安裝操作手冊CPC-II電流-壓力轉(zhuǎn)換器

WOODWARD

安裝操作手冊

CPC-II電流?壓力轉(zhuǎn)換器

9907-1100,9907-1102

9907-1103,9907-1106

手冊ZH26448（版本號d）

手冊ZH26448dCPC-II電流?壓力轉(zhuǎn)換器

瞥告一危險

您告_遵守指導(dǎo)

屆總裝、操作或者檢修這種設(shè)備之前務(wù)必全文閱讀這本手冊和與這項工作相關(guān)的所有

A出版物。熟悉全部設(shè)備和安全說明以及注意事項。如果不按說明操作可能引起人身傷

害或財產(chǎn)損失。

警告一過期的刊物

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警告一超速保護

發(fā)動機、透平及其它類型的原動機必須安裝超速停機裝置，以防止由于超速或原動機

A損壞造成的人身傷亡或財產(chǎn)損失。

超速停止裝置必須獨立于原動機控制系統(tǒng)。超溫或超壓停機裝置也必須安全和適當(dāng)。

警告一正確使用

任何非授權(quán)的修改，或?qū)Υ嗽O(shè)備的超出其機械、電氣或其它工作限制范圍的使用都可

A能引起人員傷亡或財產(chǎn)損失。任何非授權(quán)的修改包括：⑴在產(chǎn)品保修期間內(nèi)構(gòu)成“誤

用”和/或“疏忽”所引起的任何損害，都不在保修所覆蓋的范圍之內(nèi)，和（ii）能使產(chǎn)

品作廢的證明或清膽。

注意一可能會損壞設(shè)備或造成財產(chǎn)損失

注意一電池充電

為了避免交流發(fā)電機或電池充電裝置對控制系統(tǒng)的損壞，在斷開充電裝置之前請確

A認(rèn)電池已經(jīng)與系統(tǒng)新開。

注意一消除靜電

電子控制器包含靜電敏感元件。閱讀下面的預(yù)防措施，防止損壞這些元件。

A在用手接觸這些控制器之前消除身體.上的靜電（關(guān)閉控制器的電源，接觸接地

的金屬物體，并且在接觸控制器時保持接地）。

印刷電路板周圍不能有塑料、乙烯基和聚苯乙烯泡沫塑料（抗靜電類型除外）。

不要用手或?qū)w接觸印刷電路板上的元件或?qū)w。

重要定義

警告一表明具有潛在危險，如果不遵守會導(dǎo)致死亡或嚴(yán)重傷害。

注意一表明具有潛在危險，如果不遵守會導(dǎo)致設(shè)備損壞。

提示一提供另外有?用的信息，不會導(dǎo)致危險或警告提到的情形。

伍德沃德調(diào)速器公司保留隨時對K出版物任何部分修改的權(quán)利。伍德沃德調(diào)速器公司提供的信息是正確

和可靠的。但是，除非另有明確的擔(dān)保，否則伍德沃德調(diào)速器公司不負(fù)任何責(zé)任。

?Woodward2008

版權(quán)所有

Woodward

手冊ZH26448dCPC-II電流?壓力轉(zhuǎn)換器

目錄

法規(guī)規(guī)范..........................................................................W

靜電防范須知....................................................................V

第1章.概述.....................................................................1

結(jié)構(gòu)....................................

第2章.規(guī)格參數(shù)........................

電氣規(guī)格................................

液壓規(guī)格參數(shù)...........................

性能....................................

環(huán)境參數(shù)................................

外形參數(shù)................................

第3章.安裝............................

接收....................................

拆開包裝................................

