié)器主要由電源、可編程計算機(jī)控制器（PCC）、人機(jī)界面（觸模屏）等組成。PCC包括：CPU模塊、高速DI模塊、脈沖輸出模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊及機(jī)架等。人機(jī)界面采用進(jìn)口觸模屏，承擔(dān)顯示、監(jiān)控、

36、報警等功能。人機(jī)界面非常友好，畫面美觀逼真，全中文顯示，操作方便，可以同時顯示很多信息。觸摸屏上設(shè)有顯示、操作、參數(shù)設(shè)置、模式、報警、幫助等畫面。具有多級密碼保護(hù)功能。持有密碼級別的高低，決定了對系統(tǒng)行使權(quán)利的大小。運行人員只能觀察到常規(guī)顯示畫面并進(jìn)行常規(guī)操作，檢修人員或管理人員可對調(diào)節(jié)參數(shù)等進(jìn)行修改。電液隨動系統(tǒng)主要是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它將直接影響調(diào)速器的性能和可靠性。數(shù)字閥調(diào)速器以標(biāo)準(zhǔn)液壓元件即電磁球閥為先導(dǎo)閥，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電液轉(zhuǎn)換器，以標(biāo)準(zhǔn)液壓元件即二通插裝閥為放大元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的主配壓閥。其工作特點是以電磁球閥的通、斷控制插裝閥，插裝閥的通、斷來控制接力器。電磁球閥的工作狀態(tài)只有通、斷兩個狀態(tài)，也

37、即相當(dāng)于數(shù)字電路的高電平、低電平兩個狀態(tài)（即1、0），故將其稱為數(shù)字閥，由此構(gòu)成的調(diào)速器稱為數(shù)字閥調(diào)速器。插裝閥的密封形式為錐閥，因此插裝閥又具有液壓鎖的功能，插裝閥在31.5MPa油壓下零泄漏。電磁球閥失電后接力器零漂移，具有故障鎖定的功能。所以該系列調(diào)速器具有充分理由去掉了機(jī)械反饋。由于該系統(tǒng)的先導(dǎo)電磁球閥又具有手動閥及事故閥的功能，減化了調(diào)速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此該系列調(diào)速器實現(xiàn)了真正意義上的無杠桿，無明管路；機(jī)械部分結(jié)構(gòu)上采用集成塊的形式，可應(yīng)用于31.5MPa的高油壓系統(tǒng)；電磁球閥及插裝閥對液壓油的潔凈度要求很低，抗卡阻能力極強(qiáng)；零部件互換性好，更換零部件時，無需調(diào)整；整體結(jié)構(gòu)簡單，運行維

38、護(hù)方便，可靠性高。4.4 工作過程調(diào)速器自動運行時的工作過程如下：u 接收到開機(jī)令后，按照預(yù)先設(shè)定好的開機(jī)規(guī)律開機(jī)。u 如調(diào)節(jié)模式為自動，當(dāng)網(wǎng)頻測量正常時，調(diào)速器自動選擇跟蹤網(wǎng)頻模式， PCC按照機(jī)頻與網(wǎng)頻的差值進(jìn)行PID運算，為實現(xiàn)快速并網(wǎng)作好準(zhǔn)備；當(dāng)網(wǎng)頻測量故障時，自動切換為停止跟蹤網(wǎng)頻模式，PCC按照機(jī)頻與頻率給定的差值進(jìn)行PID運算。PCC根據(jù)電氣開度和實際開度的差值輸出脈寬調(diào)制（PWM）信號，經(jīng)功率放大后驅(qū)動電磁球閥，電磁球閥作為先導(dǎo)閥控制二通插裝閥，經(jīng)液壓放大后控制接力器調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，使機(jī)組自動運行于空載工況。并網(wǎng)后，如并大電網(wǎng)運行，自動選擇功率調(diào)節(jié)模式或開度調(diào)節(jié)模式，如為孤網(wǎng)運行

