PCC調(diào)速器使用說明(正文)

1、第一章概述可編程計算機系列水輪機調(diào)速器是我所 2001年研發(fā)的一代新型水輪機調(diào)速器，它充分考慮了 PLC和IPC兩種機型的優(yōu)點，充分發(fā)揮了可編程計算機控制器(P CC)的技術特點，是總結了長控所雙微機調(diào)速器和全可編程調(diào)速器的經(jīng)驗成果而研制的一類新型調(diào)速器。PCC系列調(diào)速器適用于大、中、小型混流、轉(zhuǎn)槳、貫流、沖擊式等機組。是長控所大、中型調(diào)速器的推薦方案之一。1.1功能和特點1.1.1本調(diào)速器具有如下功能1頻率測量與調(diào)節(jié)：可測量機組和電網(wǎng)的頻率，并實現(xiàn)機組頻率的調(diào)節(jié)和控制。2頻率跟蹤：當跟蹤功能投入時，機組頻率自動跟蹤電網(wǎng)頻率,可實現(xiàn)快速自動同期并網(wǎng)。3自動調(diào)整與分配負荷：機組并入電網(wǎng)，調(diào)速器將

2、根據(jù)其整定的bp值和電網(wǎng)頻差，自動調(diào)整機組的出力。4負荷調(diào)整：可接受上位機控制指令，實現(xiàn)發(fā)電自動控制功能(A.G.C）。5開停機操作：接受中控室或上位機指令，實現(xiàn)開停機操作。6手動操作：具有電手動和機械手動操作功能， 并可無條件、無擾動實現(xiàn)自動運行與手動操作的相互切換。7能采集并顯示調(diào)速系統(tǒng)的主要參數(shù)，如：機組頻率、電網(wǎng)頻率、導葉開度、調(diào)節(jié)器輸出和調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)等。8有完善的通訊功能，為電站監(jiān)控系統(tǒng)設置了標準、 可靠的接口，能方便地實現(xiàn) 與上位機的通訊。9具有頻率計的相關試驗功能。10輔助實驗功能：通過操作面板上的功能鍵和顯示屏，可以很方便地完成空載擺動和靜態(tài)特性測試實驗。1.1.2本調(diào)速器

3、的主要特點 1可靠性問題PCC調(diào)速器的電氣部分由PCC控制器、操作顯示面板、各功能模塊等構成,平均無故障時間可達50萬小時即57年，因此具有比PLC調(diào)速器更高的可靠性。2測頻問題a測頻通道多PCC調(diào)速器有四路測頻通道，可以用于機組PT測頻、機組齒盤測頻（兩路）、電網(wǎng)頻率測量，因此測頻容錯能力強。b測頻精度高由于一般的微機測頻都采用1M計數(shù)時鐘，而B&R2003系列CPU的內(nèi)部 計數(shù)時鐘10M左右。因此，PCC測頻精度遠比一般的微機測頻精度高。c測頻實時性強微機測頻，由于PT的正弦波信號上半波與下半波的不對稱性，為了保證測頻的準確性，必須采用二分頻，測量一個周期的脈寬時間，而PCC測頻，是測量上

4、升沿至上升沿的時間，無須進行分頻，因此PCC測頻的實時性比一般微機測頻的實時性提高了一倍。d測頻可靠性高在測頻通道的選擇上有三種選擇方式：1、發(fā)電機殘壓；2、永磁性；3、齒 盤。可根據(jù)用戶的要求任意選擇。 既可單通道使用，又可四個通道或任意兩個通 道結合起來使用。當結合起來使用時，各通道之間可做到互為檢錯、糾錯，互為 備用，當出現(xiàn)測量值有較大出入時，異常的測量值將被判斷為錯誤值而自動丟棄, 校正有效機頻值，同時測頻故障報警提示，以便盡快查找原因，排除故障通道。這樣通過多通道測頻保證了測頻的高可靠性。此外，PCC硬件的可靠性極高，測頻計數(shù)時鐘為 PCC內(nèi)部提供，并且由于在測頻過程中沒有采用分頻，

5、硬件電路更簡單、更可靠，因此測頻的可靠性極高。3多任務分時操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中可以將操作任務分成具有不同優(yōu)先權的任務等級，而且每個任務等PID級中可以包含多個具體任務。優(yōu)先權高的任務， 有著較短的巡回掃描周期。這樣 的操作系統(tǒng)中，可以將比較重要的任務定義得任務級別高一些，如：測頻、 運算、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等，這樣，這些任務就可以得到及時地處理、執(zhí)行，從而 整個控制系統(tǒng)得到了優(yōu)化，具有較好的實時性。4 TPU功能在PCC硬件系統(tǒng)中，時間處理單元 TPU ( Time P rocessor Un it )能夠?qū)εc時間有關的程序進行及時的處理并且不影響主CPU的運行。TPU是集成在MOTOROLA公司