安裝

液壓管路連接............................12

電氣連接................................12

第4章.使用監(jiān)控工具軟件做性能評定和調(diào)整..22

22

介紹....................................,22

獲取PC機服務(wù)工具.....................23

產(chǎn)叩慨見................................,24

運行狀態(tài)和手動操作.....................27

.29

冗余概覽.................................30

模擬輸入值設(shè)定.........................,31

模擬量和開關(guān)量輸出設(shè)定.................32

壓力線性轉(zhuǎn)化.............................36

36

詳細(xì)診斷................................,37

第5章.使用PC機服務(wù)工具軟件配置CPC-II37

介紹.....................................37

動態(tài)參數(shù)設(shè)置...........................,37

配置冗余................................,44

,44

模擬輸入設(shè)定...........................48

模擬量和開關(guān)量輸出設(shè)定..................50

壓力需求線性修正設(shè)定...................50

詳細(xì)診斷配置...........................,50

50

校準(zhǔn)....................................50

第6章.維修和故障處理....................55

概述.....................................56

返回維修說明...........................56

,57

包裝保護................................57

故障處理................................,58

第7章.新CPC4I替換舊CPC............58

第8章?服務(wù)............................

產(chǎn)品服務(wù)................................

需修理設(shè)備返廠.........................

備件....................................

如何聯(lián)系Woodward......................................

工程服務(wù)................................

Woodward

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圖表

圖1-1.CPC-II正視圖..............................................................1

圖1-2.液壓控制原理圖............................................................2

圖1-3.功能框圖（CPC電子部分）...................................................3

圖1-4.CPC剖面圖...............................................................4

圖2-1.壓力響應(yīng)..................................................................7

圖2-2.最大流量能力..............................................................8

圖31cpe-II適配板安裝尺寸.....................................................12

圖3-2.保險絲/斷路器要求........................................................13

圖3-3.電源線連接...............................................................13

圖3-4.正確和錯誤的電源接線方式................................................13

圖3-5.推薦使用線卡固定線束.....................................................14

圖3-6.模擬量輸入接線...........................................................15

圖3-7.手動測試調(diào)整裝置.........................................................16

圖3-8.模擬輸出連接.............................................................17

圖3-9.開關(guān)量輸入連接...........................................................18

圖3-10.開關(guān)量輸出接線..........................................................19

圖3-11.串口連接...............................................................20

圖4-2.工具軟件上部關(guān)于冗余單元（顯示主/從狀態(tài)）...............................23

圖4-3.運行狀態(tài)和手動操作界面...................................................24

圖4-4.冗余概覽.................................................................27

圖4-5.模擬量輸入設(shè)置...........................................................29

圖4-6.模擬量/開關(guān)量輸出設(shè)定....................................................30

圖4-7.線性修正功能設(shè)置........................................................31

圖4-8.故障診斷頁面.............................................................32

圖5-1.打開設(shè)置文件.............................................................36

圖5-2.下載設(shè)置文件到設(shè)備.......................................................36

圖5-3.動態(tài)參數(shù)配置頁面........................................................37

圖5-4.冗余配置頁面.............................................................39

圖5-5.模擬量輸入設(shè)定頁面.......................................................41

圖5-6.模擬輸入設(shè)定值比例.......................................................40

圖5-7.模擬量/開關(guān)量輸出設(shè)置....................................................43

Woodward

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法規(guī)規(guī)范

歐盟CE認(rèn)證標(biāo)志

電磁兼容認(rèn)證標(biāo)志

ATEX-潛在爆炸環(huán)境指令：

LCIE08ATEX6123forZone1,Category2,GroupIIG,ExdIIBT3

LCIE08ATEX6124forZone2,Category3,GroupIIG.ExnAIICT3orZone2,Category3G,

ExnAIICT3

其它歐洲和國際認(rèn)證：

Compliantasacomponentwith98/37/ECCOUNCILDIRECTIVEof23July1998ontheapproximationof

thelawsoftheMemberStatesrelatingtomachinery.

