01水轮机调速器使用维护说明书功能描述完成.doc

功 能 描 述目 录 1. 概述 3 2. 供电电源 3 3. 导叶位移测量 4 4. 主配压阀位移测量 4 5. 频率测量 4 6. 功率测量 5 7. 控制程序简介 6 7.1. 控制程序 6 7.2. 程序结构 6 7.3. 数据库 7 7.4. 参数表 7 8. 功能简介 7 8.1. 控制原理 7 8.2. 电网工况自动检测 8 8.3. PID参数选择 9 8.4. 空载工况下的快速同期并网控制 9 8.5. 开停机控制 9 8.6. 转速调节 10 8.7. 开度/功率调节 11 8.8. 伺服环的数字综合控制 11 8.9. 手动/自动跟踪控制 12 8.10. 网络通讯 12 8.11. 故障报警 13  实现机组按规定操作程序进行正常的自动启动和自动停机，并能在机组运行中出现故障时，自动完成事故停机及必要的机组保护操作，以保证机组的安全运行。 除PCC（X20）控制器系统外，它还包括电源系统、频率测量回路、导叶位移测量回路、主阀位移测量回路以及与液压系统相连的接口电路。 供电电源 调速器内部电源既可由厂用直流电源(220VDC)供电，也可由厂用交流电源(220VAC、50Hz)供电。 电源回路示意图 调速器所需的直流电源电压如下： 24VDC： ±15VDC：24VDC供电，主要为主阀位移传感器供电。 220VDC：在导叶接力器上，装有一个4～20mA输出信号的MTS位移传感器，4mA表示导叶位于全关位置，20mA表示导叶位于全开位置。 4～20mA信号接至器的模拟输入通道。 LVDT型位移传感器。 LVDT传感器含有一个差分变压器,其内含有一个可移动的磁芯，一个振荡器和调制单元。 LVDT传感器用于主配压阀位移的测量。 对于主配压阀位移的测量，采用±10V的电压输出信号，-10V表示主配压阀位于全关位置，+10V表示主配压阀位于全开位置。 ±10V信号通过信号隔离模块接至控制器: 脉冲整形电路 周期时间计数器 频率计算程序 脉冲整形电路的作用就是将频率信号变为方波信号后对其周期进行测量，与所测频率信号的电压值无关。 来自机组电压互感器(PT)的频率信号送至隔离变压器原边，隔离变压器付边电压经滤波、整形等环节后产生方波输出信号。该方波的高度一定，其频率值与发电机频率一致。 即使发电机没有励磁，只要残压不小于0.5V，该脉冲整形电路就会有正确的方波信号输出。 来自脉冲整形电路的方波信号送至CPU内部的周期时间计数器，计数器的读数和置位由CPU程序控制。在每次复位后，计数器通过记录波形每周期CPU内部时钟的脉冲数来计算所测信号的频率。频率的计算值由RS232串行通讯接口传送给控制通道。 频率测量回路示意图 PT测频信号处理原理图分频就是用同一个时钟信号通过一定的电路结构转变成不同频率的时钟信号。二分频就是通过有分频作用的电路结构，在时钟每触发2个周期时，电路输出1个周期信号。比如用一个脉冲时钟触发一个计数器，计数器每计2个数就清零一次并输出1个脉冲。那么这个电路就实现了二分频功能。输出信号4～20mA，4mA表示，20mA表示。4～20mA信号接至器的模拟输入通道。 人机界面及管理软件； 调节控制及故障处理软件； 通讯软件； 调速器性能测试软件； 性能测试结果打印输出软件。 程序结构 要优化控制系统的运行，控制程序内不同任务的执行周期（采样时间）应该依据各种控制过程的要求来选定。从控制功能的角度上讲，也需要将控制程序划分为若干相对独立的模块。 在调速器下微机控制程序中，使用了下述周期时间: Cyclic#1(5mS)：伺服放大环及伺服放大环稳定性测试功能。 Cyclic#2(10mS)：转速控制，开度控制，功率控制，电手动控制，模式选择，电气开限，双机通讯和仿真测试功能。 Cyclic#3(50mS)：水位测量。 Cyclic#4(1mS)：HMI通讯，测频通讯。 数据库 数据库单元用于定义所选择的硬件模板、控制程序和输入、输出信号的连接。除了定义输入、输出通道，数据库列表清单还定义了信号范围、操作模式及测量时间，这些量对于程序的功能都是必不可少的。 参数表 控制程序中含有大量可供修改的参数，这些参数可在人机界面HMI上修改并可永久保存在控制器中。 功能简介 控制原理 调速器控制系统采用先进成熟的变结构、变参数的自适应并联PID控制策略，能够实现水轮机在各种工况下的最优控制。 调速器具有转速控制、开度控制、功率控制三种常规的模式。不同的工况采用不同的控制模式，选用不同的PID参数，真正实现水轮机的最优控制。同时采取了非最小相位补偿（水锤效应补偿），和积分钳位等措施，增加了系统小波动控制的稳定性，提高了调速系统在孤网工况下运行的稳定性。 PID调节原理框图 在PID调节原理框图中，当开度限制及人工失灵区不