SAFR2000H水輪機調(diào)速器電氣柜用戶手冊V20

1、NARISAFR-2000H水輪機調(diào)速器操作說明書（V2.0）南京南瑞集團公司水利水電技術(shù)分公司目錄第一章 概述1第二章 技術(shù)條件21.存儲和運輸條件：22.過程接口條件：23.水輪機的水力條件：24.運行環(huán)境條件：35.壓力油技術(shù)條件：36.液壓裝置技術(shù)條件：3第三章 技術(shù)指標(biāo)和功能43.1 技術(shù)指標(biāo)：43.1.1 電液調(diào)節(jié)裝置的靜態(tài)特性：43.1.2 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性：43.1.3 裝置的可靠性指標(biāo)：43.1.4 裝置的電磁兼容性能指標(biāo)：53.1.5 裝置的工作模式切換產(chǎn)生狀態(tài)擾動的技術(shù)指標(biāo)：53.2 裝置功能：5調(diào)節(jié)控制功能：53.2.2 實時診斷容錯及故障保護功能：63.2.3

2、 智能調(diào)試功能：73.3 技術(shù)參數(shù)：7改進型并聯(lián)PID調(diào)節(jié)裝置的頻率環(huán)調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整范圍：73.3.2 永態(tài)轉(zhuǎn)差率Bp調(diào)整范圍：73.3.3 人工轉(zhuǎn)速死區(qū)調(diào)整范圍：73.3.4 電氣開限調(diào)整范圍:73.3.5 頻率給定調(diào)整范圍：73.3.6 功率給定調(diào)整范圍：73.3.7 調(diào)速器雙路供電電源裝置的技術(shù)規(guī)格：83.3.8 電氣裝置輸入信號規(guī)格：83.3.9 開關(guān)量輸入信號：83.3.10 通信總線物理層規(guī)約：83.3.11 柜體尺寸：8第四章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置94.1基本配置104.2主要元件功能介紹104.3系統(tǒng)特點14第五章 工作原理155.1 NARI-PID2控制算法155.2 變結(jié)構(gòu)、變參

3、數(shù)的自適應(yīng)控制策略155.3 容錯控制策略的實現(xiàn)165.4 水輪機調(diào)速器控制軟件的實現(xiàn)16第六章 裝置調(diào)整、試驗、運行與維護1861裝置調(diào)整1862裝置試驗、運行1963裝置的維護23第七章 水輪機調(diào)速器實時監(jiān)控系統(tǒng)2671系統(tǒng)概述2672系統(tǒng)無水試驗2673系統(tǒng)有水試驗3974系統(tǒng)運行監(jiān)控4575狀態(tài)報警窗4576信息窗4677設(shè)置窗4778開關(guān)量窗48 第一章 概述SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置是應(yīng)用現(xiàn)代控制理論與微電子技術(shù)相結(jié)合的一種新型水輪機調(diào)節(jié)控制器，它是基于可編程計算機控制器（PCC）和實時操作系統(tǒng)支持的水輪機調(diào)速器。它適用于混流式水輪發(fā)電機組、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電

4、機組、貫流式水輪機發(fā)電機組、沖擊式水輪機發(fā)電機組和抽水蓄能機組的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和有功功率調(diào)節(jié)等。SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器配有大屏幕真彩液晶觸摸顯示屏，借助于觸摸顯示屏可以對調(diào)速器的運行進行實時的監(jiān)控，也可以通過觸摸顯示屏對調(diào)速器很方便的進行試驗操作。SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置嚴(yán)格按照以下的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計、生產(chǎn)和調(diào)試：1、 中國國家水輪機調(diào)速器標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 9652.1-19972、 中國水輪機調(diào)速器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：DL/T 563-1995水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置技術(shù)規(guī)程DL/T 496-2001水輪機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)及裝置調(diào)整試驗導(dǎo)則3、 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，水輪機控制系統(tǒng)

5、試驗IEC60308: 2005-14、 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，水輪機控制系統(tǒng)技術(shù)條件導(dǎo)則IEC61362:19985、 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，電磁兼容，IEC 870-2-1：1995，3級6、 中國國家標(biāo)準(zhǔn)，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，GB/T-1515301-1998，3級7、 中國國家標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境試驗標(biāo)準(zhǔn)，GB/T5170.1-1995，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法 作為最終的追求目標(biāo)：系統(tǒng)的總體可靠性、配置靈活性、易維護性、易操作性和廣闊的擴展空間在SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器中得到了完美的體現(xiàn)。SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置能按照電站的運行要求，靈活地進行設(shè)置、安

6、全可靠地運行、簡單方便地進行智能調(diào)試和維護。第二章 技術(shù)條件為了保證裝置始終安全可靠地工作和實現(xiàn)它的運行優(yōu)化功能，必須滿足以下的存儲和運輸環(huán)境條件、過程接口條件、水力條件、運行的環(huán)境條件、壓力油技術(shù)條件和液壓裝置技術(shù)條件。1.存儲和運輸條件：u 存儲環(huán)境溫度：；u 存儲環(huán)境濕度：小于85%，大于30%，不結(jié)露；u 海拔高程： 小于4000米；u 空氣無導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體,無靜電。2.過程接口條件：u 電源要求：1. 供給裝置的交流電源必須直接來自廠用動力盤，不得從其他大功率的負荷連接。其電壓的變化范圍是：2. 供給裝置的直流電源必須直接來自廠用直流配電屏，不得從其他大功率的負荷連接。其電壓的

