調(diào)速器說明書

1、 WZTS1 型可編程微機(jī)調(diào)速器說 明 書0 / 16目 錄A 總體概論一、概述.4二、主要功能4三、主要參數(shù)和技術(shù)性能.5四、主要特點(diǎn)6B 電氣部分一、概述.6 1 整機(jī)的主要性能6 2 電氣部分主要技術(shù)性能7 3 結(jié)構(gòu)形式7 4 調(diào)速器電氣部分主要特點(diǎn)7二、電氣部分硬件構(gòu)成.8 1 電氣部分系統(tǒng)配置.8 2 PLC主機(jī)模塊CPU 224XP CN9 3觸摸式字符型操作終端E-view MD204L9 4集成智能可控整流模塊MJYS-QKZL-309三、簡單原理.10 1 調(diào)速器的調(diào)節(jié)特性11 2 開機(jī)特性12 3 停機(jī)特性.13四、人機(jī)界面(智能顯示單元)1 / 16.14 1 觸摸式字符

2、型顯示操作終端14 2 指示燈顯示16 3 開關(guān)按鈕操作.16五、運(yùn)行操作17 1 微機(jī)調(diào)速器的運(yùn)行狀態(tài).17 2 電氣部分操作介紹18六、電氣部分維護(hù)及故障處理18 1 一般維護(hù)18 2 故障類型與處理.19C 相關(guān)圖紙1、直流電動(dòng)機(jī)控制回路接線2、WZTS1型調(diào)速器屏后接線及端子圖3、WZTS1型調(diào)速器機(jī)箱內(nèi)部接線圖2 / 16A 總體概論一、概述：WZTS1型微機(jī)調(diào)速器是適用于高校模擬實(shí)驗(yàn)電廠發(fā)電機(jī)組數(shù)字監(jiān)控平臺(tái)的配套裝置。主要部件均采用知名廠家產(chǎn)品，技術(shù)成熟、可靠。調(diào)速器具有較為完備的功能，技術(shù)先進(jìn)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性較高，完全滿足高校模擬實(shí)驗(yàn)電廠發(fā)電機(jī)組對調(diào)速器的各項(xiàng)技術(shù)要求。此外

3、，該微機(jī)調(diào)速器采用高性能可編程控制器德國西門子公司的S7-200系列PLC作為硬件主體，平均無故障時(shí)間MTBF50000小時(shí)，裝置可靠性高；以觸摸式字符型帶背光源操作終端作為人機(jī)界面，現(xiàn)場操作簡便；采用先進(jìn)的集成靜止變流模塊，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)調(diào)速器的全數(shù)字式控制；具有485總線接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控功能。二、主要功能1、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制功能：u 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：在同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組轉(zhuǎn)速的調(diào)整，與自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置配合，能實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)。u 功率調(diào)節(jié)：3 / 16在發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)；接入電動(dòng)機(jī)電樞電流的反饋信號(hào)，能根據(jù)負(fù)荷給定值，調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力；在孤立電網(wǎng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組功率的

4、有差調(diào)節(jié)。2、手動(dòng)控制功能：本調(diào)速器設(shè)有兩種手動(dòng)控制方式，即現(xiàn)地手動(dòng)控制和遠(yuǎn)方手動(dòng)控制。1）現(xiàn)地手動(dòng)控制：模擬監(jiān)控柜中設(shè)有手動(dòng)調(diào)速按鈕，當(dāng)調(diào)速器上電運(yùn)行后，即可通過手動(dòng)調(diào)速按鈕控制電機(jī)。2）遠(yuǎn)方手動(dòng)控制：遠(yuǎn)方控制命令由通信總線送至調(diào)速器內(nèi)的PLC，可進(jìn)行遠(yuǎn)方控制。（注，只能進(jìn)行機(jī)組有功的遠(yuǎn)方調(diào)控。）3、安全保護(hù)功能：u 緊急停機(jī)：當(dāng)機(jī)組過速或出現(xiàn)嚴(yán)重的電氣和機(jī)械故障，必須緊急停機(jī)時(shí)，可直接按裝置面板上的“啟動(dòng)/停止”按鈕，便能實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。u 電機(jī)過流保護(hù)：調(diào)速器自動(dòng)對電動(dòng)機(jī)電樞電流進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)其達(dá)到保護(hù)整定值時(shí)，調(diào)速器內(nèi)置過流保護(hù)繼電器動(dòng)作，跳開電動(dòng)機(jī)電源。4、在線診斷功能：本調(diào)速器自動(dòng)運(yùn)行

