PCC調(diào)速器使用說明(正文)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，轉(zhuǎn)Word此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！**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頻率測量與調(diào)節(jié)：可測量機(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同期并網(wǎng)。3自動調(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，自動調(diào)整機(jī)組的出力。45開停機(jī)操作：接受中控室或上位機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)開停機(jī)操作。6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(jī)組頻率、電網(wǎng)頻率、導(dǎo)葉開度、調(diào)節(jié)器輸出和調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)等。8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(shí)驗(yàn)。1.1.2本調(diào)速器的主要特點(diǎn)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(gòu)成，平均無故障時間可達(dá)50萬小時即57PLC調(diào)速器更高的可靠性。2測頻問題a測頻通道多PCCPTb測頻精度高由于一般的微機(jī)測頻都采用1M計(jì)數(shù)時鐘，而B&R2003系列CPU的內(nèi)部計(jì)數(shù)時鐘10M左右。因此，PCC測頻精度遠(yuǎn)比一般的微機(jī)測頻精度高。c測頻實(shí)時性強(qiáng)微機(jī)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(zhǔn)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**量上升沿至上升沿的時間，無須進(jìn)行分頻，因此PCC測頻的實(shí)時性比一般微機(jī)測頻的實(shí)時性提高了一倍。d測頻可靠性高道結(jié)合起來使用。當(dāng)結(jié)合起來使用時，各通道之間可做到互為檢錯、糾錯，互為校正有效機(jī)頻值，同時測頻故障報(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(jì)數(shù)時鐘為PCC內(nèi)部提供，并且由于3多任務(wù)分時操作系統(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，而且每個任務(wù)等的操作系統(tǒng)中，可以將比較重要的任務(wù)定義得任務(wù)級別高一些，如：測頻、PID轉(zhuǎn)換等，這樣，這些任務(wù)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(shí)時性。4TPU功能在PCC硬件系統(tǒng)中，時間處理單元Processor時間有關(guān)的程序進(jìn)行及時的處理并且不影響主CPU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，完成對時間響應(yīng)要求很高的控制任務(wù)，它可以為開關(guān)信**量、脈寬調(diào)制。5編程語言PCC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AB。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(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)控制和監(jiān)視。高級語言的編程環(huán)境還適用于PCC中人機(jī)界面程序的編寫。6法，根據(jù)機(jī)組特性與工況，連續(xù)、實(shí)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將負(fù)荷固定于故障前的狀態(tài)。8自動化程度高，調(diào)速器設(shè)有開機(jī)、停機(jī)、發(fā)電、調(diào)相、增減功率操作回路，只回路的聯(lián)系。9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接口以及用來擴(kuò)展的CAN口，并且有用來進(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%<5%靜態(tài)特性曲線線性度誤差ε隨動系統(tǒng)不準(zhǔn)確度ia自動空載三分鐘轉(zhuǎn)速擺動相對值接力器不動時間Tq平均故障間隔時間<0.8%≤±0.15%<0.18s≮50000h1.2.2主要調(diào)節(jié)參數(shù)整定范圍比例系數(shù)Kp0.5～200.05～10(1/S)0～5（S）0～10%積分系數(shù)I微分系數(shù)D永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp頻率人工死區(qū)△f頻率給定范圍fG功率給定范圍G0～1.0%45～56HZ0～120%**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。它是以奧地利貝加萊公司2003系列可編程計(jì)算機(jī)控制器、操作顯示面板以（和輪葉轉(zhuǎn)角）的信號。2.1自動調(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、控該系列調(diào)速器各自動工況的工作原理簡述如下：2.1.1智能化開機(jī)目前有很多微機(jī)調(diào)速器的開機(jī)過程仍和傳統(tǒng)機(jī)械液壓調(diào)速器以及模擬電調(diào)后，則將電氣開限關(guān)至空載開限位置，并投入PID調(diào)節(jié)，接力器在其控制下穩(wěn)定于空載全閉環(huán)，自動化水平不高。長控所研制的PCC調(diào)速器采用全閉環(huán)開機(jī)過程。當(dāng)接到開機(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)。