YWT-16調(diào)速器說明書課件

1、YWT-600/1000/1800/3000/5000/7500/10000-16系列全數(shù)字可編程微機組合式調(diào)速器(高油壓型)說 明 書武漢四創(chuàng)自動控制技術(shù)有限責任公司目 錄第一章 概述3第二章 系統(tǒng)配置32.1 電氣系統(tǒng)配置32.2 機械系統(tǒng)配置4第三章 系統(tǒng)特性及主要技術(shù)指標53.1 綜合特性53.2 機械特性53.3 電氣特性53.4 全數(shù)字式調(diào)速器與電液伺服閥調(diào)速器的比較7第四章 電氣硬件構(gòu)成84.1 FX2N系列PLC簡介84.2 FX2N的技術(shù)規(guī)格104.3 FX2N-2AD模擬量輸入模塊124.4 FX2N-232BD通訊板134.5 操作終端134.6 測頻模塊FX2N-COM

2、-H/W134.7 電源系統(tǒng)14第五章 系統(tǒng)工作原理及軟件編程說明155.1工作過程155.2 控制模式165.3 操作說明165.4主要程序框圖185.5子程序框圖19第六章 全數(shù)字式機械液壓系統(tǒng)206.1主要零部件介紹206.2 工作原理216.3 基本參數(shù)一覽22第七章 油壓裝置組成及工作原理237.1回油箱237.2高壓齒輪泵237.3氣囊式蓄能器237.4溢流閥237.5油源部分23第八章 安裝、調(diào)試、維護248.1安裝248.2調(diào)試258.3維護26第九章 操作運行規(guī)程26第十章 訂貨須知29第一章 概述水輪機微機調(diào)速器是本世紀七十年代在電液調(diào)速器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型水輪機調(diào)速器

3、。隨著計算機技術(shù)和控制理論的發(fā)展，水輪機調(diào)速器技術(shù)也不斷的發(fā)展和提高，可靠性和調(diào)節(jié)品質(zhì)已完全能夠滿足電廠“無人值班、少人值守”的要求。多年來，我們公司一直致力于水輪機微機調(diào)速器技術(shù)的開發(fā)研制工作，與國內(nèi)知名的院校、研究機構(gòu)緊密合作，博采眾長，在調(diào)速器領(lǐng)域不斷推出可靠性更高、調(diào)節(jié)品質(zhì)更優(yōu)的產(chǎn)品。YWT系列全數(shù)字式可編程控制組合式調(diào)速器，是本公司將大中型調(diào)速器中取得的豐富經(jīng)驗移植、優(yōu)化而開發(fā)出來的新一代調(diào)速器，適用于中小型水輪發(fā)電機組的調(diào)節(jié)與控制。高油壓全數(shù)字式可編程控制組合式調(diào)速器與低油壓調(diào)速器相比，可不用高壓空壓機等氣系統(tǒng)，節(jié)省投資；在結(jié)構(gòu)上，電氣部分與機械液壓系統(tǒng)和油壓裝置組合為一體。本系列

4、調(diào)速器的額定工作油壓為16Mpa，操作功可為6000 N.m 、10000N.m、 18000N.m、30000N.m、50000N.m、75000N.m、100000N.m等。它能使水輪發(fā)電機在各種工況下穩(wěn)定運行，可進行頻率測量與調(diào)節(jié)，實現(xiàn)機組的自動和手動開、停機、并網(wǎng)運行，調(diào)節(jié)機組負荷、事故緊急停機等。第二章 系統(tǒng)配置 由調(diào)速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析可知，它由電氣和機械兩大部分組成。柜體結(jié)構(gòu)根據(jù)用戶要求可選用機械電氣分柜或機械電氣合柜結(jié)構(gòu)。2.1 電氣系統(tǒng)配置 2.1.1 硬件配置1 柜體 機電合柜： 尺寸：根據(jù)油壓裝置大小決定 顏色：任選 2電源系統(tǒng)(1) 開關(guān)電源：+24V專供繼電器、電磁球閥及

5、操作終端（液晶觸摸屏）。(2) PLC電源：+24V專供輸入，+5V供測頻板用。3 面板部分操作終端（液晶觸摸屏：PWS1760、PWS1711或PWS6600）手動/自動選擇開關(guān)功給增/減選擇開關(guān)緊急停機指示、鎖定投入指示、鎖定拔出指示 4控制部分 (1) CPU模塊： FX2N-16MT (2) AD模塊： FX2N-2AD (3)通訊模塊： FX2N-232BD(4)測頻模塊： FX2N-COM-H/W 2.1.2 軟件基本配置 (1) 實時變參數(shù)變結(jié)構(gòu)PID調(diào)節(jié)程序。 (2) 實時畫面顯示、記錄及監(jiān)控軟件。 (3) 實時故障診斷程序 (4) 機組起停等操作子程序2.1.3 功能增強軟件

6、配置 (1) 與上位機通訊軟件(2) 功率控制閉環(huán)調(diào)節(jié)軟件2.1.4 調(diào)試設(shè)備及軟件（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)） (1) PC機 (2)日本三菱公司MEDOC軟件 (3) HG-II水輪機調(diào)速器特性綜合測試儀(4)89C51單片機編程器 2.1.5 試驗設(shè)備（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)）(1) HG-II水輪機調(diào)速器特性綜合測試儀（用于調(diào)速器靜、動 態(tài)特性測試）。(2) PC機2.2 機械系統(tǒng)配置 (1)插裝閥控制蓋板 (2)插裝閥(3) 電磁球閥(4) 緊急停機電磁閥、濾油器(帶報警接點輸出)(5) 調(diào)速閥(6) 液壓鎖第三章 系統(tǒng)特性及主要技術(shù)指標3.1 綜合特性1. 動、靜態(tài)品質(zhì)優(yōu)異，所有性能指標均達

