PCC調(diào)速器說(shuō)明書(shū)(正文)

1、 武漢長(zhǎng)江控制設(shè)備研究所 PCC調(diào)速器說(shuō)明書(shū)第一章 概 述可編程計(jì)算機(jī)系列水輪機(jī)調(diào)速器是我所2001年研發(fā)的一代新型水輪機(jī)調(diào)速器，它充分考慮了PLC和IPC兩種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮了可編程計(jì)算機(jī)控制器(PCC)的技術(shù)特點(diǎn)，是總結(jié)了長(zhǎng)控所雙微機(jī)調(diào)速器和全可編程調(diào)速器的經(jīng)驗(yàn)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(jī)組。是長(zhǎng)控所大、中型調(diào)速器的推薦方案之一。1.1 功能和特點(diǎn)1.1.1 本調(diào)速器具有如下功能1 頻率測(cè)量與調(diào)節(jié)：可測(cè)量機(jī)組和電網(wǎng)的頻率，并實(shí)現(xiàn)機(jī)組頻率的調(diào)節(jié)和控制。2 頻率跟蹤：當(dāng)跟蹤功能投入時(shí)，機(jī)組頻率自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率，可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)同期

2、并網(wǎng)。3 自動(dòng)調(diào)整與分配負(fù)荷:機(jī)組并入電網(wǎng)，調(diào)速器將根據(jù)其整定的bp值和電網(wǎng)頻差，自動(dòng)調(diào)整機(jī)組的出力。4負(fù)荷調(diào)整：可接受上位機(jī)控制指令，實(shí)現(xiàn)發(fā)電自動(dòng)控制功能（A.G.C）。5 開(kāi)停機(jī)操作：接受中控室或上位機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)開(kāi)停機(jī)操作。6 手動(dòng)操作：具有電手動(dòng)和機(jī)械手動(dòng)操作功能，并可無(wú)條件、無(wú)擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行與手動(dòng)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(jī)組頻率、電網(wǎng)頻率、導(dǎo)葉開(kāi)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(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)、可靠的接口，能方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。9 具有頻率計(jì)的相關(guān)試驗(yàn)功能。10 輔助實(shí)驗(yàn)功能：通過(guò)操作面板上的功能鍵和顯示屏，可以

3、很方便地完成空載擺動(dòng)和靜態(tài)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。1.1.2 本調(diào)速器的主要特點(diǎn)1 可靠性問(wèn)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(gòu)成，平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)50萬(wàn)小時(shí)即57年，因此具有比PLC調(diào)速器更高的可靠性。2 測(cè)頻問(wèn)題a 測(cè)頻通道多PCC調(diào)速器有四路測(cè)頻通道，可以用于機(jī)組PT測(cè)頻、機(jī)組齒盤測(cè)頻（兩路）、電網(wǎng)頻率測(cè)量，因此測(cè)頻容錯(cuò)能力強(qiáng)。b 測(cè)頻精度高由于一般的微機(jī)測(cè)頻都采用1M計(jì)數(shù)時(shí)鐘，而B(niǎo)&R2003系列CPU的內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘10M左右。因此，PCC測(cè)頻精度遠(yuǎn)比一般的微機(jī)測(cè)頻精度高。c 測(cè)頻實(shí)時(shí)性強(qiáng)微機(jī)測(cè)頻，由于PT的正弦波信號(hào)上半波與下半波的不對(duì)稱性，為了保證測(cè)