5、時(shí)能在線診斷如下故障：l 裝置信號(hào)檢測環(huán)節(jié)故障l 電動(dòng)機(jī)整流功率單元故障l 電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)動(dòng)作三、主要參數(shù)和技術(shù)性能1、主要參數(shù)u 空載和負(fù)載時(shí)調(diào)整參數(shù)：比例系數(shù)K：積分系數(shù)K：微分系數(shù)K：調(diào)差系數(shù)bp： 4 / 16u 電源：AC 220±15%功耗500W2、技術(shù)性能本調(diào)速器主要性能指標(biāo)如下：轉(zhuǎn)速死區(qū)0.04甩1025負(fù)荷時(shí)，不動(dòng)時(shí)間0.2秒機(jī)組自動(dòng)空載頻率擺動(dòng)值±0.15%機(jī)組帶穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，頻率擺動(dòng)值±0.5%四、主要特點(diǎn)1、調(diào)速器主要元部件采用知名廠家產(chǎn)品，技術(shù)成熟，可靠性高。2、采用了可編程控制器作為硬件主體，平均無故障時(shí)間MTBF50000小時(shí)，裝

6、置可靠性高。3、采用先進(jìn)的集成靜止變流模塊，實(shí)現(xiàn)了微機(jī)調(diào)速器的全數(shù)字式控制。4、采用字符型帶背光源觸摸屏作為調(diào)速器與運(yùn)行人員的現(xiàn)地人機(jī)接口，具有顯示信息量豐富、清晰、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。5、調(diào)速器具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式，能適應(yīng)不同運(yùn)行工況的要求，操作靈活，運(yùn)行可靠。6、具有485通訊接口，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)控制。 B 電氣部分一、概述WZTS1型可編程調(diào)速器是采用高性能可編程控制器德國西門子公司的S7-200系列PLC作為硬件主體，以觸摸式字符型操作終端為人機(jī)界面，與先進(jìn)的集成靜止變流模塊配合，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與出力控制。1、整機(jī)主要技術(shù)性能5 / 16 技術(shù)指標(biāo)：

7、轉(zhuǎn)速死區(qū)：0.04%空載頻率擺動(dòng)：±0.15% 甩25%額定負(fù)荷，不動(dòng)時(shí)間：0.2秒 調(diào)節(jié)參數(shù)：(1) 調(diào)差系數(shù)bp：通過觸摸式操作終端修改，可調(diào)范圍為02%。(2) 控制模式：開環(huán)控制或閉環(huán)控制，可通過觸摸式操作終端修改。(3) 過流保護(hù)：投入或退出，可通過觸摸式操作終端修改。(4) 轉(zhuǎn)速顯示：可通過觸摸式操作終端校正。(5) 電流顯示：可通過觸摸式操作終端校正。(6) 有功顯示：可通過觸摸式操作終端校正。 頻率（轉(zhuǎn)速）死區(qū)：±0.1Hz 功率，開度死區(qū)： ±2% 供電電源交流電源：220V±10%，50Hz±0.2%2、電氣部分主要技術(shù)性能

8、 轉(zhuǎn)速 （頻率）測量：(1) 機(jī)組轉(zhuǎn)速信號(hào)取自測速電機(jī)信號(hào)電壓正常工作范圍：DC（0.2140）V正常測速范圍：（2165）r/min測速精度：±5 r/min(2) 電動(dòng)機(jī)電樞電流信號(hào)：取自電動(dòng)機(jī)電樞分流器信號(hào)電壓正常工作范圍：DC（275）mV測量精度：±0.2A 微機(jī)調(diào)節(jié)器與第二次回路的聯(lián)系電動(dòng)機(jī)電源斷路器孤立接點(diǎn)6 / 16發(fā)電機(jī)并列繼電器孤立接點(diǎn)轉(zhuǎn)速增加孤立接點(diǎn)轉(zhuǎn)速減少孤立接點(diǎn)3、結(jié)構(gòu)形式WZTS1型調(diào)速器采用獨(dú)立臥式機(jī)箱，嵌裝在微機(jī)監(jiān)控柜內(nèi)。4、調(diào)速器電氣部分主要特點(diǎn)1）采用可編程控制器作為硬件主體，平均無故障時(shí)間MTBF50000小時(shí)，裝置可靠性高；2）具有轉(zhuǎn)