7、到或優(yōu)于國家標準。2. 自適應式開機規(guī)律，對不同機組均能迅速安全地將機組開啟至空載。3. 空載自動跟蹤電網(wǎng)頻率，以及九點控制器型PID調(diào)節(jié)規(guī)律，能使機組頻率迅速達到同期要求。4. 九點控制器型PID調(diào)節(jié)規(guī)律，能使機組適應電網(wǎng)的各種惡劣變化。即負載實時監(jiān)視電網(wǎng)波動情況，能在電網(wǎng)發(fā)生變化時，自動選擇最優(yōu)調(diào)節(jié)規(guī)律及調(diào)節(jié)參數(shù)，保護機組安全，并使機組始終工作于最佳狀態(tài)。5. 完備的有功功率閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，除常規(guī)功率閉環(huán)調(diào)節(jié)方式外（即采用開關(guān)量接口調(diào)節(jié)方式），還能以串行通訊方式接受計算機監(jiān)控系統(tǒng)給定有功設(shè)定值，自動按設(shè)定值進行有功功率閉環(huán)調(diào)節(jié)。6. 采用分段變Bang-Bang控制脈寬調(diào)制輸出，取消了模擬量

8、輸出。7. 各運行工況可以任意切換無擾動。8. 擁有高壓蓄能器，可不用高壓空壓機等氣系統(tǒng)，節(jié)省投資。3.2 機械特性1. 機械液壓隨動系統(tǒng)采用全數(shù)字液壓技術(shù)，標準液壓元件組成，工作可靠，靜態(tài)無油耗，主接力器零位時無漂移。2. 濾油器：壽命長，易保養(yǎng)，當濾油器堵塞時有報警接點輸出。3. 機械液壓系統(tǒng)零點自保持，免調(diào)校、免維護。4. 對環(huán)境溫度、濕度不敏感。5. 可以根據(jù)用戶的需求設(shè)有分段關(guān)閉、事故配壓閥及接力器液壓鎖定等。6. 液壓系統(tǒng)采用集成塊及標準閥件疊加裝配，從而減少了系統(tǒng)中的管路連接，便于維護。7. 工作油壓高，從而用油量少、體積小、重量輕，電站布置方便、美觀。3.3 電氣特性1. 電氣

9、部分以可靠性極高的可編程控制器為其控制核心，所有PLC本體的平均無故障運行時間30萬小時，且外圍電路均采用進口元件（包括按鈕、繼電器等）。2. 智能容錯測頻及自動識別大小網(wǎng)，頻率測量精度高。3. 多處理器并行工作，速度快。4. 高抗干擾能力：所有I/O接口均采用光電隔離及軟件濾波。5. 多種交互方式：能通過計算機鍵盤、編程器、電柜面板上的觸摸屏操作按鈕等多種方式設(shè)置參數(shù)及進行操作。6. 硬件布置采用積木式結(jié)構(gòu)，使功能擴展極為簡便，并易于檢修。7. 采用交、直流雙路電源供電，互為熱備用，無擾切換。8. 交直流供電即使同時消失，液壓執(zhí)行機構(gòu)自保持原狀態(tài)。9. 調(diào)速器具有自動容錯功能：YWT型可編程

10、調(diào)速器具有較強的診斷和容錯功能，它不僅包括可編程本身的診斷，比如CPU模塊、A/D模塊、通訊模塊以及應用軟件的診斷。而且包括調(diào)速系統(tǒng)的測頻信號、功率及反饋信號及機械系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等診斷及容錯，所有故障在觸摸屏上指示并記錄，同時送出綜合接點信號。l 機組頻率信號容錯 (1)機頻信號在空載時發(fā)生故障，自動切除頻率跟蹤功能，導葉開度關(guān)到安全的空載位置，并可接受停機令。 (2)機頻信號在發(fā)電運行時發(fā)生故障，用電網(wǎng)頻率信號取代機頻信號，負荷無擾動，如果機頻恢復正常則采用機頻參與調(diào)節(jié)，負荷無擾動。 (3)機頻信號、網(wǎng)頻信號在發(fā)電運行時全部故障，調(diào)速器維持負荷不變，可以通過功率給定或增減操作來調(diào)整機組出力。

11、l 電網(wǎng)頻率信號容錯 在空載時，網(wǎng)頻信號故障，自動處于不跟蹤方式運行，使機組頻率跟蹤頻率給定。在發(fā)電運行時，機頻正常則網(wǎng)頻不參與調(diào)節(jié),若機頻故障，網(wǎng)頻正常時，則網(wǎng)頻參與調(diào)節(jié)，若機頻、網(wǎng)頻均故障，系統(tǒng)頻率超差時，調(diào)速器則不響應。l 導葉反饋故障時，電磁閥不動作，使接力器維持當前開度不變。如需要可以切到機械手動。l 功率信號故障時，調(diào)速器不完成功率閉環(huán)調(diào)節(jié)，自動切至開度調(diào)節(jié)模式，l 可以通過上位機或常規(guī)控制機組出力。l PLC系統(tǒng)故障時，電磁閥不動作，使接力器維持當前開度不變。如需要可以切到機械手動。根據(jù)故障類型分別有不同的指示，參見PLC用戶手冊。l 操作終端故障時，PLC仍能完成各種控制功能，

12、如開機、停機、負荷增減、故障保護等功能。l 與上位機通信故障時，調(diào)速器仍能自動運行，只是上位機不能讀寫調(diào)速器的各種狀態(tài)故障和相關(guān)數(shù)據(jù)。但調(diào)速器有一個總故障，通過空節(jié)點送給遠方報警。10.特有小電網(wǎng)調(diào)節(jié)規(guī)律，使小電網(wǎng)運行無需人員干預。11.帶有串行通訊接口，兼容性好，可與各種計算機監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接，可滿足電站無人或少人值守。 12.跟蹤功能：電氣部分可跟蹤機械手動，機械手動切至自動時不需任何調(diào)整，為無擾切換。3.4 全數(shù)字式調(diào)速器與電液伺服閥調(diào)速器的比較全數(shù)字式調(diào)速器與電液伺服閥調(diào)速器相比較，優(yōu)勢明顯，具體請見表格：全數(shù)字式調(diào)速器與電液伺服閥調(diào)速器的比較。全數(shù)字式調(diào)速器與電液伺服閥調(diào)速器的比較控制方