4、頻的準(zhǔn)確性，必須采用二分頻，測(cè)量一個(gè)周期的脈寬時(shí)間，而PCC測(cè)頻，是測(cè)量上升沿至上升沿的時(shí)間，無(wú)須進(jìn)行分頻，因此PCC測(cè)頻的實(shí)時(shí)性比一般微機(jī)測(cè)頻的實(shí)時(shí)性提高了一倍。d 測(cè)頻可靠性高在測(cè)頻通道的選擇上有三種選擇方式：1、發(fā)電機(jī)殘壓；2、永磁性；3、齒盤?？筛鶕?jù)用戶的要求任意選擇。既可單通道使用，又可四個(gè)通道或任意兩個(gè)通道結(jié)合起來(lái)使用。當(dāng)結(jié)合起來(lái)使用時(shí)，各通道之間可做到互為檢錯(cuò)、糾錯(cuò)，互為備用，當(dāng)出現(xiàn)測(cè)量值有較大出入時(shí)，異常的測(cè)量值將被判斷為錯(cuò)誤值而自動(dòng)丟棄，校正有效機(jī)頻值，同時(shí)測(cè)頻故障報(bào)警提示，以便盡快查找原因，排除故障通道。這樣通過(guò)多通道測(cè)頻保證了測(cè)頻的高可靠性。此外，PCC硬件的可靠性極高，

5、測(cè)頻計(jì)數(shù)時(shí)鐘為PCC內(nèi)部提供，并且由于在測(cè)頻過(guò)程中沒(méi)有采用分頻，硬件電路更簡(jiǎn)單、更可靠，因此測(cè)頻的可靠性極高。3 多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)在系統(tǒng)中可以將操作任務(wù)分成具有不同優(yōu)先權(quán)的任務(wù)等級(jí)，而且每個(gè)任務(wù)等級(jí)中可以包含多個(gè)具體任務(wù)。優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)，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(wù)定義得任務(wù)級(jí)別高一些，如：測(cè)頻、PID運(yùn)算、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等，這樣，這些任務(wù)就可以得到及時(shí)地處理、執(zhí)行，從而整個(gè)控制系統(tǒng)得到了優(yōu)化，具有較好的實(shí)時(shí)性。4 TPU功能在PCC硬件系統(tǒng)中，時(shí)間處理單元TPU（Time Processor Unit）能夠?qū)εc時(shí)間有關(guān)的程序進(jìn)行及時(shí)的處理并且不影響主C

6、PU的運(yùn)行。TPU是集成在MOTOROLA公司32位的M6300型單片機(jī)里的高速處理單元，可以在不增加主CPU負(fù)擔(dān)的前提下，完成對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求很高的控制任務(wù)，它可以為開(kāi)關(guān)信號(hào)引發(fā)的事件提供微秒級(jí)的分辨率，以滿足真正高實(shí)時(shí)高精度的要求，如頻率測(cè)量、脈寬調(diào)制。5 編程語(yǔ)言PCC支持多種編程語(yǔ)言：梯形圖（LAD）、指令表（STL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）、順序功能表（SFC）、C語(yǔ)言、B&R高級(jí)語(yǔ)言AB。根據(jù)編寫(xiě)程序的方便和需要，可采用幾種語(yǔ)言混合編程，如梯形圖和AB。B&R高級(jí)語(yǔ)言AB是基于Windows專門為工業(yè)控制開(kāi)發(fā)的一種高級(jí)語(yǔ)言，它比通用的高級(jí)語(yǔ)言如C語(yǔ)言更適合工業(yè)控制特點(diǎn)，更易

7、于編程。它充分利用PCC的特點(diǎn)，能夠輕松完成各種復(fù)雜的工業(yè)控制和監(jiān)視。不僅如此，B&R高級(jí)語(yǔ)言的編程環(huán)境還適用于PCC中人機(jī)界面程序的編寫(xiě)。6 在調(diào)節(jié)技術(shù)上，采用連續(xù)、實(shí)時(shí)、變結(jié)構(gòu)、變參數(shù)的PID，積分分離等控制方法，根據(jù)機(jī)組特性與工況，連續(xù)、實(shí)時(shí)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(shè)有在線自診斷及處理功能，當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，調(diào)速器將自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)工況運(yùn)行，將負(fù)荷固定于故障前的狀態(tài)。8 自動(dòng)化程度高，調(diào)速器設(shè)有開(kāi)機(jī)、停機(jī)、發(fā)電、調(diào)相、增減功率操作回路，只需給調(diào)速器相應(yīng)的操作指令，調(diào)速器便能自動(dòng)完成上述操作，減少了與水機(jī)自動(dòng)回路的聯(lián)系。9良好的電磁兼容能力和現(xiàn)場(chǎng)總線全面支持技術(shù)