6、32位的M6300型單片機里的高速處理單元，可以在不增加主CPU負擔的前提下，完成對時間響應要求很高的控制任務，它可以為開關信號引發(fā)的事件提供微秒級的分辨率，以滿足真正高實時高精度的要求，如頻率測 量、脈寬調(diào)制。5編程語言PCC支持多種編程語言：梯形圖（LAD ）、指令表（STL）、結構文本（ST）、AB。順序功能表（SFC）、C語言、B&R高級語言AB。根據(jù)編寫程序的方便和需要，可采用幾種語言混合編程，如梯形圖和B&R高級語言AB是基于Windows專門為工業(yè)控制開發(fā)的一種高級語言,它比通用的高級語言如 C語言更適合工業(yè)控制特點，更易于編程。它充分利用PCC的特點，能夠輕松完成各種復雜的工業(yè)

7、控制和監(jiān)視。不僅如此，B&R高級語言的編程環(huán)境還適用于 PCC中人機界面程序的編寫。6在調(diào)節(jié)技術上，采用連續(xù)、實時、變結構、變參數(shù)的PID,積分分離等控制方法，根據(jù)機組特性與工況，連續(xù)、實時改變調(diào)節(jié)參數(shù)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定并具有良好 的調(diào)節(jié)品質(zhì)。7設有在線自診斷及處理功能，當系統(tǒng)故障時，調(diào)速器將自動轉(zhuǎn)入手動工況運行,將負荷固定于故障前的狀態(tài)。8自動化程度高，調(diào)速器設有開機、停機、發(fā)電、調(diào)相、增減功率操作回路，只需給調(diào)速器相應的操作指令，調(diào)速器便能自動完成上述操作，減少了與水機自動 回路的聯(lián)系。9良好的電磁兼容能力和現(xiàn)場總線全面支持技術，體現(xiàn)著世界工控領域的發(fā)展方 向。10可以很方便地實現(xiàn)和上位機的通

8、訊。PCC有自帶的RS232接口以及用來擴展的CAN 口，并且有用來進行遠程通訊的 RS485/RS422擴展模塊。1.2主要技術參數(shù)1.2.1主要技術指標轉(zhuǎn)速死區(qū)ix0.02%靜態(tài)特性曲線線性度誤差&5%隨動系統(tǒng)不準確度ia0.8%自動空載三分鐘轉(zhuǎn)速擺動相對值).15%接力器不動時間TqV0.18S平均故障間隔時間1K Q電壓輸出負載最大10mA電氣隔離輸出與PCC無輸出與輸出無325 DI138 模塊其主要參數(shù)和技術特征見下表。C-UL-US 認證有輸入通道數(shù)10輸入電通道5, 68mA , 24VDC流信號其它通道5mA , 24VDC輸入通道5, 6最大3 g延時其它通道最大1.3 g

9、輸入最小值18VDC電壓際準值24VDC信號最大值30VDC數(shù)字量長16Bit消耗功率0.4W輸入頻率20KHZ記數(shù)頻率40KHZ326 IF311 模塊其主要參數(shù)和技術特征見下表。C-UL-US 認證有輸入通道數(shù)10輸入電通道5 , 68mA，24VDC消耗功率最大1.6W接口類型RS232隔離接口與PCC無接頭9芯D型接頭（公）握手線RTS, CTS波特率最大 115.2kBaud距離15m數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)位數(shù)5-8奇偶性有/無/偶/奇停止位1/23.2.7 IF321 模塊其主要參數(shù)和技術特征見下表。C-UL-US 認證有消耗功率最大1.4W接口類型RS485/RS422隔離接口與PCC有接