13、式電液伺服閥控制數(shù)字邏輯閥控制數(shù)字化程度部分完全標準化程度一般高抗油污能力差強靜態(tài)油耗大無現(xiàn)場投運較繁瑣簡單可靠性一般高保養(yǎng)、維護檢修難易程度一般簡單3.5 主要技術(shù)參數(shù)數(shù)字式可編程微機調(diào)速器型號說明：接力器容量YWTPLC其中：Y表示油壓裝置，WT表示微機調(diào)速器，接力器容量可以根據(jù)以下的公式估算：式中：A 接力器容量Q 機組額定流量 最大水頭 水輪機轉(zhuǎn)輪直徑Y(jié)WT系列調(diào)速器的主要技術(shù)指標：l額定輸入電壓：AC200V15%DC200V15%或110V15%（訂購時須說明）l調(diào)節(jié)規(guī)律：并聯(lián)式PIDl整機平均無故障時間：25000小時l測頻方式：殘壓測頻l暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)：bt1200%（調(diào)整分辨率

14、1%）l永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)：bp010%（調(diào)整分辨率1%）l積分時間常數(shù)：Td120S（調(diào)整分辨率1S）l加速度時間常數(shù)：Tn05S（調(diào)整分辨率0.1S）l比例： KP=020.00l積分： KI=0.5010.00l微分：KD=05.00l頻率給定范圍：FG42.557.5Hz（調(diào)整分辨率0.01Hz）l頻率死區(qū)范圍：E03.0Hz（調(diào)整分辨率0.01Hz）l功率死區(qū)范圍：i05%l功率給定范圍：P0120%l頻率輸入0.3V110Vl導葉反饋Ya0100%(010V)l最大脈沖電流DC 24V ,2A 調(diào)節(jié)性能指標 測頻誤差0.00034% 靜特性轉(zhuǎn)速死區(qū)ix0.04%最大非線性度5% 空載頻率

15、擺動值0.25% 甩25%負荷，接力器不動時間0.2S 甩100%負荷，過渡過程超過3%額定轉(zhuǎn)速的波峰數(shù)N2，調(diào)節(jié)時間T40SYWT 系列微機調(diào)速器均為組合式結(jié)構(gòu)，由PLC調(diào)節(jié)器、機械液壓隨動系統(tǒng)和油壓裝置等組成。第四章 電氣硬件構(gòu)成YWT全數(shù)字式微機調(diào)速器的標準硬件構(gòu)成為：FX2N-16MT（1個）、FX2N-2AD、FX2N-COM-H/W（1個）。根據(jù)用戶的要求，特殊情況可增/減一些模塊。也可選其它型號的進口PLC，如：A系列PLC，MODICON PLC、OMRON PLC等。4.1 FX2N系列PLC簡介4.1.1 概述FX2N系列是PLC FX家族中最先進的系列。由于FX2N系列具

16、有如下優(yōu)點：最大范圍的包容了標準特點、程序執(zhí)行更快、全面補充了通訊功能、適合全世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，可以為工廠自動化提供最大的靈活性和控制能力。4.1.2 FX2N性能控制I/O點數(shù)16至256點（主單元：16/32/48/65/80/128點）1靈活的配置除了具有滿足特殊要求的大量特殊功能模塊外，六個基本FX2N單元中的每一個單元可擴充到256I/O。2高速運算基本指令：0.08uS/指令應用指令：1.52至幾百us/指令3突出的寄存器容量FX2N系列包括8K步內(nèi)置RAM寄存器，用一個寄存器盒可擴充到16K步RAM或EEPROM。4豐富的元件資源3072點輔助

17、繼電器、256點計時器、235點計數(shù)器和8000點數(shù)據(jù)寄存器。實時時鐘使用標準型號實時時鐘可以滿足對時間靈敏度的應用要求。特殊功能模塊增加了大量的特殊功能模塊滿足單個需要。網(wǎng)絡能力完全充足的網(wǎng)絡模塊是數(shù)據(jù)通信容易實現(xiàn)。很強的數(shù)學指令集使用32位處理、浮點數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學功能要求很高的情況。其他功能內(nèi)置24V直流電源24V，400MA直流電源可用于外部設(shè)備如傳感器或其他快速斷開端子塊因為采用了優(yōu)良的可維護性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換元器件時間功能和小時表功能在所有的FX2NPLC中都有實時時鐘標準。時間設(shè)置和比較指令易于操作。小時表功能為過程跟蹤和維護提供了有價值的信息

18、持續(xù)掃描功能可依據(jù)應用要求的持續(xù)掃描時間來定義操作周期。輸入濾波器調(diào)節(jié)功能可以用輸入濾波器平整輸入信號注解記錄功能元件注解可以記錄在程序寄存器中運行期間改變程序功能在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn)內(nèi)置RUN/STOP開關(guān)容易操作的面板運行、停止開關(guān)遠程維護通過電話線可以監(jiān)測、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)到遠處的編程軟件上密碼保護功能通過一個8位數(shù)字密碼保護你的程序4.2 FX2N的技術(shù)規(guī)格YWT可編程調(diào)速器選用FX2N-16MT作為CPU:項 目FX2N-16MT控制系統(tǒng)按所存程序，反復執(zhí)行I/O控制方式批次處理方法，可以由I/O指令刷新編程語言邏輯梯形圖和指令清單指令數(shù)順控指令27步進梯形