39、，自動選擇頻率調(diào)節(jié)模式。通過上位機(jī)或觸摸屏改變功率給定值或開度給定值，調(diào)節(jié)器經(jīng)PI運算后，實現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。u 如調(diào)節(jié)模式為手動，則調(diào)節(jié)模式可人為切換。u 接到停機(jī)令后，調(diào)速器自動將機(jī)組關(guān)機(jī)，完成停機(jī)過程。第五章 數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器的電氣工作原理5.1 可編程計算機(jī)控制器(PCC)為了滿足自動化的新的需求，B&R向傳統(tǒng)的PLC觀念告別，為自動化技術(shù)提供新的選擇。它面向自動化過程，而不是面向繼電器邏輯電路仿真，這就是B&R2003的理念。PCC代表著一個全新的控制概念，它集成了可編程邏輯控制器(PLC)的標(biāo)準(zhǔn)控制功能和工業(yè)計算機(jī)的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)功能。它能方便地處理開關(guān)量，模擬

40、量，進(jìn)行回路調(diào)節(jié)。并能用高級語言編程，具備大型機(jī)的分析運算能力。其硬件具有獨特新穎的插拔式模塊結(jié)構(gòu)，可使系統(tǒng)得到靈活多樣的擴(kuò)展和組合。軟件也具備模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)擴(kuò)展時只需在原有基礎(chǔ)上疊加運用軟件模塊。CPU運行效率高，用戶存儲器容量大。這些優(yōu)越性都為智能式水輪機(jī)調(diào)速器提供了強(qiáng)有力的資源保證?？删幊逃嬎銠C(jī)控制器（PCC）是由奧地利B&R工業(yè)自動化公司制造的當(dāng)今世界上最先進(jìn)的控制器。PCC是集計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)（簡稱3C技術(shù)）為一體的新型工業(yè)控制裝置。從廣義上來說，PCC也是一種計算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過它比一般的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編

41、程語言。所以PCC與計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成十分相似，也具有中央處理器(CPU)、輸入/輸出(I/O)接口、電源等，如圖5-1所示。PCC的組成以微型計算機(jī)控制系統(tǒng)常用的總線結(jié)構(gòu)形式表示，如圖5-2所示。圖5-1 可編程計算機(jī)控制器的基本組成5.1.1 中央處理器(CPU)與一般的計算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，CPU是整個PCC系統(tǒng)的核心，它按PCC中系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PCC有條不紊地進(jìn)行工作。其主要任務(wù)有：控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲；用掃描的方式通過I/O部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲器中；診斷電源、PCC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等；PCC進(jìn)入運行

42、狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯運算或算術(shù)運算等；根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志的狀態(tài)和輸出寄存器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能。B&R2003有多種CPU模塊，如CP430、CP474、CP476等等。圖5-2 可編程計算機(jī)控制器的單總線結(jié)構(gòu)框圖5.1.2 數(shù)字量輸入模塊(DI)與數(shù)字量輸入端相連的輸入設(shè)備可以是各種開關(guān)，例如轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、限位開關(guān)、接近開關(guān)、繼電器觸點或撥碼盤等，它們所連接的電源可以是交流的，也可以是直流的。數(shù)字量輸入模塊用來把二進(jìn)制過程信號轉(zhuǎn)換到PCC所需要的內(nèi)部信號號數(shù)字量輸入的狀態(tài)

43、由指示燈LED指示。數(shù)字量輸入模塊可以分為直流輸入模塊和交流輸入模塊。 輸入濾波。所有輸入都有一個輸入濾波電路，輸入延遲由相關(guān)技術(shù)參數(shù)給出，小于輸入延遲的干擾脈沖都被濾掉，如圖5-3所示。 漏式/源式連接。B&R2003系列的多數(shù)24V DC輸入模塊能夠連接成漏式或源式，每一個模塊的輸入多數(shù)以四個為一組進(jìn)行電氣連接，每組可以連接成不同的方式。對于漏式連接，每組的輸入公共端連接在“地”上，而輸入端連接在24V DC開關(guān)傳感器上。對于源式連接，每組的輸入公共端連接在24V DC上，而輸入端連接在接地開關(guān)傳感器上。圖5-3 輸入濾波輸入電路圖如圖5-4所示。圖5-4 輸入電路圖5.1.3 數(shù)