9、速、功率、開環(huán)和閉環(huán)的組合調(diào)節(jié)模式，適應(yīng)實(shí)驗(yàn)中各種運(yùn)行控制要求；3）轉(zhuǎn)速、電流的測量由PLC實(shí)現(xiàn)，外圍電路簡單，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；4）采用帶背光源的字符型觸摸屏作為現(xiàn)地人機(jī)接口，具有顯示清晰、直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)；5）采用集成靜止可控整流模塊作為功率單元，實(shí)現(xiàn)快速、可靠的全數(shù)字控制；6）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和功率調(diào)節(jié)可采用閉環(huán)或開環(huán)控制模式，閉環(huán)控制采用PID調(diào)節(jié)規(guī)律；7）電氣輔件（開關(guān)電源、繼電器、按鈕、信號(hào)燈）均采用優(yōu)質(zhì)器件，可靠性高；8）具有與上位機(jī)的通信接口（RS485）。二、電氣部分硬件構(gòu)成1、電氣部分系統(tǒng)配置1）可編程控制器系統(tǒng)：采用德國西門子公司S7-200系列PLC PLC主機(jī)模塊：

10、CPU 224XP CN（14點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出，2路模入，1路模出）7 / 162）開關(guān)電源 DC +24V 1路 DC +12V 1路 DC -12V 1路 DC +5V 1路3）集成智能可控整流模塊： MJYS-QKZL-304）觸摸屏 E-view MD204L2、PLC主機(jī)模塊CPU 224XP CNCPU 224XP CN是由電源、CPU、存儲(chǔ)器、數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、485串行口等器件組成的單元型可編程控制器，由交流220V電源供電，模塊還提供內(nèi)裝DC24V電源作為輸入傳感器的輔助電源。其主要特點(diǎn)如下：*在編程端子罩內(nèi)裝有RUN/STOP開關(guān)，可以運(yùn)行或停止運(yùn)行用戶

11、程序。*內(nèi)裝標(biāo)準(zhǔn)型10k帶有備用電源的RAM存儲(chǔ)器。*內(nèi)含計(jì)時(shí)功能，也可以進(jìn)行時(shí)間控制。*具有豐富的輸入/輸出擴(kuò)展設(shè)備，輸入類型為DC輸入（24V）；輸出類型為繼電器輸出型。*具有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，如：模擬輸入設(shè)備，模擬輸出設(shè)備，定位設(shè)備，溫度傳感器輸入，通信設(shè)備，高速計(jì)數(shù)器，脈沖輸出設(shè)備等。3、集成智能可控整流模塊MJYS-QKZL-30MJYS-QKZL-30是集成智能可控硅三相整流模塊，安裝在微機(jī)監(jiān)控屏內(nèi)。MJYS-QKZL-30模塊將控制電路與可控硅主電路集成于一體，具備強(qiáng)大的電力調(diào)控功能。模塊輸出對稱性高，無直流分量。模塊具有過熱、過流、缺相保護(hù)功能。輸入電壓：三相AC 30400

12、V。每相最大輸入電流：AC 25A。輸入控制信號(hào)：DC 010V。最大輸出電流：DC 30A。8 / 16三、簡單原理調(diào)速器系統(tǒng)框圖如圖1：9 / 16圖1 調(diào)速器系統(tǒng)框圖1、微機(jī)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)特性轉(zhuǎn)速偏差環(huán)節(jié)：1）被控機(jī)組轉(zhuǎn)速，經(jīng)測速電機(jī)，由傳感器調(diào)理后，送A/D轉(zhuǎn)換得到與機(jī)組轉(zhuǎn)速成比例的數(shù)字信號(hào)；2）與機(jī)組轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系的轉(zhuǎn)速給定數(shù)字信號(hào)，由外界信息送PLC處理后產(chǎn)生；3）根據(jù)不同工況求取頻率偏差（考慮轉(zhuǎn)速死區(qū)）。PID調(diào)節(jié)特性1）條件：調(diào)差系數(shù)bp=0；機(jī)組轉(zhuǎn)速階躍變化nJ,相對值例如，取nJ=2HZ，則；2）PID特性，見圖2tIYItIYPYDYt圖2 PID特性10 / 16記錄PI