19、指令2應用指令128處理速度基本指令：008微秒/步 應用指令：1.52uS至幾百微妙/步用戶程序存儲容量8000步內(nèi)置，使用附加寄存器可以擴展到16000步I/O配置最大硬體I/O配置點256，最大軟件可設(shè)定地址輸入256，輸出256輔助繼電器（M）一般：500點（M0-M499）鎖定：2572點（M500-M3071）特殊：256點（M8000-M8255）狀態(tài)繼電器（S）一般：490點（S0-S499）鎖定：400點（S500-S899）初始：10點（S0-S9）信號報警器：100點（S900-S999）定時器100毫秒定時器T0T199（03276.7秒）10毫秒定時器T200T245

20、（0327.67秒）1毫秒保持定時器T246-T249（032.767秒）100毫秒保持T250T255（03276.7秒）計數(shù)器普通計數(shù)器16位范圍0-32767數(shù)200點（C0-C199）鎖定計數(shù)器16位100點 （C100C199）一般32位計數(shù)器35點 C200-C219鎖定32位計數(shù)器15點 C220C234數(shù)據(jù)寄存器D一般：200點（D0-D199）鎖定：7800點（D200-D7999）文件寄存器：7000點（D1000-D7999）特殊：256點（D8000-D8255）變址：16點（V0-V7，Z0-Z7）指針P用于CALL：128點（P0-P127）用于中斷：6輸入點、3定

21、時器、6計數(shù)器自診斷功能故障監(jiān)視定時器檢測，內(nèi)存出錯檢測，CPU出錯檢測、電池故障檢測等出錯時運行模式停機/繼續(xù)運行STOP-RUN運行模式可選，輸出停機時存儲的數(shù)據(jù)，或輸出程序運行后的數(shù)據(jù)允許瞬時斷電時間20毫秒消耗電流DC5V0.32安培重量0.41行克/0.90磅CPU操作處理：這部分介紹了從FX2N-16MT電源接通到順控程序被執(zhí)行所進行的操作處理，大致分為四部分。1.初始化處理這是執(zhí)行順控程序的預處理。啟動或復位時執(zhí)行初始處理。(1)通過復位I/O模塊進行初始化。(2)將數(shù)據(jù)存儲器未鎖范圍初始化（位元件置于“關(guān)”狀態(tài)，字元件置于“0”狀態(tài)。(3)依據(jù)I/O模塊數(shù)以及I/O模塊在擴展單

22、元中的安裝位置，自動分配I/O模塊地址。(4)自動診斷檢查參數(shù)設(shè)置并執(zhí)行操作電路。2.I/O模塊的恢復處理若輸入和輸出的恢復方式是由I/O控制開關(guān)設(shè)置的，則I/O模塊被恢復。3.順控程序的操作處理寫入PC CPU的順控程序從0步執(zhí)行到END指令。4.終處理當順控程序的操作處理完成后，程序?qū)⒎祷氐?步。(1)執(zhí)行保險熔斷、I/O模塊檢驗、電池欠壓等等的自診斷檢查。(2)更新T/C現(xiàn)值并將開關(guān)置于ON/OFF(3)從計算機連接模塊（FX2N-232BD等等）以及PC CPU中讀取數(shù)據(jù)，執(zhí)行寫指令時計算機連接模塊數(shù)據(jù)被更新。4.3 FX2N-2AD模擬量輸入模塊特點：1） 提供12位高精度分辨率2）

23、 2通道電壓輸入（0至10V直流，0至5V直流）或電流輸入（4至20MA直流）項 目輸入電壓輸入電流模擬量輸入范圍 0-10V直流，0-5V交流，（輸入電阻200千歐）絕對值最大量程：-0.5V-+15VDC4-20MA（輸入電阻250歐），絕對值最大量程：-2MA和+60MA數(shù)字輸出12位分辨率2.5mV(10V/4000)1.25mV(5V/4000)4uA(4-20)/4000)總體精度1%轉(zhuǎn)換速度2.5ms/通道隔離在模擬量和數(shù)字電路之間光電隔離；直流/直流變壓器隔離主單元電源；在模擬通道之間沒有隔離。電源規(guī)格5V、20MA直流（主單元提供的內(nèi)部電源）24V、50MA直流（主單元提供的

24、內(nèi)部電源）占用的I/O電數(shù)這個模塊占用8個輸入或輸出點尺寸438790mm重量0.3Kg4.4 FX2N-232BD通訊板特點：1）可以與各種RS232C接口設(shè)備進行通訊（無協(xié)議通訊）2）可以使用專用協(xié)議（微機連接）與RS-232接口設(shè)備進行通訊3）可以連接一個外部編程工具或者圖形操作終端。項目規(guī)格傳輸標準與RS232C相一致最大傳輸距離15米連接方式9針 D-SUBLED顯示器RXD，TXD通訊方式半雙工全雙工波特率（bps）300/600/1200/2400/4800/9600/19200通訊規(guī)范 無協(xié)議、專用協(xié)議、用于編程工具的協(xié)議電源-內(nèi)部從PLC作為電源提供5V DC，20mA4.5

25、 操作終端操作終端選用液晶觸摸屏。操作終端作為人機界面具有操作、顯示、數(shù)據(jù)設(shè)置、試驗等功能，詳細請見操作終端說明書。與上位機的通訊也可由操作終端實現(xiàn)。我公司提供具體通訊規(guī)約。4.6 測頻模塊FX2N-COM-H/W 頻率測量的原理測頻環(huán)節(jié)原理圖如圖所示，測頻環(huán)節(jié)采用先進的數(shù)字式脈沖測頻方式。取至發(fā)電機出口PT的機頻信號以及取至電網(wǎng)PT的網(wǎng)頻信號，經(jīng)隔離、整形成同頻率的方波信號后，直接送至單片機的引腳，由單片機記錄兩個上升沿之間經(jīng)過的基準脈沖個數(shù)，即可測得方波信號的周期，從而得到頻率。由以上頻率測量的原理可知：數(shù)字式脈沖測頻方式的精度取決于基準脈沖的頻率，基準脈沖的頻率越高，對同一頻率測的數(shù)據(jù)精