8、，體現(xiàn)著世界工控領(lǐng)域的發(fā)展方向。10 可以很方便地實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通訊。PCC有自帶的RS232接口以及用來(lái)擴(kuò)展的CAN口，并且有用來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊的RS485/RS422擴(kuò)展模塊。1.2 主要技術(shù)參數(shù)1.2.1主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)速死區(qū)ix 0.02%靜態(tài)特性曲線線性度誤差 <5%隨動(dòng)系統(tǒng)不準(zhǔn)確度ia <0.8%自動(dòng)空載三分鐘轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值 ±0.15%接力器不動(dòng)時(shí)間Tq <0.18s平均故障間隔時(shí)間 50000h1.2.2 主要調(diào)節(jié)參數(shù)整定范圍比例系數(shù)Kp 0.520積分系數(shù)KI 0.0510(1/S)微分系數(shù)KD 05（S）永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp 010%頻率人工死區(qū)f 01

9、.0%頻率給定范圍fG 4556HZ功率給定范圍PG 0120%第二章 可編程計(jì)算機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)工作原理可編程計(jì)算機(jī)調(diào)速器的調(diào)節(jié)器構(gòu)成如附圖（一）所示。它是以?shī)W地利貝加萊公司2003系列可編程計(jì)算機(jī)控制器、操作顯示面板以及各功能模塊為核心硬件，與接口功能板共同構(gòu)成的高可靠性調(diào)節(jié)器。其主要功能是測(cè)量水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速偏差，并將其按一定調(diào)節(jié)規(guī)律轉(zhuǎn)換成控制導(dǎo)葉開(kāi)度（和輪葉轉(zhuǎn)角）的信號(hào)。2.1 自動(dòng)調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組有多種運(yùn)行工況，不同的工況，需要采用不同的控制規(guī)律、控制結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)參數(shù)。控制規(guī)律的形成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在對(duì)該系列調(diào)速器各自動(dòng)工況的工作原理簡(jiǎn)述如下：2.1.1 智能化開(kāi)機(jī)目前

10、有很多微機(jī)調(diào)速器的開(kāi)機(jī)過(guò)程仍和傳統(tǒng)機(jī)械液壓調(diào)速器以及模擬電調(diào)一樣，當(dāng)接到開(kāi)機(jī)命令后，導(dǎo)葉接力器和電氣開(kāi)度限制均同步開(kāi)啟至第一開(kāi)機(jī)啟動(dòng)開(kāi)度，導(dǎo)葉接力器維持不動(dòng)，機(jī)組開(kāi)環(huán)啟動(dòng)。當(dāng)機(jī)組頻率大于45HZ后，則將電氣開(kāi)限關(guān)至空載開(kāi)限位置，并投入PID調(diào)節(jié)，接力器在其控制下穩(wěn)定于空載開(kāi)度，開(kāi)機(jī)過(guò)程結(jié)束，并轉(zhuǎn)入空載狀態(tài)。這種方式不能保證開(kāi)機(jī)過(guò)程的整個(gè)環(huán)節(jié)全閉環(huán)，自動(dòng)化水平不高。長(zhǎng)控所研制的PCC調(diào)速器采用全閉環(huán)開(kāi)機(jī)過(guò)程。當(dāng)接到開(kāi)機(jī)令后，閉環(huán)調(diào)節(jié)投入，將機(jī)組頻率與頻率給定值或電網(wǎng)頻率相比較，進(jìn)行PID運(yùn)算和調(diào)節(jié)。同時(shí)設(shè)置兩個(gè)開(kāi)限，一個(gè)為機(jī)組啟動(dòng)開(kāi)限，保證機(jī)組啟動(dòng)快速；另一個(gè)為空載開(kāi)限，保證機(jī)組開(kāi)機(jī)超調(diào)量小，甚