Compliantas"SEP”perArticle3.3toPressureEquipmentDirective97/23/ECof29May1997onthe

approximationofthelawsoftheMemberStatesconcerningpressureequipment

北美地區(qū)認(rèn)證：

CSA:CSACertifiedforClassI,Division1,GroupsCandDandClassI,Division2,GroupsA,B,C,&D,

T3at85℃Ambient.ForuseinCanadaandtheUnitedStates.Certificate16

安全應(yīng)用方面的要求

接線必須遵照北美ClassI,Division1or2,或歐洲Zone1,Category2orZone2,Category3采用的

方式，并經(jīng)過權(quán)威部門認(rèn)可。

現(xiàn)場接線必須適應(yīng)至少85P以上溫度，并且比內(nèi)部油溫或外部氣溫高10P必須用在-40

to+850c的環(huán)境中。

最高油溫是85℃o

外部接地端子必須接地。

對危險區(qū)間或區(qū)域1所規(guī)定的產(chǎn)品，導(dǎo)管必須密封至離導(dǎo)管入口18英寸（457亳米）處。

Woodwardiv

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靜電防范須知

所有電子設(shè)備都對靜電敏感，有些元件相對更敏感。為保護這些元件不受靜電損壞，必須

采取專門的防范措施以減少或消除靜電放電。

當(dāng)工作于或靠近控制器時，請遵循下面的防范措施：

1.在進行電子控制器的維護前，通過觸摸接地的金屬物體（鋼管、機柜、設(shè)備等）向大地

釋放人體所帶靜電。

2.為避免人體產(chǎn)生靜電，請不要穿合成材料制作的衣服，盡量穿棉或混合棉質(zhì)的衣服，因

為這些材料存儲的靜電電荷比合成材料的要少。

3.在控制器、模板和工作區(qū)域內(nèi)，盡可能遠(yuǎn)離塑料、乙烯樹脂、泡沫聚苯乙烯（例如塑料

或泡沫聚苯乙烯的咖啡杯、咖啡杯托盤、香煙包裝盒、玻璃糖紙、乙烯基的書或文件夾、塑

料瓶、塑料煙灰缸等等）。

4.除非絕對必要，請不要將印刷電路板（PCBs）從控制器中拆出。在處置PCB時，應(yīng)按

照如下說明進行：

除電路板的邊緣外，不要觸及其余任何部分。

不要用導(dǎo)電物件或手觸及電路板、連接件或元件。

更換電路板時，請將新的電路板放在防靜電塑料袋中，直到準(zhǔn)備好要安裝時才取出，從控

制器中取出的舊電路板，請立即放到防靜電塑料袋中。

z注意——靜電放電

為防止不恰當(dāng)處理造成的電子元件損壞，請閱讀并遵循伍德沃德手冊82715（電子

控制器、印刷電路板及模塊的操作和保護指南）中的防范措施。

Woodward

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第1章概述

引言

伍德沃德CPC-II是一個電流壓力轉(zhuǎn)換器，用于控制進汽閥或相關(guān)伺服系統(tǒng)。CPC-II接

收4-20mA的電流設(shè)定輸入，對外提供一個正比于輸入電流的精確穩(wěn)定壓力輸出。除了精確

的壓力控制，CPCJ還具有易于安裝和維護的特點。在支撐力足夠的情況下，CPC-II端面可

和多種支架裝在一起。

圖11CPC-II正視圖

接線通過保護接頭或保護管進入CPC-II。打開上蓋即可進行接線。動態(tài)參數(shù)調(diào)整通過電腦

上的工具軟件進行。

本手冊包含了以下幾種CPC-H:

Zone2,Category3G,ExnAIIT3

最大進油壓力&Zone2,Category3G,ExnAIIT3

Class1,Div1,GroupsC,D

輸出壓力等級ClassI,Div.2GroupA,B,C,DT3ClassI,Div.2GroupsA,B,C,DT3

進油25Bar

9907-11069907-1103

輸出1OBar

進油25Bar

9907-11029907-1100

輸出25Bar

結(jié)構(gòu)