44、字量輸出模塊(DO)數(shù)字量輸出模塊應(yīng)用于驅(qū)動外部負(fù)載（繼電器、馬達(dá)、電磁閥）。數(shù)字量輸出的狀態(tài)由指示燈LED指示。數(shù)字量輸出模塊按輸出類型可分為繼電器型、晶體管型、可控硅型。晶體管輸出模塊帶有過載保護(hù)和內(nèi)部保護(hù)電路，用來保護(hù)瞬間過載或極性接反及在沒有外部反向二極管時，帶有負(fù)電壓的感性負(fù)載可能的快速切換。繼電器和可控硅輸出模塊有外部過載保護(hù)（熔斷器）。晶體管輸出模塊輸出電路如圖5-5所示 。5.1.4 模擬量輸入模塊(AI)在工業(yè)生產(chǎn)過程中，除了有大量的通/斷信號以外，還有大量的連續(xù)變化的信號，例如溫度、壓力、流量、位移等等。通常先用各種傳感器將這些連續(xù)變化的物理量變換成電壓或電流信號，（一般來

45、說，PCC的模擬量輸入電壓范圍為15V或-1010V，電流范圍為420mA或-2020mA。）然后再將這些信號連接到適當(dāng)?shù)哪M量輸入模塊的接線端子上，經(jīng)過模塊內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后將數(shù)據(jù)傳入PCC內(nèi)。圖5-5 晶體管輸出電路圖5.1.5 模擬量輸出模塊(AO)在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有些現(xiàn)場設(shè)備需要用模擬量電壓或電流作為給定信號或驅(qū)動信號。例如，直流調(diào)速裝置和交流變頻調(diào)速裝置的給定信號就需要一個模擬電壓或電流信號。這就必須把PCC輸出的數(shù)字量變換成模擬量，才能滿足這些現(xiàn)場設(shè)備的需求。模擬量輸出模塊就具有這樣的功能。5.1.6 數(shù)字量混合模塊和模擬量混合模塊數(shù)字量混合模塊是數(shù)字量輸入和輸出模塊的混合。數(shù)字

46、量輸入或輸出狀態(tài)由LED指示。模塊編號為DMxxx。模擬量混合模塊包括模擬量輸入和模擬量輸出。所有模擬量混合模塊均提供狀態(tài)顯示LED，若指示燈LED亮，則表示D/A和A/D正在進(jìn)行。模塊編號為AMxxx。5.2 YZFT系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器（中小型）電氣原理圖YZFT系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器電氣原理圖如圖5-6所示。5.3 ZFST系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器（大型）電氣工作原理ZFST系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器電氣工作原理如圖5-7所示。5.3.1 PCC的配置1) CPU模塊:CP476 2) 測頻模塊:DI1353) 數(shù)字閥控制模塊:DO135 4) A/D轉(zhuǎn)換模塊:AI3545)

47、 開關(guān)量輸入輸出模塊:DM435圖5-6 YZFT系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器電氣原理圖圖5-7 ZFST系列數(shù)字閥PCC智能調(diào)速器電氣原理圖5.3.2 導(dǎo)葉接力器反饋回路導(dǎo)葉接力器的位移經(jīng)反饋電位器RWY轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)運算放大器（N3）放大后，一路輸入PCC的A/D轉(zhuǎn)換模塊AI354，另一路輸入導(dǎo)葉開度表。5.3.3 槳葉接力器反饋回路 槳葉接力器的位移經(jīng)反饋電位器RWZ轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)運算放大器（N6）放大后，一路輸入PCC的A/D轉(zhuǎn)換模塊AI354，另一路輸入槳葉開度表。5.3.4 測頻電路由機(jī)端電壓互感器來的電壓信號輸入隔離變壓器T2,其次級正弦波信號通過阻容濾波、二極管限位后，由