11、至無(wú)超調(diào)量，快速并入系統(tǒng)。這兩個(gè)開(kāi)限由軟件通過(guò)水頭值和機(jī)組特性查表確定，也可由用戶在操作顯示面板上直接給定。導(dǎo)葉則根據(jù)PID運(yùn)算的值控制機(jī)組直至額定轉(zhuǎn)速。對(duì)于雙調(diào)節(jié)型調(diào)速器，輪葉控制系統(tǒng)同樣始終處于閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)。開(kāi)機(jī)前，導(dǎo)葉開(kāi)度及機(jī)組轉(zhuǎn)速均為零，輪葉開(kāi)至啟動(dòng)角，自動(dòng)開(kāi)機(jī)后，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到80%左右，根據(jù)協(xié)聯(lián)關(guān)系，輪葉將自動(dòng)關(guān)閉到零。特別提出的是，開(kāi)機(jī)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制并且設(shè)有兩個(gè)開(kāi)限，這樣可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)程快速穩(wěn)定且無(wú)超調(diào)，方便機(jī)組快速并入系統(tǒng)。在機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)程和空載運(yùn)行中，PCC調(diào)節(jié)器根據(jù)機(jī)組特征與工況，連續(xù)、適時(shí)改變調(diào)節(jié)參數(shù)，保證了機(jī)組并網(wǎng)前穩(wěn)定運(yùn)行，并具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)。2.1.2 頻

12、率調(diào)節(jié)當(dāng)調(diào)速器的頻率調(diào)節(jié)為“頻給”方式時(shí)，自動(dòng)空載工況下的調(diào)速器受頻率給定值控制，PCC調(diào)節(jié)器對(duì)機(jī)頻與頻給的差值進(jìn)行PID運(yùn)算，其輸出信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度，直至機(jī)組頻率等于給定頻率，從而實(shí)現(xiàn)了頻率調(diào)節(jié)，頻率給定值可通過(guò)操作顯示面板進(jìn)行整定，也可按上位機(jī)或自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的指令增、減。2.1.3 頻率跟蹤當(dāng)頻率調(diào)節(jié)為“跟蹤”方式時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)將網(wǎng)頻作為它的頻率目標(biāo)值，與頻率調(diào)節(jié)一樣，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，機(jī)組頻率將始終以網(wǎng)頻為調(diào)節(jié)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組頻率自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率的功能。頻率跟蹤功能的投入與退出可以在操作顯示面板上手動(dòng)設(shè)置。2.1.4 并網(wǎng)當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器合閘后，其輔助接點(diǎn)返回一對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)給調(diào)速器

13、，則調(diào)速器判斷機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)。調(diào)速器接到并網(wǎng)令時(shí)，切除微分調(diào)節(jié)，投入人工失靈區(qū)和永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)。2.1.5 功率調(diào)節(jié)機(jī)組并網(wǎng)后，頻給自動(dòng)整定為50Hz，bp置整定值，實(shí)現(xiàn)有差調(diào)節(jié)，切除微分作用，并投入人工失靈區(qū)。導(dǎo)葉開(kāi)度根據(jù)整定的bp值隨頻差變化，并入同一電網(wǎng)的機(jī)組將按各自的bp值自動(dòng)分配功率。當(dāng)上位機(jī)或機(jī)旁的增、減功率按鈕發(fā)出增、減負(fù)荷命令時(shí)，功率給定軟件就相應(yīng)改變功率給定值，功給信號(hào)一方面通過(guò)前饋回路直接疊加于積分輸出值，一方面與積分輸出值相比較，其差值通過(guò)bp回路調(diào)整功率。由于前饋信號(hào)的作用，負(fù)荷增減較快。2.1.6 手動(dòng)設(shè)置水頭當(dāng)有水頭信號(hào)參與調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)，調(diào)速器采集420mA的水頭信號(hào)