限，保證機(jī)組開機(jī)超調(diào)量小，甚至無超調(diào)量，快速并入系統(tǒng)。這兩個開限由軟件則根據(jù)PID運(yùn)算的值控制機(jī)組直至額定轉(zhuǎn)速。對于雙調(diào)節(jié)型調(diào)速器，輪葉控制至啟動角，自動開機(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，輪葉將樣可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組開機(jī)過程快速穩(wěn)定且無超調(diào)，方便機(jī)組快速并入系統(tǒng)。**調(diào)節(jié)器根據(jù)機(jī)組特征與工況，連續(xù)、適時改變調(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頻率調(diào)節(jié)當(dāng)調(diào)速器的頻率調(diào)節(jié)為“頻給”方式時，自動空載工況下的調(diào)速器受頻率給定值控制，PCC調(diào)節(jié)器對機(jī)頻與頻給的差值進(jìn)行PID運(yùn)算，其輸出信號經(jīng)驅(qū)動定值可通過操作顯示面板進(jìn)行整定，也可按上位機(jī)或自動準(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，調(diào)速器自動將網(wǎng)頻作為它的頻率目標(biāo)值，與手動設(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)返回一對常開接點(diǎn)給調(diào)速器，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，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，頻給自動整定為置整定值，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值自動分配功率。當(dāng)上位機(jī)或機(jī)旁的增、減功率按鈕bp回路調(diào)整功率。由于前饋信號的作用，負(fù)荷增減較快。2.1.6手動設(shè)置水頭4－20mAA/D置水頭功能的投入與退出可以在操作顯示面板上手動設(shè)置。2.1.7自動停機(jī)調(diào)速器接到停機(jī)令時，給定頻率將置于零，與閉環(huán)開機(jī)的過程類似，機(jī)頻與頻給的差值通過PID運(yùn)算后，其輸出信號經(jīng)驅(qū)動裝置控制導(dǎo)葉使機(jī)組關(guān)機(jī)，直至機(jī)頻為零。2.2手動操作手動操作是可編程計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器或驅(qū)動電路故障后的操作方式。此時，調(diào)速**器切為手動工況，手動增減操作，即可帶動機(jī)械液壓隨動裝置，控制機(jī)組開、?；蛟鰷p負(fù)荷。2.3手動自動切換導(dǎo)葉控制部分手動和自動的相互切換可做到無條件、無擾動地進(jìn)行。自動運(yùn)地自動轉(zhuǎn)為手動運(yùn)行，無需人為切換。必要時，也可進(jìn)行手自動切換操作，將調(diào)正常工作，即可做到將手動工況切換至自動工況，接力器不會產(chǎn)生擺動。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，以及電源變壓器、開關(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**核心硬件包括控制器CPUCM211(包括2路模擬量輸出、8路開關(guān)量輸入、8路開關(guān)量輸出)、8開關(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PC機(jī)開發(fā)PCC程序用的RS232接口和一個遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)通訊用的CAN現(xiàn)場總線接口。另外，根據(jù)控制對象的具體情況，路模擬量輸入模塊路模擬量輸出模塊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，平均無故障時間可達(dá)50萬小時即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)分時操作系統(tǒng)，可以將整個操作界面分成數(shù)個具有不同優(yōu)先權(quán)的任務(wù)等級（TASK越高，其掃描周期越短；優(yōu)先權(quán)越低，其掃描周期越長。在這種操作系統(tǒng)的管理下，優(yōu)先權(quán)高的任務(wù)等級總是先被執(zhí)行，在剩余的時間里才執(zhí)行優(yōu)先權(quán)較低的任務(wù)等級。整個操作系統(tǒng)得到了優(yōu)化，具有較好的實(shí)時性。**5、采用多處理器構(gòu)成多任務(wù)分時操作系統(tǒng)，可以避免發(fā)生在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的通訊瓶頸問題。6、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)除全面支持和CANbus等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場總線協(xié)議外，還提供了一個幀驅(qū)動器（FrameDriver）工具，可以很方便地解決非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)中串行口通訊的問題。10、良好的電磁兼容能力和現(xiàn)場總線全面支持技術(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路開關(guān)量輸入接口和8路開關(guān)量輸入模塊模塊內(nèi)部還提供了一個RS232口和一個CAN口，以便擴(kuò)展功能。以下詳細(xì)介紹各個接口和模塊。**3.2.1DI接口其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。有無輸入與輸出3.2.2DO接口其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。18VDC24VDC30VDC最大0.4A最大3.2A通道電壓標(biāo)準(zhǔn)值最大值輸出電流每路輸出模塊**有無輸出與輸入3.2.3A1模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。