48、比較器N1變?yōu)榉讲ㄐ盘?，通過三極管放大后，輸入PCC的DO135 模塊，由PCC測量頻率。網(wǎng)頻測量回路與機(jī)頻測量回路相同。5.3.5 槳葉電磁閥驅(qū)動回路PCC根據(jù)協(xié)聯(lián)曲線計算出槳葉電氣開度，和槳葉的實際開度比較后，通過DO135模塊輸出脈寬調(diào)制解調(diào)信號PWM，由固態(tài)繼電器SSR5和SSR6放大后，控制電磁閥DCF5和DCF6。5.3.6 導(dǎo)葉電磁閥驅(qū)動回路設(shè)有微調(diào)和粗調(diào)兩組電磁球閥，小波動時只有微調(diào)電磁球閥調(diào)節(jié)，大波動時粗調(diào)電磁同時參與調(diào)節(jié)。l 微調(diào)電磁閥控制：PCC根據(jù)計算出的導(dǎo)葉電氣開度和測量出的導(dǎo)葉實際開度之差值，通過DO135模塊輸出脈寬調(diào)制解調(diào)信號PWM， 由固態(tài)繼電器SSR1和SS

49、R2放大后，控制電磁閥DCF1和DCF2。l 粗調(diào)電磁閥控制：當(dāng)導(dǎo)葉電氣開度和導(dǎo)葉實際開度之差值超過設(shè)定值時，通過DM435模塊輸出脈寬調(diào)制解調(diào)信號PWM， 由固態(tài)繼電器SSR4放大后，控制電磁閥DCF4。5.3.7 電源由交流電源和直流電源同時供電，互為熱備用。5.3.8 人機(jī)界面采用觸摸屏做為人機(jī)界面，畫面美觀逼真，全中文顯示，操作方便，可以同時顯示很多信息。觸摸屏上設(shè)有顯示、操作、參數(shù)設(shè)置、模式、報警、幫助等畫面。具有多級密碼保護(hù)功能。持有密碼級別的高低，決定了對系統(tǒng)行使權(quán)利的大小。運行人員只能觀察到常規(guī)顯示畫面并進(jìn)行常規(guī)操作，檢修人員或管理人員可對調(diào)節(jié)參數(shù)等進(jìn)行修改。第六章 數(shù)字閥PC

50、C智能調(diào)速器的操作方法操作方式：具有手動、電手動、自動三種操作方式，且可無擾動切換。u 手動方式：“手動/自動”切換開關(guān)置于“手動”位置，直接操作電磁閥按鈕。u 電手動方式：“手動/自動”切換開關(guān)置于“手動”位置，在面板上操作電手動開/關(guān)旋鈕。u 自動方式：“手動/自動”切換開關(guān)置于“自動”位置，在觸摸屏上或在中控室操作，由PCC自動控制。6.1觸摸屏使用方法人機(jī)界面為液晶(LCD)觸摸顯示屏，設(shè)有操作顯示、參數(shù)設(shè)置、功能選擇、故障診斷、試驗、幫助等多個畫面。按畫面下部的按鈕，可切換至相應(yīng)畫面。6.1.1 操作顯示畫面u 顯示導(dǎo)葉開度、轉(zhuǎn)速、功給值、導(dǎo)葉電氣開度、機(jī)頻、網(wǎng)頻等。u 進(jìn)行機(jī)旁操作

51、，實現(xiàn)自動開機(jī)，自動停機(jī)：Ø 如機(jī)組處于停機(jī)等待狀態(tài)，具備開機(jī)條件時，按下開機(jī)按鈕，顯示提示語：“確認(rèn)開機(jī)請按是，否則，請按返回”，按是，則自動開機(jī)。按返回，則回到操作顯示畫面，等待下次開機(jī)。Ø 如機(jī)組處于運行狀態(tài)，按下停機(jī)按鈕，顯示提示語：“確認(rèn)停機(jī)請按是，否則，請按 返回，按是，則自動停機(jī)。按返回，則回到操作顯示畫面，等待下次停機(jī)。u 增減負(fù)荷的操作：Ø 并網(wǎng)后，按住屏上的功給增或功給減按鈕，或者中控室發(fā)出功增/功減命令時，畫面上的開度、功給值將增大或減小，同時機(jī)組負(fù)荷相應(yīng)增大或減小。u 模式手動/自動切換，調(diào)節(jié)模式切換顯示：Ø 當(dāng)空載運行時，該畫面