26、度就越高。 頻率測量環(huán)節(jié)特點：、數(shù)據(jù)方式獨特：將PLC應用于水輪機調(diào)速器以來，一直由于PLC的高速計數(shù)模塊最高計數(shù)頻率僅能記到500K，遠遠不能達到水輪機微機調(diào)速器對測頻精度（750K）的要求。如何完成PLC對頻率信號的測量，一直是困擾著國內(nèi)以PLC作為調(diào)節(jié)器的生產(chǎn)廠家，有的測頻犧牲了測量精度，以PLC的高速計數(shù)器進行本體頻率測量；大多數(shù)測頻則采用一個單片機完成機、網(wǎng)頻的測量，再將二者的差值，以16Bit帶符號數(shù)據(jù)的形式，通過一個16點的I/O輸入模塊，送入PLC總線。這種測量方式存在以下問題增加了系統(tǒng)環(huán)節(jié)，降低了可靠性。由于單片機測頻模塊與PLC的16點I/O輸入模塊各自工作于不同的時序，1

27、6Bit的差值數(shù)據(jù)在傳送時，容易出現(xiàn)時序配合不對，導致PLC讀入錯誤的值，引入了人為干擾信號。PLC讀入的是機、網(wǎng)頻的差值信號，而不是機、網(wǎng)頻的單獨準確值，在空載狀態(tài)下，PLC無法準確的測得系統(tǒng)的頻率，也就無法應用彩色觸摸屏方式顯示準確的系統(tǒng)頻率。我公司采用高性能單片機測頻，直接將測的頻率數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線送至PLC，徹底解決了長期困擾可編程調(diào)速器的關(guān)鍵點。、測量精度高：基準脈沖由單片機晶振產(chǎn)生，基準脈沖為6MHz，測量精度小于0.001Hz。遠遠超出標準的規(guī)定，這是任何一種PLC利用高速計數(shù)方式實現(xiàn)本體測頻達不到的。、集成度高、抗干擾能力強：該單片機采用超大規(guī)模的CHMOS工藝制造，內(nèi)部集成W

28、atchDog，抗干擾性能極強；且內(nèi)部集成了Flash Ram，進一步減少了外部硬件構(gòu)成，增強了可靠性和抗干擾能力，并具有“軟升級”能力。、運算速度快：測頻環(huán)節(jié)采用最新型高檔單片機，集成了時鐘倍頻電路，是同類型單片機中運算速度最快的單片機。4.7 電源系統(tǒng)YWT調(diào)速器的采用AC220V和DC220V同時供電，互為熱備用。其內(nèi)部工作電壓為24VDC/5VDC。其中FX2N-16MT主模塊帶有一個24V、400MA電源供用戶使用。YWT 調(diào)速器系統(tǒng)除了PLC工作電源外，還設(shè)計了+24V外部電源。外部電源選用臺灣明緯開關(guān)電源，采用交、直流同時輸入。每組電源內(nèi)部工作原理相同。僅只是輸出電壓不同，原理框

29、圖如下：+24V供外部繼電器、數(shù)字表、接力器反饋、電磁閥、操作終端和指示燈用l 交流輸入電壓/頻率：190260VAC/4763HZl 效率：典型值70%（滿載時）l 安全標準：滿足（A）UL478（B）VDE0871B級l 過電流保護：所有輸出端均有短路保護和過流保護。l 絕緣測試：輸入端與地之間，輸入端與輸出端之間l 絕緣電阻：30M歐l 工作環(huán)境溫度：050攝氏度l 直流輸入電壓：DC220V15%l 交流輸入電壓：AC220V15%l 交直流電源互為備用第五章 系統(tǒng)工作原理及軟件編程說明5.1工作過程由測頻模塊測量機、網(wǎng)頻率，送至可編程控制器CPU模塊，在空載運行時，自動處于“跟蹤”工

30、況。在電網(wǎng)頻率正常情況下，空載跟蹤頻給時其機內(nèi)PID運算的頻差量f(k)=f給f機，空載跟蹤網(wǎng)頻時f(k)=f網(wǎng)f機。f給 機內(nèi)頻率給定f機 機組頻率f網(wǎng) 電網(wǎng)頻率由中控室及二次回路發(fā)出的開關(guān)量指令經(jīng)輸入模塊送至PLC的CPU模塊，當PLC掃描到這個指令進行相應的操作，并且將操作、運算、處理后的結(jié)果輸出至機械液壓隨動系統(tǒng)來控制水輪機組導葉的開度以達到控制機組轉(zhuǎn)速的目的。由A/D模塊采樣導葉開度信號、功率信號，參與開度調(diào)節(jié)或功率調(diào)節(jié)。5.2 控制模式本調(diào)整系統(tǒng)中調(diào)用離散型PID調(diào)節(jié)規(guī)律。Y=KPfkifdtkd df/dtYi=Y(i)Y(i1)Yi=kpf(i)f(i1)KDf(i)2f(i1

31、)f(k2)+KIf(i)BPY(i1)PG(i)其中：KP=(TnTd)/btTd KI=1/(btTd) KD=Tn/btKP為比例增益，KI為積分增益，KD為微分增益。調(diào)速器結(jié)構(gòu)圖5.3 操作說明1操作終端說明 詳見操作終端說明書2各工況說明 （1）停機等待工況該工況下，機組處于備用狀態(tài)，當導葉開度向開方向漂移至大于2%時，動作電磁球閥，使導葉關(guān)閉。（2）自動開機過程及空載循環(huán)機組處于停機等待工況，由中控室發(fā)開機令，調(diào)速器迅速將接力器以第一斜率開啟到開機頂點，然后，以第二斜率開啟導葉，機組轉(zhuǎn)速上升，如果這時機頻斷線，系統(tǒng)自動將導葉關(guān)至最低空載開度位置。當機組轉(zhuǎn)速上升到90%以上，進入空載