輸入與輸出無3.2.4AO模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。輸入電壓信號±10V**無無輸出與輸出3.2.5DI138模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。數(shù)字量長消耗功率輸入頻率記數(shù)頻率40KHz**3.2.6IF311模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。有/無/偶/奇1/2停止位3.2.7IF321模塊其主要參數(shù)和技術(shù)特征見下表。C-UL-US認(rèn)證有消耗功率接口類型最大1.4WRS485/RS422**有/無/偶/奇1/2停止位3.2.8接口功能板標(biāo)準(zhǔn)接口功能板可以對機(jī)頻（PT、永磁機(jī)）和網(wǎng)頻測量的PT信號進(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(yùn)行。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(guān)電源供電。可編程計(jì)算機(jī)控制器采用DC24V的開關(guān)電源供電。此DC24V開關(guān)電源還**向開關(guān)量輸入、開關(guān)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(guān)電源。3.3調(diào)節(jié)器主程序框圖****第四章操作說明4.1開機(jī)過程4.1.1手動操作操作調(diào)速器“導(dǎo)葉手動”切換按鈕，將導(dǎo)葉切至手動位置，然后進(jìn)行導(dǎo)葉增減操作使導(dǎo)葉開至啟動開度，待轉(zhuǎn)速開至80%后將導(dǎo)葉關(guān)至空載開度附近，根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，使機(jī)組穩(wěn)定于額定轉(zhuǎn)速。4.1.2自動操作操作調(diào)速器“導(dǎo)葉自動”切換按鈕，將導(dǎo)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(jī)令后（要求開機(jī)令保持30s差通過PID運(yùn)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的速動性和穩(wěn)定性。4.2停機(jī)過程**4.2.1手動停機(jī)按電手動減按鈕或機(jī)械操作機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)使導(dǎo)葉關(guān)至空載開度，與電網(wǎng)解列后，繼續(xù)手動關(guān)閉導(dǎo)葉直至停機(jī)。4.2.2自動停機(jī)調(diào)速器接到停機(jī)令時，給定頻率將置于零，與開機(jī)過程類似，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、減手動時點(diǎn)動操作電手動增減按鈕或操作機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)增減負(fù)荷。自動時點(diǎn)動操作增減給定按鈕增減負(fù)荷。4.4事故停機(jī)無論調(diào)速器處于自動還是手動，當(dāng)接到“事故停機(jī)”信號時，緊急停機(jī)電磁電磁閥不宜于長期帶電；在發(fā)緊急停機(jī)令的同時，一定要發(fā)停機(jī)令。4.5手自動切換可編程計(jì)算機(jī)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(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)按照以下幾個步驟進(jìn)行：12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，觀察測頻回路是否正常。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)保證接線正確，特別要注意廠用交流、廠用直流是否正確，開關(guān)電源的輸出有無短路現(xiàn)象。為避免干擾信號，應(yīng)盡量做到強(qiáng)、弱電分開，機(jī)、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%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(jī)械液壓隨動系統(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，調(diào)整調(diào)幅電位器，將輸出值調(diào)到10.0V。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(yàn)當(dāng)機(jī)械和電氣動作基本正常后，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，功給設(shè)定為50%。3、顯示面板切入“靜態(tài)測試”畫面，設(shè)定模擬機(jī)頻為50HZ，用增、減鍵進(jìn)行進(jìn)行雙向開關(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動態(tài)試驗(yàn)5.5.1手動開停機(jī)將調(diào)速器切至手動位置，控制導(dǎo)葉電手動按鈕或操作導(dǎo)葉機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)，使機(jī)組處于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，并且發(fā)電機(jī)勵磁投入，穩(wěn)定一段時間后觀察機(jī)組頻率擺動值，每次三分鐘，共三次。一段時間后手動停機(jī)。計(jì)算出三次的空擺值，標(biāo)準(zhǔn)要求大型調(diào)速器手動空載擺動值≤±0.2%，中、小型調(diào)速器手動空載擺動值≤±0.3%。此試驗(yàn)可利用“空擺測試畫面”來進(jìn)行。5.5.2自動開機(jī)**調(diào)速器切自動，發(fā)開機(jī)令，機(jī)組開至額定轉(zhuǎn)速。機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后觀察機(jī)組頻率擺動值，每次三分鐘，共三次。計(jì)算出三次的空擺