52、確定機(jī)組頻率跟蹤模式，即機(jī)組頻率是優(yōu)先跟蹤網(wǎng)頻還是優(yōu)先跟蹤頻給，調(diào)節(jié)模式顯示 跟蹤網(wǎng)頻 或 停止跟蹤。Ø 當(dāng)負(fù)載運行時，該畫面確定機(jī)組是否參與調(diào)頻，調(diào)節(jié)模式顯示 頻率調(diào)節(jié) 或 開度調(diào)節(jié)。Ø 如選擇模式自動，則調(diào)速器根據(jù)當(dāng)時的條件自動選擇調(diào)節(jié)模式。Ø 如選擇模式手動，則可由運行人員根據(jù)當(dāng)時的條件人為選擇調(diào)節(jié)模式。Ø 模式自動 或 模式手動，可由運行人員選擇，選定后，將面板上的手自動旋鈕切換至手動側(cè)，按下模式固化，即可記憶下來，電源關(guān)閉后，下次重新合上電源時仍為所選的 模式自動 或 模式手動。6.1.2 參數(shù)設(shè)置畫面該畫面用于設(shè)置或修改調(diào)速器的運行參數(shù)，修改

53、之前需慎重考慮，以確保調(diào)速器和機(jī)組正常、安全運行。修改方法如下（以修改頻率給定為例）：目的：將頻率給定值由45Hz改為50Hz。步驟：u 將面板上的手自動旋鈕切換至手動位置u 按下參數(shù)設(shè)置按鈕彈出一個密碼輸入鍵盤u 正確輸入相應(yīng)的密碼（初始密碼為8個0），進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)置畫面u 按下頻給按鈕彈出一個鍵盤，數(shù)據(jù)欄中顯示45.00u 按鍵盤上的數(shù)字鍵，輸入50u 按確定鍵，鍵盤自動消失，返回前一畫面u 按下固化參數(shù)按鈕，即修改完畢。請注意：固化參數(shù)只有在手動狀態(tài)下才能完成。其它參數(shù)的修改方法與上述步驟相同，各個參數(shù)的修改范圍，均在彈出鍵盤上予以顯示，如輸入值超出此范圍，數(shù)據(jù)欄中將顯示“輸入數(shù)值超過

54、范圍”，按OK鍵刪除錯誤，然后重新輸入正確值。6.1.3 功能選擇畫面該畫面用于選擇特殊功能，并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。如需要選擇該功能，則在“選擇”欄中按相應(yīng)的按鈕，顯示 V 表示選中該功能，顯示 X 表示未選該功能。u 智能開機(jī)：當(dāng)檢測到有效頻率時，投入PID調(diào)節(jié)，整個開機(jī)過程閉環(huán)調(diào)節(jié)，頻率給定從較低的值開始以不同的速率增加到50HZ，機(jī)組平穩(wěn)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。開機(jī)過程與水頭無關(guān)。u 常規(guī)開機(jī)：接到開機(jī)令后，先把導(dǎo)葉打開至啟動開度，待轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的90%時，投入PID調(diào)節(jié)，實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)。開機(jī)過程與水頭有關(guān)，當(dāng)水頭變化較大時，應(yīng)修改啟動開度。u 功率調(diào)節(jié)：訂貨時聲明有此功能，可選此項。對于雙調(diào)節(jié)型調(diào)速器尚有如下功能：u 槳葉定時噴油：如需從槳葉接力器取潤滑油選此項。u 水頭信號：如有水位傳感器選此項。6.1.4 故障診斷畫面該畫面顯示故障的種類，故障出現(xiàn)或消失的時間。當(dāng)出現(xiàn)故障時，自動彈出故障報警畫面，顯示故障原因及處理辦法。主要包括如下故障報警：u 機(jī)頻故障u 網(wǎng)頻故障u 導(dǎo)葉反饋故障u 槳葉反饋故障（對于雙調(diào)節(jié)型）6.1.5 試驗畫面該畫面設(shè)有靜態(tài)特性試驗，空載擾動試驗及甩負(fù)荷試驗子畫面。6.1.6 幫助畫面該畫面設(shè)有操作方法、故障現(xiàn)象及處理方法、調(diào)試參數(shù)等