14、，通過(guò)A/D采樣計(jì)算，得到適時(shí)的水頭信號(hào)（即自動(dòng)水頭信號(hào)）。當(dāng)水頭信號(hào)回路出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)節(jié)器能夠自動(dòng)識(shí)別，并且允許在操作顯示面板上手動(dòng)設(shè)置水頭值。手動(dòng)設(shè)置水頭功能的投入與退出可以在操作顯示面板上手動(dòng)設(shè)置。2.1.7 自動(dòng)停機(jī)調(diào)速器接到停機(jī)令時(shí)，給定頻率將置于零，與閉環(huán)開(kāi)機(jī)的過(guò)程類似，機(jī)頻與頻給的差值通過(guò)PID運(yùn)算后，其輸出信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置控制導(dǎo)葉使機(jī)組關(guān)機(jī)，直至機(jī)頻為零。2.2 手動(dòng)操作手動(dòng)操作是可編程計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器或驅(qū)動(dòng)電路故障后的操作方式。此時(shí)，調(diào)速器切為手動(dòng)工況，手動(dòng)增減操作，即可帶動(dòng)機(jī)械液壓隨動(dòng)裝置，控制機(jī)組開(kāi)、?；蛟鰷p負(fù)荷。2.3 手動(dòng)自動(dòng)切換導(dǎo)葉控制部分手動(dòng)和自動(dòng)的相互切換可做到無(wú)條件

15、、無(wú)擾動(dòng)地進(jìn)行。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電氣部分發(fā)生故障，驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)將自動(dòng)被切斷，調(diào)速器無(wú)擾動(dòng)地自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需人為切換。必要時(shí)，也可進(jìn)行手自動(dòng)切換操作，將調(diào)速器切為手動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可編程計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器能自動(dòng)采集反饋信號(hào)（相當(dāng)于導(dǎo)葉接力器開(kāi)度信號(hào)），并使調(diào)節(jié)器的輸出與其相等。因此，只要電氣部分正常工作，即可做到將手動(dòng)工況切換至自動(dòng)工況，接力器不會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)。 第三章 可編程計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器3.1 組成與特點(diǎn)3.1.1可編程計(jì)算機(jī)調(diào)速器的調(diào)節(jié)器構(gòu)成1、 PCC系列調(diào)速器的可編程計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器，是以?shī)W地利貝加萊公司可編程計(jì)算機(jī)控制器、操作顯示面板以及各功能模塊為核心硬件，輔以接口功能板，以及電源變

16、壓器、開(kāi)關(guān)電源和模擬指示表計(jì)等組合而成。其電氣系統(tǒng)原理圖見(jiàn)附圖（二）。核心硬件包括控制器CPU模塊、混合模塊CM211(包括2路模擬量輸入、2路模擬量輸出、8路開(kāi)關(guān)量輸入、8路開(kāi)關(guān)量輸出)、8開(kāi)關(guān)量輸入模塊DI435、用于與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊的RS232接口模塊IF311或RS485/RS422接口模塊IF321。此外，CP474本體提供一個(gè)PC機(jī)開(kāi)發(fā)PCC程序用的RS232接口和一個(gè)遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通訊用的CAN現(xiàn)場(chǎng)總線接口。另外，根據(jù)控制對(duì)象的具體情況，可以有選擇地添加如下模塊：4路模擬量輸入模塊AI354、2路模擬量輸出模塊AO352等。3.1.2可編程計(jì)算機(jī)控制器的特點(diǎn)由于可編程計(jì)算機(jī)控制器自

17、身的特點(diǎn)以及水輪機(jī)調(diào)速器的電氣要求，使得它特別適用于水輪機(jī)調(diào)速器的開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品制作。以下是PCC調(diào)速器控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)1、 具有比PLC更高的可靠性，平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)50萬(wàn)小時(shí)即57年。2、 集成了大型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，系統(tǒng)具有IPC的高速響應(yīng)能力和計(jì)算能力。3、 應(yīng)用了全新的總線概念，那就是I/O總線和系統(tǒng)總線分離，克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的總線系統(tǒng)瓶頸。4、 采用多處理器構(gòu)成多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)，可以將整個(gè)操作界面分成數(shù)個(gè)具有不同優(yōu)先權(quán)的任務(wù)等級(jí)（TASK CLASS），不同的任務(wù)等級(jí)，優(yōu)先權(quán)越高，其掃描周期越短；優(yōu)先權(quán)越低，其掃描周期越長(zhǎng)。在這種操作系統(tǒng)的管理下，優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級(jí)總是先被執(zhí)行，在