32、循環(huán)，電氣開限為空載開限，自動跟蹤電網(wǎng)頻率或頻給。開機過程中，導葉開度小于等于空載開限。（3）并網(wǎng)帶負荷運行當機組并網(wǎng)發(fā)電后，電氣開度限制自動打開到100%，由頻率調(diào)節(jié)、開度調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)選擇負載運行工況。負載運行有三種工況。a開度調(diào)節(jié)該工況可以用于大電網(wǎng)及定開度運行，也就是這種工況下，接力器開度在轉(zhuǎn)速人工死區(qū)范圍內(nèi)不隨頻率變化而變化，此時該工況采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律。b功率調(diào)節(jié)該工況適用于大電網(wǎng)調(diào)節(jié)機組輸出恒定有功功率的運行工況，這時取給定功率與實際功率之差進行PI調(diào)節(jié)，達到實際功率按給定功率輸出的目的，在開度調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)工況，如果機組頻率超差時，則自動地進行工況轉(zhuǎn)換，變成頻率調(diào)節(jié)。功率調(diào)節(jié)時，

33、若功率反饋故障，則自動轉(zhuǎn)為開度調(diào)節(jié)模式。c頻率調(diào)節(jié)該工況一般用于地區(qū)負荷及小電網(wǎng)，采用PID調(diào)節(jié)規(guī)律，導葉開度隨電網(wǎng)頻率改變而自動調(diào)節(jié)。采用該調(diào)節(jié)模式必須注意以下問題：機組應有足夠的功率可用于電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)。（4）調(diào)相運行當機組并網(wǎng)后，中控室發(fā)調(diào)相令，調(diào)速器按兩段關(guān)閉將接力器關(guān)回，機組處于調(diào)相運行狀態(tài)。如調(diào)相令解除，則自動回到空載位置。（5）停機停機為優(yōu)先級最高的指令。任何工況，只要有停機令，就會使機組停機，停機過程也是兩段，先快速將接力器關(guān)回到設(shè)定空載開度，然后慢關(guān)到零，停機聯(lián)鎖調(diào)速器進入停機等待，機組處于備用狀態(tài)。5.4主要程序框圖5.5子程序框圖第六章 全數(shù)字式機械液壓系統(tǒng)YWT系列調(diào)速

34、器是一種全新概念的以數(shù)字邏輯閥作為電液轉(zhuǎn)換元件的調(diào)速器。它主要部件全部采用標準化液壓元件，具有集成化程度高、油路通徑大、抗油污能力強、靜態(tài)無油耗等特點，加上油壓裝置采用高壓齒輪泵及蓄能器，使得設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、外形美觀，密封性能好，無滲漏現(xiàn)象，安全可靠，響應速度快，油耗低（節(jié)能），壽命長等特點，是目前水電站調(diào)速器控制系統(tǒng)的新型裝置。6.1主要零部件介紹1球座式電磁閥球座式電磁閥是一種開關(guān)式液壓控制元件，用開啟截止兩種狀態(tài)的切換來控制液流方向和流量。自動工況，它是由電氣輸出的脈沖信號控制的、手動工況則是通過手動的按鈕控制，與普通伺服閥相比該閥無零位搭疊量，切換時間短、頻率響應高。2緊急停機電磁

35、閥緊急停機是采用4WE型電磁換向閥。電磁閥線圈在調(diào)速器正常運行時，無需長期帶電。在任意工況都可以用遙控操作、手動工況能操作（現(xiàn)地）緊急停機電磁閥。3. 插裝閥采用插裝閥，能夠?qū)崿F(xiàn)小壓力損失下的高壓、大容量、高速、無沖擊換向。4調(diào)速閥通過旋轉(zhuǎn)閥上的調(diào)節(jié)螺釘，可以方便地調(diào)整接力器最短開關(guān)機時間。5壓力管路過濾器該過濾器效果好，濾芯采用玻璃纖維過濾材質(zhì)，具有過濾精度高、通油能力大、原始壓力損失小、納污量大等優(yōu)點；而且該過濾器設(shè)有壓差發(fā)訊裝置，當濾芯污染堵塞到進口壓差達到一定的值時，既發(fā)出開關(guān)信號，此時更換濾芯，以達到保護系統(tǒng)安全的目的。6主接力器主接力器在球閥控制下往返運動，帶動導葉開關(guān)。7分段關(guān)閉

36、裝置（選配）分段關(guān)閉裝置由分段閥及電磁換向閥組成，電磁換向閥由導葉位置開關(guān)控制，分段拐點位置可以根據(jù)電站實際情況調(diào)整導葉位置開關(guān)。8位移傳感器接力器有效行程根據(jù)電站主機導水機構(gòu)轉(zhuǎn)角確定，接力器全行程對應的輸出為直流010V的精密電位器，通過鋼絲繩與接力器伸出桿相連，調(diào)整極其方便。9事故配壓閥事故配壓閥采用標準液壓元件及集成塊裝配組成，它已把傳統(tǒng)過速限制器上電磁配壓閥、油閥、事故配壓閥集成一體。6.2 工作原理本節(jié)內(nèi)容，請讀者結(jié)合原理框圖和液壓系統(tǒng)圖閱讀。 YWT 系列可編程調(diào)速器系統(tǒng)框圖本液壓系統(tǒng)采用雙油路控制方式控制接力器的位移；接力器的關(guān)腔常通壓力油（注：接力器有桿腔為關(guān)腔，無桿腔為開腔）