10、頭9芯D型接頭（母）波特率最大 115.2kBaud距離1200m （無中繼器）聯(lián)網(wǎng)工作能力有數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)位數(shù)7/8奇偶性有/無/偶/奇停止位1/2328接口功能板標準接口功能板可以對機頻（PT、永磁機）和網(wǎng)頻測量的PT信號進行變壓 器隔離、方波整形、電平轉(zhuǎn)換、光電隔離，以及機頻齒盤信號的處理，并且提供2路標準的調(diào)零、調(diào)幅電路。3.2.9電源系統(tǒng)水輪機調(diào)速器的電源系統(tǒng)是維持調(diào)速器自動工作正常的有力保證，為了保證 電源系統(tǒng)的可靠，本系列調(diào)速器采用廠用交流、廠用直流（一般為蓄電池，不會 掉電）雙路供電方式，任一路電源消失，不會影響調(diào)速器的自動正常運行。廠用直流一方面給所有開關電源供電，另一方面給緊

11、急停機電磁閥等操作提 供操作電源。廠用交流通過一電源變壓器隔離后向所有開關電源供電?？删幊逃嬎銠C控制器采用 DC24V的開關電源供電。此DC24V開關電源還向開關量輸入、開關量輸出信號、接口功能板的數(shù)字電路、繼電器、手自動指示 等操作回路提供電源。模擬調(diào)整電路、位移傳感器和比較放大電路用的是12V模擬開關電源。3.3調(diào)節(jié)器主程序框圖+舉致初始化和 邛H力建舸如化I開關逼占葫|I和口和DA處理I導葉手動Ll手聞登理 卜傑機歿理！MKhHH電氣故獲切空載和I結東IUh開機歿be 第四章操作說明4.1開機過程4.1.1手動操作操作調(diào)速器“導葉手動”切換按鈕，將導葉切至手動位置，然后進行導葉增減操作使

12、導葉開至啟動開度，待轉(zhuǎn)速開至80%后將導葉關至空載開度附近，根據(jù)機組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)導葉開度，使機組穩(wěn)定于額定轉(zhuǎn)速。4.1.2自動操作操作調(diào)速器“導葉自動” 切換按鈕，將導葉切至自動位置，選擇“跟蹤”或“頻給”調(diào)節(jié)方式。調(diào)速器接到開機令后（要求開機令保持30s以上），將頻差通過PID運算，其輸出信號帶動電液隨動系統(tǒng)，將輸入的控制信號成比例地轉(zhuǎn)換成接力器位移，控制導葉使機組開機。在機組開機過程和空載運行中，PCC調(diào)節(jié)器根據(jù)工況識別，自動將調(diào)節(jié)參數(shù)設置于空載參數(shù)， 保證了機組并網(wǎng)前運行 的速動性和穩(wěn)定性。4.2停機過程4.2.1手動停機按電手動減按鈕或機械操作機械液壓隨動系統(tǒng)使導葉關至空載開度，與電網(wǎng) 解

13、列后，繼續(xù)手動關閉導葉直至停機。422自動停機調(diào)速器接到停機令時，給定頻率將置于零，與開機過程類似，控制導葉使機 組關機，直至機頻為零。4.3有功增、減手動時點動操作電手動增減按鈕或操作機械液壓隨動系統(tǒng)增減負荷。自動時點動操作增減給定按鈕增減負荷。4.4事故停機無論調(diào)速器處于自動還是手動，當接到“事故停機”信號時，緊急停機電磁閥直接作用于機械隨動系統(tǒng)，即關閉導葉使機組停機。值得注意的是：緊急停機 電磁閥不宜于長期帶電；在發(fā)緊急停機令的同時，一定要發(fā)停機令。4.5手自動切換可編程計算機調(diào)速器其手動與自動的相互切換，均可做到無條件無擾動地進行。第五章調(diào)試試驗大綱及維護5.1電氣部分檢查和操作步驟電

14、氣部分的檢查和操作應按照以下幾個步驟進行:根據(jù)配線圖全方位地檢查配線。對外端子圖見附圖（三）。重點檢查電源回路的配線。電源回路正確后，上電。觀察操作顯示面板及操作回路是否正常。上電后再接入頻率信號，觀察測頻回路是否正常。機械調(diào)整完成后，分別進行導葉、槳葉的零位和幅值的調(diào)整。5.2電源回路上電前首先應保證接線正確，特別要注意廠用交流、廠用直流是否正確，開關電源的輸出有無短路現(xiàn)象。為避免干擾信號，應盡量做到強、弱電分開，機、 網(wǎng)頻信號線采用屏蔽線。上電后，用萬用表測量下列電源電壓值:廠用AV220V電源：電壓偏差不超過額定值的-15%至+15% ；廠用DV220V電源：電壓偏差不超過額定值的-15