18、剩余的時(shí)間里才執(zhí)行優(yōu)先權(quán)較低的任務(wù)等級(jí)。整個(gè)操作系統(tǒng)得到了優(yōu)化，具有較好的實(shí)時(shí)性。5、 采用多處理器構(gòu)成多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)，可以避免發(fā)生在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的通訊瓶頸問(wèn)題。6、 可以根據(jù)不同層次人員選用低級(jí)語(yǔ)言（如梯形圖）或高級(jí)語(yǔ)言（如BASIC、C、AB）編程。7、 CPU模塊的主處理器為32位CPU，具有TPU功能。8、 系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性：除系統(tǒng)硬件可以以模塊的方式加以擴(kuò)展外，在CPU多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)的支持下，系統(tǒng)軟件也可以以模塊的方式加以擴(kuò)展，這極大地增加了PCC系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。9、 系統(tǒng)除全面支持ETHERNET、PROFIbus和CANbus等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議外，還提供了一

19、個(gè)幀驅(qū)動(dòng)器（Frame Driver）工具，可以很方便地解決非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中串行口通訊的問(wèn)題。10、良好的電磁兼容能力和現(xiàn)場(chǎng)總線全面支持技術(shù)。3.2 接口、功能模塊和操作顯示面板介紹B&R2003系列的PCC配置有以下接口和功能模塊：自帶的8路開(kāi)關(guān)量輸入接口和8路晶體管輸出接口、2路模擬量輸入接口、2路模擬量輸出接口、10路開(kāi)關(guān)量輸入模塊DI138。另外，CPU模塊內(nèi)部還提供了一個(gè)RS232口和一個(gè)CAN口，以便擴(kuò)展功能。以下詳細(xì)介紹各個(gè)接口和模塊。3.2.1 DI接口其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。輸入通道數(shù)8路TPU通道數(shù)3路輸入電壓最小值18VDC標(biāo)準(zhǔn)值24VDC最大值30VDC輸入電流

20、（在標(biāo)準(zhǔn)輸入電壓下）約4mA輸入延時(shí)最大1ms電氣隔離輸入與PCC有輸入與輸出無(wú)3.2.2 DO接口其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。輸出通道數(shù)8路電氣接點(diǎn)輸出通道數(shù)1路通道電壓最小值18VDC標(biāo)準(zhǔn)值24VDC最大值30VDC輸出電流每路輸出最大0.4A模塊最大3.2A電氣接點(diǎn)輸出負(fù)載最大0.5A開(kāi)關(guān)漏電流最大12A過(guò)負(fù)載保護(hù)有內(nèi)部保護(hù)電路有輸出延時(shí)最大450s電氣隔離輸出與PCC有輸出與輸入無(wú)3.2.3 A1模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。C-UL-US認(rèn)證有輸入通道數(shù)2輸入通道信號(hào)±10V/0-20mA 數(shù)字量切換分辨率12Bit+符號(hào)位消耗功率最大0.5W電氣隔離輸入與PCC無(wú)輸入與

21、輸出無(wú)3.2.4 AO模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。輸出通道數(shù)2輸入電壓信號(hào)±10V數(shù)字量切換分辨率12Bit短路保護(hù)有電流輸出負(fù)載1K電壓輸出負(fù)載最大10mA電氣隔離輸出與PCC無(wú)輸出與輸出無(wú)3.2.5 DI138模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。C-UL-US認(rèn)證有輸入通道數(shù)10輸入電流信號(hào)通道5，68mA，24VDC其它通道5mA，24VDC輸入延時(shí)通道5，6最大3s其它通道最大1.3s輸入電壓信號(hào)最小值18VDC標(biāo)準(zhǔn)值24VDC最大值30VDC數(shù)字量長(zhǎng)16Bit消耗功率0.4W輸入頻率20KHz記數(shù)頻率40KHz3.2.6 IF311模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。C-UL-