主要部件包括：

?外殼

?旋轉(zhuǎn)式三通液壓閥

?無刷定角度旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器

?電子印刷線路板

?壓力傳感器

Woodward1

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外殼

外殼是由陽極氧化鋁制成，起密封和保護作用，端面的4個螺栓安裝CPC時用。帶螺紋鋁蓋

起保護作用，二級鎖栓確保上蓋裝配正確。保護等級是IP56（據(jù)IEC60529）,基座的下方有

個螺旋形回復(fù)黃，它連接著控制軸的下部?；貜?fù)簧使內(nèi)部閥在失電時到旁通全開位置。

外部濾網(wǎng)（用戶安裝）262-147

07-4-10

圖1-2.液壓控制原理圖

旋轉(zhuǎn)控制閥

一個新型的三通閥控制供油的輸出或泄油（見圖1-2）,該閥由不銹鋼軸套和在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)的

不銹鋼軸組成，這種設(shè)計確保在汽輪機使用標(biāo)準(zhǔn)機油的情況下運行精確、可靠且不易受污染。

執(zhí)行器

CPC采用了定角度旋轉(zhuǎn)式扭矩執(zhí)行器，永磁轉(zhuǎn)子直接連接液壓閥，轉(zhuǎn)子的位置由集成在

PCB板上的電路測量。通過微處理器的調(diào)整，H型驅(qū)動器對執(zhí)行器實行精確的控制，保持了壓

力與設(shè)定值一致。

印刷電路板

電路板安裝在殼體頂部（見圖1-3）。電路板有以下功能:

?提供電源

?輸入輸出電路隔離

?第二路冗余設(shè)定或壓力反饋值輸入

?壓力控制

?執(zhí)行器位置控制模塊

?H型驅(qū)動器

Woodward2

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?限制電流實現(xiàn)熱保護

?先進的診斷功能

?兩路故障報警開關(guān)量輸出

電源模塊對18-32Vdc輸入采用了EMI過濾并為其它子系統(tǒng)提供電壓。為確保運行正常，電

源系統(tǒng)是受監(jiān)控的。如果輸入電壓或內(nèi)部電源系統(tǒng)被監(jiān)測出超過了允許范圍，系統(tǒng)會發(fā)出診斷

顯示。

AVO.HSS,ControlOUPressurePressure

orLSSSensor

J-jJT2-------->

ControlDemand#1

InputSupplyOil

sjJi3-

PIDPosition

埠ControlOilPressure

ControlDemand92ControllerValve

orRedundantDrainCil

FeedbackInputPressurePID

(Optional)

ValvePosition

Pon-i

宵郎5至？一ShutcJown——|J”

ServicePortToShutownLogic

ShldJMCommunicationsRelay.ji8

HardwiredTXj”—>IToAlarmLogicor

ServicePort?(RedundantUnits)

RXg-3K—>、Port-2CPC?|叵

(Optional)_MastaStaveFB

GndJ2Y]—>/SlamTJ1?1。

SupervisoryLogic

LogicMs%(Redundant

IndcalkinInCcntrol?

Dl-Gndofotherunit

S?l?ctMafilorAD7

OtherCPCIn-ControlAnalog?