13、D特性時(shí)，微機(jī)調(diào)節(jié)器輸出換算成相對值y：0100%。微機(jī)調(diào)節(jié)器的靜特性1）調(diào)速器（調(diào)節(jié)器）維持控制量不變的條件是積分項(xiàng)輸入量=0。2）調(diào)速器（調(diào)節(jié)器）的靜特性，見圖3。YG100%50%049.051.050.0nG 圖3 調(diào)速器靜特性(1) fG=50HZ，YG=50%，bp=4%，見圖3；(2) fG=50HZ，YG=25%，bp=4%，見圖4；(3) fG=50HZ，YG=50%，bp=4%，死區(qū)=0.2HZ，見圖5nGYG100%0 25%48.550.550.0圖4 調(diào)速器靜特性nGY100%0 50%50.750.249.848.511 / 16圖5 調(diào)速器靜特性2、開機(jī)特性1）基

14、本開機(jī)特性，見圖6圖6 開機(jī)特性dcbYt aYKJ2YKJ1(1) 在停機(jī)等待狀態(tài)時(shí)，接到開機(jī)令后，調(diào)速器即自動(dòng)將電機(jī)開啟至第一開機(jī)開度yKJ1（圖中b點(diǎn)）。(2) 機(jī)組頻率>45HZ，調(diào)速器即將轉(zhuǎn)速調(diào)至第二開機(jī)開度yKJ2（圖中d點(diǎn)）并投入PID，轉(zhuǎn)入空載工況。一般情況下，若記空載開度為y0，則應(yīng)選擇yKJ2=y0+(35)%。3、停機(jī)特性Yt50%停機(jī)特性見圖7：12 / 16圖7 停機(jī)特性(1) 接到停機(jī)令后，調(diào)速器即自動(dòng)以第一停機(jī)速度降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。(2) 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)至50%開度時(shí)，再以第二停機(jī)速度將轉(zhuǎn)速關(guān)停，同時(shí)轉(zhuǎn)入“停機(jī)等待”(TJDD)狀態(tài)。4、指示燈顯示在調(diào)速器面板上有三

15、個(gè)指示燈，分別指示：交流電源（綠燈）、運(yùn)行狀態(tài)（黃燈）、調(diào)速器故障告警（紅燈）。5、開關(guān)按鈕操作調(diào)速器面板上有兩個(gè)帶燈按鈕，分別為：手/自動(dòng)切換按鈕（綠燈），通過它可以選擇電機(jī)調(diào)速方式處于電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)還是微機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，按下該按鈕，則處于微機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)，按鈕綠色指示燈亮。啟動(dòng)/停機(jī)切換按鈕（黃燈），通過它可以選擇調(diào)速器處于停機(jī)狀態(tài)還是運(yùn)行狀態(tài)，按下該按鈕，則微機(jī)調(diào)速器啟動(dòng)運(yùn)行，按鈕黃色指示燈亮。五、運(yùn)行操作1、微機(jī)調(diào)速器的運(yùn)行狀態(tài)1）調(diào)速器的運(yùn)行狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)如下：(1) 停機(jī)等待TJDD(2) 開機(jī)KJ(3) 空載KZ(4) 負(fù)載FZ(5) 甩負(fù)荷 SFH(6) 停機(jī)T

16、J13 / 16(7) 調(diào)相TX2） 調(diào)速器運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換見圖13圖13 調(diào)速器運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3）能夠長期駐留的運(yùn)行狀態(tài)(1) 停機(jī)等待TJDD(2) 開機(jī)KJ(3) 空載KZ(4) 負(fù)載FZ2、電氣部分操作介紹1）上電開機(jī)合上交流電源開關(guān)，上電后，如果“手/自動(dòng)”按鈕按下且“啟動(dòng)/停機(jī)”按鈕按下，則調(diào)速器自動(dòng)開機(jī)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)入空載狀態(tài)，調(diào)速器進(jìn)入功率調(diào)節(jié)模式。如果機(jī)頻45HZ，并網(wǎng)開關(guān)合，則調(diào)速器進(jìn)入負(fù)載狀態(tài)，調(diào)速器進(jìn)入功率調(diào)節(jié)模式。 2）并網(wǎng) 調(diào)速器與自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置配合，能夠?qū)C(jī)組迅速并網(wǎng)，同期并列過程自動(dòng)完成。過程當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)開關(guān)合上后，調(diào)速器處于負(fù)載狀態(tài)，進(jìn)入功率調(diào)節(jié)模式。 并網(wǎng)后，反饋模式可以在