22、US認(rèn)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(wú)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(wú)/偶/奇停止位1/23.2.7 IF321模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見(jiàn)下表。C-UL-US認(rèn)證有消耗功率最大1.4W接口類型RS485/RS422隔離接口與PCC有接頭9芯D型接頭（母）波特率最大115.2kBaud距離1200m（無(wú)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(wú)/偶/奇停止位1/23.2.8 接口功能板標(biāo)準(zhǔn)接口功能板可以對(duì)機(jī)頻（PT、永磁機(jī)）

23、和網(wǎng)頻測(cè)量的PT信號(hào)進(jìn)行變壓器隔離、方波整形、電平轉(zhuǎn)換、光電隔離，以及機(jī)頻齒盤信號(hào)的處理，并且提供2路標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)零、調(diào)幅電路。3.2.9 電源系統(tǒng)水輪機(jī)調(diào)速器的電源系統(tǒng)是維持調(diào)速器自動(dòng)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(huì)掉電）雙路供電方式，任一路電源消失，不會(huì)影響調(diào)速器的自動(dòng)正常運(yùn)行。廠用直流一方面給所有開(kāi)關(guān)電源供電，另一方面給緊急停機(jī)電磁閥等操作提供操作電源。廠用交流通過(guò)一電源變壓器隔離后向所有開(kāi)關(guān)電源供電?？删幊逃?jì)算機(jī)控制器采用DC24V的開(kāi)關(guān)電源供電。此DC24V開(kāi)關(guān)電源還向開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)、接口功能板的數(shù)字電路、繼電

24、器、手自動(dòng)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(kāi)關(guān)電源。3.3 調(diào)節(jié)器主程序框圖第四章 操作說(shuō)明4.1 開(kāi)機(jī)過(guò)程4.1.1 手動(dòng)操作操作調(diào)速器“導(dǎo)葉手動(dòng)”切換按鈕，將導(dǎo)葉切至手動(dòng)位置，然后進(jìn)行導(dǎo)葉增減操作使導(dǎo)葉開(kāi)至啟動(dòng)開(kāi)度，待轉(zhuǎn)速開(kāi)至80%后將導(dǎo)葉關(guān)至空載開(kāi)度附近，根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度，使機(jī)組穩(wěn)定于額定轉(zhuǎn)速。4.1.2 自動(dòng)操作操作調(diào)速器“導(dǎo)葉自動(dòng)” 切換按鈕，將導(dǎo)葉切至自動(dòng)位置，選擇“跟蹤”或“頻給”調(diào)節(jié)方式。調(diào)速器接到開(kāi)機(jī)令后（要求開(kāi)機(jī)令保持30s以上），將頻差通過(guò)PID運(yùn)算，其輸出信號(hào)帶動(dòng)電液隨動(dòng)系統(tǒng)，將輸入的控制信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換

25、成接力器位移，控制導(dǎo)葉使機(jī)組開(kāi)機(jī)。在機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)程和空載運(yùn)行中，PCC調(diào)節(jié)器根據(jù)工況識(shí)別，自動(dòng)將調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置于空載參數(shù)，保證了機(jī)組并網(wǎng)前運(yùn)行的速動(dòng)性和穩(wěn)定性。4.2 停機(jī)過(guò)程4.2.1手動(dòng)停機(jī)按電手動(dòng)減按鈕或機(jī)械操作機(jī)械液壓隨動(dòng)系統(tǒng)使導(dǎo)葉關(guān)至空載開(kāi)度，與電網(wǎng)解列后，繼續(xù)手動(dòng)關(guān)閉導(dǎo)葉直至停機(jī)。4.2.2 自動(dòng)停機(jī)調(diào)速器接到停機(jī)令時(shí)，給定頻率將置于零，與開(kāi)機(jī)過(guò)程類似，控制導(dǎo)葉使機(jī)組關(guān)機(jī)，直至機(jī)頻為零。4.3 有功增、減手動(dòng)時(shí)點(diǎn)動(dòng)操作電手動(dòng)增減按鈕或操作機(jī)械液壓隨動(dòng)系統(tǒng)增減負(fù)荷。自動(dòng)時(shí)點(diǎn)動(dòng)操作增減給定按鈕增減負(fù)荷。4.4 事故停機(jī)無(wú)論調(diào)速器處于自動(dòng)還是手動(dòng)，當(dāng)接到“事故停機(jī)”信號(hào)時(shí)，緊急停機(jī)電磁閥直接

