723PLUS电子调速器在16V240ZJD型柴油机上的应用.docx

设 计 ·制 造723PLUS 电 子 调 设 计 ·制 造 723PLUS 电 子 调 速 器 在 16V240ZJD 型 柴 油 机 上 的 应 用 梁 晨 (大连机车车辆有限公司 柴油机分公司 ,辽宁 大连 116021) 摘要 : 介绍了 WOODWARD 723PLUS 电子调速器在 16V240ZJD 型柴油机上的应用以及其在应 用中表现出来的良好的调速控制性能 。 关键词 : 柴油机 ;电子调速器 ;控制 ;柴油机转速 中图分类号 : TP273 文献标识码 : B 文章编号 : 100321820( 2007) 1120012202 杂的控制 。微机控制系统的快速精确综合控制特 点 ,能弥补柴油机固有的缺陷 ,使柴油机的潜力得 到发挥 ,实现最佳运行 ,其结果优化了柴油机的性 能 ,并扩展了柴油机运用领域 。例如机车牵引 、电 站发电 、船用主机等 。 723PLUS 电子调速系统是一个闭环 反 馈 系 统 (见图 1) 。基于一个符合发动机工作过程规律的 调速模型 ,以比例 、积分 、微分控制算法为基础 ,可 按配机预制最佳控制参数来实现优化控制 ,使系统 具有高性能电子调速和监控功能 。 1 前言 电子控制技术在柴油机上的应用 ,展示了柴油 机全新的面貌 。特别是因控制仪器控制精度高和 处理能力强 ,使得柴油机有可能在多种控制条件下 运行 ,从而提高其性能和可靠性 。微机数字控制具 有运行速度快 、硬件少 、功耗低 、可靠性高 、适应性 强 、调试方便并能实现多功能控制等优点 。因此电 子调速器在柴油机上的运用 ,是柴油机发展必然的 趋势 。 2 WOODWARD 723 PL US 电子调速器调速 原理及功能 211 调速原理 由于柴油机本身的特性要求 ,必须装配能自动 调节的装置才能持续稳定有效地运行 ,因此柴油机 工作过程的调节控制可以应用过程控制系统的概 念和理论来实现最佳调节和最佳工况 ,其中最重要 的是速度调节和稳定控制 ,它们成为柴油机电控系 统中最基本的核心 。采用微机电控的柴油机并没 有改变柴油机内在特性 ,只是借助微机 ,实现更复 图 1 PID 数字调速器反馈原理 在过程控制系统中 ,调速器实现最基本的 3 种 调 节 功 能 : 比 例 调 节 、积 分 调 节 、微 分 调 节 。 723PLUS 电子调速器采用微分控制和积分控制相 结合 ,使系统的稳定性和精确性得到提高 。当系统 有变化趋势时 ,PID 数字调速器所具有的微分环节 就能把变化的速度增量监测出来 ,并通过积分环节 控制稳定时间 ,所以微分调节可以减少系统最大偏 差值 ,积分调节能使柴油机尽快趋于稳定 。调节器 收修回稿日期 : 2007205215 作者简介 : 梁 晨 (1973 —) , 男 , 湖北阳新人 , 工程师 。 第 11 期 (总第 405 期)梁 晨 : 第 11 期 (总第 405 期) 梁 晨 :723PLUS 电子调速器在 16V240ZJD 型柴油机上的应用 13 的输出与系统误差的积分微分三者之和成比例 ,因 此调节器的放大系数 、积分时间和微分时间对系统 控制质量有着决定性的影响 ,参数值必须恰当 。 2. 3 执行器 723PLUS 电子调速器的执行器为正 向 比 例 型 电液执行器 。扭转马达与回应弹簧配合 ,通过动力 活塞 ,利用工作油压实现伺服机构输出 ,伺服机构 的机械输出同控制器输出电流的大小成正比关系 , 执行器接收的电流信号范围是 0～200 mA ( 直流) 。 50 mA对应执行器输出转角 2 位 ,150 mA对应 8 位 。 PID 公式 :ΔU = K[ Ei - Ei - 1 + T Ei + Td ( Ei - Ti T 2 Ei - 1 + Ei - 2) ] 式中 : K 为增益值 ; Ti 为积分时间 ; Td 为微分时间 ; ΔU 为调节量 ; Ei 为设定值 —测量值 。 2 . 2 723 PL US 调速器 PID 调整方法 16V240ZJD 型柴油机飞轮 盘 齿 数 设 定 为 120 , 用两个磁电式速度传感器来采集柴油机转速信号 。 723PULS 电子调速器有两套 PID 动态参数 ,各自独 立 ,也可自动切换 ,都能完成柴油机速度调整控制 。 (1) 无负荷时的调整 柴油机快速游车 ,降低增益直到柴油机稳定 。 如果缓慢游车 ,有两种情况 。 ①增益太高 ,并且积 分时间太小 ,就降低增益 ,不断增加积分时间 ,直到 满意为止 . 如果增加积分时间超过 2 . 0 个单位时 , 就增加一半微分时间 ,积分时间降回原来的值 ,直 到柴油机稳定 。如微分时间太大 ,柴油机在负荷突