Output

InputPower?A?PowerSupply

(24Vdc)CondrtiorwContolPressure

Meter

圖1-3.功能框圖（CPC電子部分）

模擬量輸出（J2-7）和RS-232（J2-1）的屏蔽接線部分經(jīng)由電容，該處如本手冊的關(guān)于接線部分的內(nèi)容所

不。

電源部分具有18-32VW輸入電壓EMI過濾功能并且為子功能系統(tǒng)提供控制電壓。為了確保運行正

常，供電系統(tǒng)受到了監(jiān)控，如果輸入電壓或內(nèi)部電源系統(tǒng)被檢測到超出了許用運行范圍，診斷報警將會

顯示出來。

初級設(shè)定和冗余設(shè)定/反饋信號輸入都是4-20mA的比例控制信號，每?路輸入信號都是采

用了EMC保護和隔離。標(biāo)定設(shè)定點與伺服機構(gòu)的最小和最大行程在電腦工具軟件中完成。每一

路輸入信號都受到監(jiān)控以確保信號在允許范圍內(nèi)。在某些對可靠性要求高的應(yīng)用中，第二路模

擬輸入可配置成冗余設(shè)定值輸入。一旦非法的設(shè)定信號產(chǎn)生，CPC能夠檢測出這個錯誤并且換

到第二路輸入。信號超范隹可以選作為停機或報警條件并通過開關(guān)量輸出顯示。

內(nèi)置的4-20mA壓力轉(zhuǎn)換器具有高可靠性、準(zhǔn)確性和線性度。其輸出值也受到內(nèi)部診斷功能

模塊的監(jiān)控，超范圍值能被監(jiān)測到并可選作觸發(fā)報警或停機的條件。在某些對可靠性要求高的

應(yīng)用中，第二路模擬輸入可配置成分離的冗余反饋輸入。一旦內(nèi)部傳感器失效，CPC能監(jiān)測到

這個失效并切換到外部傳感器（由用戶提供）。另外一個方案是雙CPC完全冗余，一旦主單元

（CPC）出現(xiàn)信號、傳感器或內(nèi)部錯誤，第二個CPC將投入運行。

兩個開關(guān)量輸出是用來顯示故障和報警。當(dāng)監(jiān)測到故障時，內(nèi)部的LED也會發(fā)光。開關(guān)量

輸出可配置成常開或常關(guān)。

閉環(huán)壓力控制

Woodward3

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壓力控制閉環(huán)控制著閥位以保證反饋壓力與設(shè)定值匹配。通過動態(tài)PID調(diào)整能夠使泵或伺服

系統(tǒng)達(dá)到滿意的動態(tài)特性。執(zhí)行器位置控制和壓力控制是受監(jiān)控和跟蹤的。如果監(jiān)測到閥位或

壓力匹配不好，會有錯誤輸出，可通過開關(guān)量輸出顯示出來。位置控制器調(diào)整PWM驅(qū)動信號并

輸出給執(zhí)行器，輸出至執(zhí)行器的驅(qū)動電流是可調(diào)的，在執(zhí)行器最大速度和扭矩點，允許有最大8

安培的電流。幾秒鐘后，熱電流限制功能會被激活，用來保護執(zhí)行器和電子元件。

液壓閥有三個口：進油口，控制油壓口和泄油口。液壓閥在中間位置時，控制口關(guān)閉。當(dāng)

閥順時針轉(zhuǎn)動時，進油與控制油路連通，輸出壓力升高；當(dāng)閥逆時針轉(zhuǎn)動時，控制油路與泄油

路接通，輸出壓力降低。在壓力和位置控制環(huán)路的共同作用下，閥位得到調(diào)整，使輸出壓力保

持與設(shè)定值一致。

軟件的一個獨有功能是產(chǎn)生一個周期、對稱的反向脈沖，能夠沖刷閥系統(tǒng)中的堆積物，并

且無任何磨損產(chǎn)生。用戶選定好間隔和振幅后，該功能使內(nèi)部的控制閥產(chǎn)生一次快速的動作，

在旁通方向，會使任何污物被沖刷到泄油路中。這個動作包括一個正向增油和一個幅度相同的

反向減油，對稱的脈沖使進出控制閥的流量幾乎沒有變化，所以對汽輪機控制沒有干擾。這個

獨特的功能使CPC具有了其它同類產(chǎn)品不具備的高穩(wěn)定性、可靠性和抗污能力。

當(dāng)監(jiān)測到停機診斷條件產(chǎn)生時，運行會受到影響，閥會開到全旁通位置。如果故障診斷影

響到了CPC執(zhí)行器的可靠運行，或系統(tǒng)失電，回復(fù)簧會驅(qū)動閥到全旁通位置。

PCB蓋板

反饋板和磁體

數(shù)字PCB

壓力傳感器

停止板

電磁線圖

慣性盤

定子

上部軸承

冗余密封圉

定位環(huán)

隔離環(huán)

密封囤

隔離環(huán)

密封圈一軸承負(fù)載彈簧

定位環(huán)

