PCC調(diào)速器使用說(shuō)明(正文)

1、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(P CC)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

2、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

3、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(pán)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)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

4、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(pán)?？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，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，

5、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PID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、 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 P rocessor Un it )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CPU的運(yùn)行。TPU是集成在MOTOROLA公司

6、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）、AB。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)

7、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)，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

8、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)ix0.02%靜態(tài)特性曲線線性度誤差&5%隨動(dòng)系統(tǒng)不準(zhǔn)確度ia0.8%自動(dòng)空載三分鐘轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值).15%接力器不動(dòng)時(shí)間TqV0.18S平均故障間隔時(shí)間1K Q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)325 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輸入電通道5, 68mA , 24VDC流信號(hào)其它通道5mA , 24VDC輸入通道5, 6最大3 g延時(shí)其它通道最大1.3 g

9、輸入最小值18VDC電壓際準(zhǔn)值24VDC信號(hào)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40KHZ326 IF311 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

10、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1/2328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)）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(pán)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

11、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+舉致初始化和 邛H力建舸如化I開(kāi)關(guān)逼占葫|I和口和DA處理I導(dǎo)葉手動(dòng)Ll手聞登理 卜傑機(jī)歿理！MKhHH電氣故獲切空載和I結(jié)東IUh開(kāi)機(jī)歿be 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

12、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

13、列后，繼續(xù)手動(dòng)關(guān)閉導(dǎo)葉直至停機(jī)。422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

14、氣部分的檢查和操作應(yīng)按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行: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）。重點(diǎn)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(hào)，觀察測(cè)頻回路是否正常。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

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 0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

16、。3、將調(diào)速器切自動(dòng)，功給設(shè)定為 50% 03、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）0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)ix0.08%。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

17、，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w0.2%，中、小型調(diào)速器手動(dòng)空載擺動(dòng)值 0.3%。此試驗(yàn)可利用“空擺測(cè)試畫(huà)面”來(lái)進(jìn)行。5.5.2自動(dòng)開(kāi)機(jī)調(diào)速器切自動(dòng)，發(fā)開(kāi)機(jī)令，機(jī)組開(kāi)至額定轉(zhuǎn)速。機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后觀察機(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)計(jì)算出三次的空擺值，標(biāo)準(zhǔn)要求大型調(diào)速器自動(dòng)空載擺動(dòng)值w0.15%，中、小型調(diào)速器自動(dòng)空載擺動(dòng)值 0.25%。此試驗(yàn)可利用“空擺測(cè)試畫(huà)面”來(lái)進(jìn)行。5.5.3

18、空擾試驗(yàn)（8% ）和自動(dòng)停機(jī)操作顯示面板，置頻給為52.00HZ,按一下確認(rèn)鍵，機(jī)組穩(wěn)定后置頻給為48.00 Hz,按一下確認(rèn)鍵，記錄頻率最低值、穩(wěn)定時(shí)間、調(diào)節(jié)次數(shù)；穩(wěn)定后將頻給置52.00HZ,按一下確認(rèn)鍵，記錄頻率最高值、穩(wěn)定時(shí)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(shí)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(shí)間（s）超調(diào)量（%）此試驗(yàn)為選作試驗(yàn)，國(guó)標(biāo)無(wú)考核指標(biāo)，但有助于優(yōu)選參數(shù)。做完空擾試驗(yàn)后發(fā)停機(jī)令自動(dòng)停機(jī)。5.5.4甩負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)組自動(dòng)開(kāi)啟，并網(wǎng)帶上一定負(fù)荷,進(jìn)行如下甩負(fù)荷試驗(yàn):1、甩25%負(fù)荷自動(dòng)工況運(yùn)行，并網(wǎng)后負(fù)荷量增至25%，斷開(kāi)油開(kāi)關(guān)，測(cè)量接力器不動(dòng)時(shí)間,國(guó)標(biāo)要求Tqv0.2s;2、甩75%負(fù)荷自動(dòng)工況運(yùn)行，并網(wǎng)后負(fù)荷量增至75%左右，斷開(kāi)油開(kāi)關(guān)，觀察轉(zhuǎn)速、水壓的上升情況，若無(wú)異常，則做甩滿負(fù)荷試驗(yàn);3、甩100%負(fù)荷自動(dòng)工況運(yùn)行，并網(wǎng)后負(fù)荷量增至100%左右，斷開(kāi)油開(kāi)關(guān)，觀察轉(zhuǎn)速上升最高值及超過(guò)3%額定轉(zhuǎn)速值的波峰次數(shù)。觀察從接力器第一次向開(kāi)啟方向移動(dòng)