26、作用于機(jī)械隨動(dòng)系統(tǒng)，即關(guān)閉導(dǎo)葉使機(jī)組停機(jī)。值得注意的是：緊急停機(jī)電磁閥不宜于長(zhǎng)期帶電；在發(fā)緊急停機(jī)令的同時(shí)，一定要發(fā)停機(jī)令。4.5 手自動(dòng)切換可編程計(jì)算機(jī)調(diào)速器其手動(dòng)與自動(dòng)的相互切換，均可做到無(wú)條件無(wú)擾動(dòng)地進(jìn)行。第五章 調(diào)試試驗(yàn)大綱及維護(hù)5.1電氣部分檢查和操作步驟電氣部分的檢查和操作應(yīng)按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：1 根據(jù)配線圖全方位地檢查配線。對(duì)外端子圖見(jiàn)附圖（三）。2 重點(diǎn)檢查電源回路的配線。3 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。4 上電后再接入頻率信號(hào)，觀察測(cè)頻回路是否正常。5 機(jī)械調(diào)整完成后，分別進(jìn)行導(dǎo)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(yīng)保證接線正

27、確，特別要注意廠用交流、廠用直流是否正確，開(kāi)關(guān)電源的輸出有無(wú)短路現(xiàn)象。為避免干擾信號(hào)，應(yīng)盡量做到強(qiáng)、弱電分開(kāi)，機(jī)、網(wǎng)頻信號(hào)線采用屏蔽線。上電后，用萬(wàn)用表測(cè)量下列電源電壓值：廠用AV220V電源：電壓偏差不超過(guò)額定值的-15%至+15%；廠用DV220V電源：電壓偏差不超過(guò)額定值的-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(dòng)位置，按電手動(dòng)減按鈕（或操作機(jī)械液壓隨動(dòng)系統(tǒng)）將導(dǎo)葉接力器全關(guān)，調(diào)整調(diào)零電位器，將輸出電壓調(diào)到0V，然后

28、將導(dǎo)葉接力器全開(kāi)，調(diào)整調(diào)幅電位器，將輸出值調(diào)到10.0V。對(duì)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(yàn)當(dāng)機(jī)械和電氣動(dòng)作基本正常后，就可以做靜態(tài)特性試驗(yàn)了，具體步驟如下：2、 將調(diào)速器“靜態(tài)實(shí)驗(yàn)”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。3、 將調(diào)速器切自動(dòng)，功給設(shè)定為50%。3、顯示面板切入“靜態(tài)測(cè)試”畫(huà)面，設(shè)定模擬機(jī)頻為50HZ，用增、減鍵進(jìn)行模擬機(jī)頻增減（已設(shè)定F=0.01HZ）。根據(jù)以下表格，對(duì)調(diào)速器在接力器全行程進(jìn)行雙向開(kāi)關(guān)機(jī)試驗(yàn)，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(jì)算出ix，校驗(yàn)bp值。標(biāo)準(zhǔn)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)ix 0.08%。5.5 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)5.5.1 手動(dòng)開(kāi)停機(jī)將調(diào)速器切至手動(dòng)位置，控制導(dǎo)葉電手動(dòng)按鈕或操作導(dǎo)葉機(jī)械液壓隨動(dòng)系統(tǒng)，使機(jī)組處于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，并且發(fā)電機(jī)勵(lì)磁投入，穩(wěn)定一段時(shí)間后觀察機(jī)組頻率擺動(dòng)值，每次三分鐘，共三次。最大值最小值 F（Hz） F（Hz） F（Hz）一段時(shí)間后手動(dòng)停機(jī)。計(jì)算出三次的空擺值，標(biāo)準(zhǔn)要求大型調(diào)速器手動(dòng)空載擺動(dòng)值±0.2%，中、小型調(diào)速器手動(dòng)