底部軸承

底蓋

圖14cpe剖面圖

Woodward4

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第2章.規(guī)格參數(shù)

電氣規(guī)格

接線插拔式端子適合0.5-2.5mm2線纜(12-18AWG)

接線口兩個%”-14NPT螺紋端口符合北美接線管或ATEX認(rèn)證的線纜套管標(biāo)準(zhǔn)

供電電壓18-32Vdc(24Vdc標(biāo)定)(線纜最低要求1.0mm2/18AWG)

功耗穩(wěn)態(tài)25W,瞬態(tài)90W(最大2秒)

設(shè)定信號4-20mA進入200J.70dBCMRR.正常模式電壓范圍：±100V

冗余輸入或反饋信號4-20mA進入200J.70dBCMRR.正常模式電壓范圍：±100V

模擬輸出信號4-20mA.最大外部負(fù)載:500J

精度±0.5%全行程

開關(guān)量輸出可配置常開或常關(guān)，

0.5A@24Vdc,最大.32Vdc

0.5A電感@28Vdc0.2亨

污物松散頻率2.4秒-30天，默認(rèn)設(shè)定1天

振幅最小值是零，默認(rèn)值為最大閥位的5%(脈沖是對稱的)

持續(xù)時間零至100ms

液壓規(guī)格參數(shù)

連接3孔平面安裝接口。見圖3-6液壓連接，圖3-7或3-8經(jīng)過連接板安裝(選

配)

進油壓力

輸出壓力等級

CPE類型進油壓力輸出控制油壓

10Bar

25bar0-10bar

9907-1103(363psi)(0-145psi)

9907-1106

25bar

25bar0-25bar

9907-1100

(363psi)(0-363psi)

9907-1102

注意：推薦最大輸出壓力小丁70%進油壓力以獲得最佳動態(tài)響應(yīng)。

進油壓力穩(wěn)定性必須在最小控制壓力的+/?2%o

輸出壓力25Bar型:最小：1bar*(14.5psi),最大：17.5bar(217.5psi)

10Bar型：最小1bar(14.5psi),最大：7bar(254psi)

回油池壓力最大2Bar或最小輸出壓力的30%,兩者中的較低值

內(nèi)部泄漏1l/min最大@25Bar進油壓力

流量能力取決于進油與控制油口的壓差見圖22.

Woodward5

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推薦流體消潔度必須配有可現(xiàn)場更換的外部進油濾芯24-40Om標(biāo)稱75ISO20/16或之上

的流體清潔度對可靠性更佳。

粘度20到100西斯

★若采用25Bar型進油壓力卻低于3.75Bar,請考慮其控制精度

Woodward6

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性能

動態(tài)響應(yīng)

CPC-II小信號階躍響應(yīng)

(Typical)

CPC-II大階躍信號壓力響應(yīng)

時間(秒)

圖2-1.壓力響應(yīng)

Woodward7

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流量能力

CPC-H流量能力

壓力變化?帕

(P1toPcorPctoDrain)

圖2-2.最大流量能力

壓力穩(wěn)定性V設(shè)定值的+/-2%

精度<控制范圍的0.15%

溫度漂移v控制范圍的0.01%/oC

環(huán)境參數(shù)

外界溫度-40to+85℃

濕度95%相對濕度

油溫最大85P,可持續(xù)

最大表面溫度85℃

振動MIL-STD810F,M514.5A,類.4(.015G2/HZ,10-500HZ,1.04Grms)

沖擊USMIL-STD-810C方式516.2,步驟1(峰值10G,持續(xù)Mms,鋸齒)

EMCEN61000-6-2(2005):工業(yè)環(huán)境免疫，EN61000-6-4(2007):工業(yè)環(huán)境放

射

進口保護根據(jù)EN60529IP56

外形參數(shù)

高

寬

XX長

約.270x270x290mm,(10.6x10.6x11.4inch)

重

量

約.無油

安25kg

裝

4個M10螺紋孔，20-24mm深，在出油端面

Woodward8

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