37、。正常運行時微機根據(jù)具體的工況選擇不同的液壓回路進行控制。1、在緊急停機電磁閥4通壓力油的情況下（左位）有以下五種工況：（） 小波動關(guān)機工況：當接力器微幅調(diào)節(jié)時，輸出信號控制小波動關(guān)機球閥1動作，使它處于左位,接力器關(guān)腔是通常壓力油，推動接力器并使接力器開腔油經(jīng)過節(jié)流閥13，最后通過小波動關(guān)機球閥1到回油箱；小波動關(guān)機球閥1控制信號斷開時，接力器停止動作。（） 小波動開機工況：當小波動開機球閥接通信號時，單向閥處于開啟狀態(tài)，小波動開機球閥處于左位動作并使壓力油經(jīng)過緊急停機電磁換向閥、小波動開機球閥、單向閥及節(jié)流閥后接通接力器開腔，推動接力器并使接力器關(guān)腔油與壓力油匯合；小波動開機球閥控制信號斷

38、開時，接力器停止動作。 （） 大波動關(guān)機工況：當接力器需動作較大行程時，輸出信號控制大波動關(guān)機球閥動作，球閥處于左位，使關(guān)機插裝閥的控制油排回油箱，接力器開腔與排油箱接通，此時接力器關(guān)腔是通常壓力油，從而推動接力器使接力器開腔油經(jīng)過關(guān)機插裝閥回油箱；當大波動關(guān)機球閥控制信號斷開時，球閥處于右位，關(guān)機插裝閥接通控制油，使接力器開腔與排油箱斷開，從而接力器停止動作。（） 大波動開機工況：當大波動開機球閥接通信號時，球閥處于左位（此時液控單向閥處于開啟狀態(tài)），使開機插裝閥8控制油排回油箱，開機插裝閥處于接通狀態(tài)，從而壓力油經(jīng)過開機插裝閥進入開腔，推動接力器使接力器關(guān)腔的油與壓力油匯合；當大波動開機球

39、閥控制信號斷開時，接通開機插裝閥的控制油，使接力器開腔與壓力油斷開，從而接力器停止工作。（） 穩(wěn)定平衡工況：在電磁鐵失電情況下，接力器處在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，各電磁閥均處于自鎖狀態(tài)（油路封閉）。這就是說當電氣部分故障時，接力器將維持原開度不變。此時可用手動按鈕進行手動操作。2、在事故停機情況下，緊急停機電磁閥通過自動或手動信號動作（斷開壓力油P），使關(guān)機插裝閥的控制油排回油箱，同時，使接力器開腔與排油箱接通，因為接力器的關(guān)腔是通常壓力油，從而在緊急停機的狀態(tài)下接力器會關(guān)回來。6.3 基本參數(shù)一覽1數(shù)字閥公稱通徑6mm2插裝閥1625mm3供油壓力16Mpa4濾油精度80m5最大脈沖電流2A6最短關(guān)

40、機時間2S7位移傳感器輸出010V第七章 油壓裝置組成及工作原理 本油壓裝置由回油箱、高壓齒輪油泵、氣囊式蓄能器、溢流閥及其它部件組成。簡介如下：7.1回油箱回油箱是蓄存無壓力油的箱型容器，又是調(diào)速器的基座，回油箱有濾油器，可定期進清洗。側(cè)面裝有液位顯示計，可觀察油位高低。7.2高壓齒輪泵齒輪油泵的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕，自吸力強，轉(zhuǎn)速范圍大，對油污雜質(zhì)的敏感性不高，耐污染，不易咬死，工作可靠，故用于水輪機調(diào)速器之中是比較合適的。其容積效率低，流量脈動大，不足可由油壓系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器來彌補流量脈動大的特點。7.3氣囊式蓄能器其主要作用如下：（1）儲存能量 當系統(tǒng)瞬時需要大量壓力油時，

41、由蓄能器和油泵同時供油，故可減少電機油泵的啟動次數(shù)。（2）緩和沖擊，吸收脈動壓力和沖擊壓力，使系統(tǒng)壓力平衡，延長油泵使用壽命。（3）當停電故障時，可以保證利用蓄能器的有效排量，開或關(guān)至少一個全行程。皮囊充氮氣壓力為7.5MPa,長時間使用后，氮氣壓力降為5MPa時，必須人為補充氮氣。7.4溢流閥溢流閥在系統(tǒng)內(nèi)作為安全閥使用，溢流閥安裝在油泵出口處，其作用是當系統(tǒng)壓力高于額定壓力而油泵仍在工作時，將油泵輸出的高壓油直接排入回油箱，調(diào)整閥內(nèi)彈簧的預壓量可整定其動作值。7.5油源部分對于有兩組高壓油泵的油壓裝置，兩組高壓油泵中，一組工作、一組熱備用，運行中主用泵和備用泵可相互切換，增加了油源可靠性。

42、其中主油路中安全閥、壓力繼電器、電接點壓力表的整定，例如YWT-1000/FP整定值為：安全閥調(diào)定為16.5MPa,停泵壓力（調(diào)壓力繼電器）為16.0MPa,啟泵壓力（調(diào)壓力繼電器）為14.0Mpa,電接點壓力表低于13.0MPa時，另一組泵自動啟動，因此主系統(tǒng)壓力在13.0-16.0MPa之間運行。對于只有一組高壓油泵的油壓裝置，只需按壓力控制一臺油泵工作即可。第八章 安裝、調(diào)試、維護 8.1安裝（1）調(diào)速器安裝基礎(chǔ)應按安裝圖尺寸澆灌，并同時留好電纜出口，預埋好有關(guān)管道；另外安裝場所宜在塵埃少，冬、夏季之間溫差小，受其它裝置的振動、發(fā)熱影響小的地方。（2）安裝時需注意留有足夠的維修空間。 （