15、%至+15% ；DC24V :參考范圍為 20.4V-26.4V ;DC 12V :參考范圍為 10.5V-14.5V ;DC 5V :參考范圍為 4.85V-5.25V。5.3零位、幅值調(diào)整將調(diào)速器置手動位置，按電手動減按鈕（或操作機械液壓隨動系統(tǒng)）將導葉接力器全關，調(diào)整調(diào)零電位器，將輸出電壓調(diào)到0V，然后將導葉接力器全開,調(diào)整調(diào)幅電位器，將輸出值調(diào)到 10.0V 0對于雙調(diào)節(jié)調(diào)速器，輪葉系統(tǒng)用相同的方法調(diào)整。5.4靜態(tài)試驗當機械和電氣動作基本正常后，就可以做靜態(tài)特性試驗了，具體步驟如下:2、將調(diào)速器“靜態(tài)實驗”端子與“ 24V ”端子短接，模擬并網(wǎng)令，將“并網(wǎng)”端子與“ 24V ”端子短接

16、。3、將調(diào)速器切自動，功給設定為 50% 03、顯示面板切入“靜態(tài)測試”畫面，設定模擬機頻為50HZ，用增、減鍵進行模擬機頻增減（已設定？ F=0.01HZ）0根據(jù)以下表格，對調(diào)速器在接力器全行程進行雙向開關機試驗，記錄數(shù)據(jù)填入下表:f(Hz)51.551.250.950.650.350.049.749.449.148.848.5行程行程根據(jù)以上表格數(shù)據(jù)，采用回歸法計算出ix，校驗bp值。標準規(guī)定大型調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)ix 0.04%，中、小型調(diào)速器轉(zhuǎn)速死區(qū)ix0.08%。5.5動態(tài)試驗5.5.1手動開停機將調(diào)速器切至手動位置，控制導葉電手動按鈕或操作導葉機械液壓隨動系統(tǒng)，使機組處于額定轉(zhuǎn)速下運行

17、，并且發(fā)電機勵磁投入，穩(wěn)定一段時間后觀察機組頻率擺動值，每次三分鐘，共三次。最大值最小值F (Hz)F (Hz)F (Hz)一段時間后手動停機。計算出三次的空擺值，標準要求大型調(diào)速器手動空載擺動值w0.2%，中、小型調(diào)速器手動空載擺動值 0.3%。此試驗可利用“空擺測試畫面”來進行。5.5.2自動開機調(diào)速器切自動，發(fā)開機令，機組開至額定轉(zhuǎn)速。機組運行穩(wěn)定后觀察機組頻率擺動值，每次三分鐘，共三次。最大值最小值F (Hz)F (Hz)F (Hz)計算出三次的空擺值，標準要求大型調(diào)速器自動空載擺動值w0.15%，中、小型調(diào)速器自動空載擺動值 0.25%。此試驗可利用“空擺測試畫面”來進行。5.5.3

18、空擾試驗（8% ）和自動停機操作顯示面板，置頻給為52.00HZ,按一下確認鍵，機組穩(wěn)定后置頻給為48.00 Hz,按一下確認鍵，記錄頻率最低值、穩(wěn)定時間、調(diào)節(jié)次數(shù)；穩(wěn)定后將頻給置52.00HZ,按一下確認鍵，記錄頻率最高值、穩(wěn)定時間、調(diào)節(jié)次數(shù)。上擾最高值（Hz）調(diào)節(jié)次數(shù)（次）調(diào)節(jié)時間（s）超調(diào)量（%）下擾最低值（Hz）調(diào)節(jié)次數(shù)（次）調(diào)節(jié)時間（s）超調(diào)量（%）此試驗為選作試驗，國標無考核指標，但有助于優(yōu)選參數(shù)。做完空擾試驗后發(fā)停機令自動停機。5.5.4甩負荷試驗機組自動開啟，并網(wǎng)帶上一定負荷,進行如下甩負荷試驗:1、甩25%負荷自動工況運行，并網(wǎng)后負荷量增至25%，斷開油開關，測量接力器不動時間,國標要求Tqv0.2s;2、甩75%負荷自動工況運行，并網(wǎng)后負荷量增至75%左右，斷開油開關，觀察轉(zhuǎn)速、水壓的上升情況，若無異常，則做甩滿負荷試驗;3、甩100%負荷自動工況運行，并網(wǎng)后負荷量增至100%左右，斷開油開關，觀察轉(zhuǎn)速上升最高值及超過3%額定轉(zhuǎn)速值的波峰次數(shù)。觀察從接力器第一次向開啟方向移動