43、3）對于冷卻器需注意水質(zhì)、水量、水溫和防凍。 （4）裝配管道時需注意管道的熱漲、冷縮，管接頭處的漏油與空氣吸入。管道支架的間隔一般為2m。（5）橡膠軟管要保持合理的彎曲半徑，不允許與其它機械及管道接觸，否則會在短時間內(nèi)破壞。（6）要仔細清除管道中的焊接熔渣、切割鐵宵等雜物，并進行充分的清洗和酸洗。（7）清洗油采用與工作液體相同性質(zhì)的油液，加入加強溶解力及防腐蝕的添加劑。（8）在系統(tǒng)進行清洗時，在排油回路中設(shè)置過濾器（過濾精度過10m左右），以檢測清洗的效果，直至基本上不再有污物排出時，清洗結(jié)束。（9）清洗時采用盡可能大的流速，以便清除管道接頭等處的污染物，清洗壓力為13Mpa。清洗結(jié)束后要仔細

44、清除在管道、油箱壁面上附著的清洗液。（10）按互連圖及端子圖的要求放好電纜線，然后按照端子圖要求將外部配線接好。從電壓互感器之間的信號線不允許經(jīng)過熔斷器，以保證轉(zhuǎn)速信號可靠性。為了防止干擾信號，電線必須使用屏障電纜，屏障層應正確接地。（11）調(diào)速器安裝后，從回油箱上空氣濾清器內(nèi)注入L-TSA46號汽輪機油，相當于殼牌(SHELL)THLLUS-29、埃索(ESSO)TEREO-47號汽輪機油。（12）充氣：囊式蓄能器的高壓氮氣在出廠前以充足，一般無需再充氣，特殊情況下可用專用的充氮工具（見下圖）充入。充氣時，先將囊式蓄能器頂部旋下，把充氮工具螺口1旋上，然后將充氮工具螺帽2與高壓氮氣瓶口相聯(lián)。

45、順時針旋轉(zhuǎn)充氮工具的旋閥3頂開蓄能器氣門芯，然后打開氮氣瓶的閥門充氣。觀察壓力表4上的壓力值，當壓力值在氮氣瓶的閥門關(guān)閉后達到額定值時，即可停止充氣。逆時針旋轉(zhuǎn)充氮工具的旋閥3至上止點，拆下充氮工具，就完成了充氮過程。蓄能器充氣壓力為7.5Mpa.8.2調(diào)試油壓裝置首次運行時，由于油液還沒有充分到達每個地方，各運動部分還沒有跑合，所以燒壞液壓泵、漏油等事故很容易發(fā)生，必須慎重對待；修體調(diào)試步驟按下列方法（參見調(diào)速器原理圖）。（1）切斷P(1)轉(zhuǎn)閥，打開兩蓄能P(2)、P(3)轉(zhuǎn)閥，啟動第一組泵調(diào)整溢流閥，安全閥至16.5MPa，再切換第二組泵，主系統(tǒng)應仍是16.5Mpa（出廠前已經(jīng)過整定，不需

46、調(diào)整）。在啟動電機時觀察旋轉(zhuǎn)方向應是俯視時順時針方向，否則會損壞齒輪泵。（2） 調(diào)整四個壓力繼電器：正常停泵油壓應整定為16MPa，正常啟泵油壓應整定為13.5Mpa，備用泵啟動油壓應整定為 13Mpa,事故高油壓應整定為16.5MPa,事故低油壓應整定為12.5MPa. （3）觀察外觀及聽有無異常噪音。（4）低油壓時a.油壓升至略大于7.5MPa時，緩緩打開P(1)球閥，觀查各部件及油管（重點是接頭部分）是否滲油，如有立即作相應處理。b.將P(1)球閥全部打開，在斷電情況下，手動操作電磁球閥2、1的按扭。（參見YWT系列調(diào)速器機械液壓部分裝配圖，開、關(guān)機方向見標牌指示）。使接力器作全行程運動

47、，排出各充油部件及管路中的空氣。電磁球閥2、1為微動控制，操作時接力器作緩慢移動；操作電磁球閥3、5為快速控制，使接力器作快速移動，操作電磁換向閥4按扭，接力器迅速關(guān)閉。 (5) 額定油壓時a、調(diào)整開關(guān)機時間通過調(diào)整疊加節(jié)流閥上的調(diào)節(jié)螺釘來整定。調(diào)節(jié)桿旋出，節(jié)流閥流量增大；接力器運行速度加快，反之減慢，一次調(diào)好后以后維修時無需再調(diào)。b、位移傳感器的調(diào)整傳感器的調(diào)整需加上電氣部分同時進行：先調(diào)零位，即在無水試驗前手動將導葉全關(guān)，檢測輸出至模擬量采集通道兩個端子間的電壓是否在80200mv之間，如果不在則旋轉(zhuǎn)裝在導葉上反饋裝置里的電位器，直至在范圍內(nèi)。再調(diào)全開值，即在無水試驗前手動將導葉全開，檢測

48、輸出至模擬量采集通道兩個端子間的電壓是否在9.510v之間，如果不在則旋轉(zhuǎn)裝在電氣柜內(nèi)反饋調(diào)整板上的電位器，直至在范圍內(nèi)。 調(diào)整完全關(guān)值與全開值后，再多測試幾次，防止出現(xiàn)漂移。使之與相應的機械位移一一對應。即輸出與位移呈線性狀態(tài)。8.3維護定期檢查和清洗油泵吸油器、濾油器和電磁球閥濾油器（根據(jù)用戶大修時間定）。定期檢查氣囊式蓄能器的充氣壓力（根據(jù)用戶大修時間定）。檢查某個蓄能器時，先將另一個蓄能器與系統(tǒng)連接的截止閥關(guān)閉，然后啟動油泵，觀察壓力表指針是否迅速上升至初始充氣壓力（7.5MPa）,再稍后便慢速平穩(wěn)上升到設(shè)定值。停泵后，壓力表指針應慢速平穩(wěn)下降到初始充氣壓力（7.5MPa） ,再迅速下降到零，此時說明壓力工作正常。如果停泵后，壓力表指針慢速平穩(wěn)下降到2MPa時,再迅速下降到零，應按前面充氣方法充氮氣。注意：1） 接力器支座安裝螺釘由電站實際情況自配。2） 連接油壓裝置及接力器間的油路鋼管必