7、變化范圍是：u 接入裝置的開關(guān)觸點必須是沒有與其他回路有電氣連接的空觸點。觸點對地能夠承受交流電壓2000V耐壓一分鐘；u 接入裝置的信號線必須是使用屏蔽電纜，在電纜布線時布線保證遠離動力電纜并且不得與動力電纜平行布線；u 殘壓測頻的信號最好來自專用的電壓互感器二次側(cè)的A、B相；u 通訊網(wǎng)絡(luò)接口必須使用專用的通信電纜。3.水輪機的水力條件：u 水輪機的水力系統(tǒng)的時間常數(shù)Tw4s，而且Tw/Ta<0.5；u 水輪機的水力系統(tǒng)不存在明顯的水力振蕩，當(dāng)手動空載運行機組轉(zhuǎn)速擺動相對值不得超過±0.2%。4.運行環(huán)境條件：u 運行環(huán)境溫度：；u 運行環(huán)境濕度：小于85%,大于30%，不結(jié)

8、露；u 海拔高程： 小于4000米；u 空氣無導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體，無靜電。5.壓力油技術(shù)條件：u 調(diào)速器用油必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11118.1-1994的要求。6.液壓裝置技術(shù)條件：液壓裝置必須滿足國際電工委員會水輪機控制系統(tǒng)技術(shù)條件導(dǎo)則IEC61362:1998對于液壓隨動系統(tǒng)的要求。第三章 技術(shù)指標(biāo)和功能3.1 技術(shù)指標(biāo)：SAFR-2000H水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置在滿足技術(shù)條件規(guī)定的要求時，應(yīng)實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下： 電液調(diào)節(jié)裝置的靜態(tài)特性：靜態(tài)特性曲線線性度:近似為直線；實測主接力器的靜態(tài)特性轉(zhuǎn)速死區(qū)：Ix不超過0.02%。 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)特性：l 自動空載運行三分鐘內(nèi)機組轉(zhuǎn)速

9、擺動相對值不超過±0.10%；（當(dāng)手動空載運行機組轉(zhuǎn)速擺動相對值超過±0.2%時，自動空載運行轉(zhuǎn)速擺動值不得大于手動方式的轉(zhuǎn)速擺動值）。自動發(fā)電運行導(dǎo)葉主接力器擺動值不超過總行程的±0.15%；l 導(dǎo)葉接力器不動時間：Tq不超過0.18s；l 機組甩100%額定負荷時的動態(tài)品質(zhì)：u 偏離穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速3%以上的波動次數(shù)，不超過1次；u 從甩負荷后接力器第一次向開啟方向運行時算起，到機組轉(zhuǎn)速擺動相對值不超過0.5%為止的調(diào)節(jié)時間Tp不大于30s；l 槳葉隨動系統(tǒng)不準(zhǔn)確度：Is不超過1.0%。 裝置的可靠性指標(biāo)：l 總體故障率： FR = 156782.5 FITS 40l

10、 平均故障間隔時間: MTBF = 63782.6 hrs 40l 第一年硬件無故障概率: MR = 0.8598 40 裝置的電磁兼容性能指標(biāo)：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):IEC標(biāo)準(zhǔn)-IEC61000-(3,4)第3嚴(yán)酷級（分1、2、3、4嚴(yán)酷級），SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)為：l 靜電放電：空氣放電 ±8Kv; 接觸放電 ±6Kv；l 快速瞬變脈沖群：試驗電平 ±2Kv;試驗頻率：5KHz;持續(xù)時間: 正負極性各60s；l 浪涌電壓：試驗電平：共模±2Kv、差模±1Kv；試驗次數(shù)：正負各6次；脈沖間隔時間：12s；l

11、傳導(dǎo)射頻騷擾：試驗電平：10v;試驗頻率：150KHz-80MHz;調(diào)制頻率：1KHz;調(diào)制度：80%；l 電壓突降和中斷：電壓突降：70%,持續(xù)時間0.5s,3次；40%,持續(xù)時間0.5s,3次；100%,持續(xù)時間100ms,1次；l 阻尼振蕩波：共模2.5Kv,差模1.0Kv;試驗頻率：1MHz;重復(fù)頻率：400Hz;持續(xù)時間大于2s。 裝置的工作模式切換產(chǎn)生狀態(tài)擾動的技術(shù)指標(biāo)：l 兩路電源轉(zhuǎn)換時引起的導(dǎo)葉接力器行程變化不大于全行程的0.2%；l 調(diào)速器“自動-手動”控制方式切換引起接力器行程變化不大于全行程的0.2%；l 雙微機系統(tǒng)切換滿足負荷變化不大于全行程的0.3%。3.2 裝置功能

12、：3.2.1調(diào)節(jié)控制功能： 具有控制結(jié)構(gòu)自適應(yīng)和參數(shù)自適應(yīng)的調(diào)節(jié)功能； 具有頻率調(diào)節(jié)模式、功率調(diào)節(jié)模式及開度調(diào)節(jié)模式，并依據(jù)不同工況自動選用； 全中文信息集成顯示，模擬、數(shù)字顯示一體化；能夠自動的進行試驗錄波功能； 保證水輪發(fā)電機組穩(wěn)定運行于空載、發(fā)電、調(diào)相、停機和手動等工 況； 保證在空載運行時使機組頻率按預(yù)先設(shè)定的頻差自動跟蹤系統(tǒng)頻率； 具有自動水頭和人工水頭雙重輸入，可通過界面設(shè)定，從而有效克服水頭波動及水位變送器失效的影響并保證無擾動切換； 保證實現(xiàn)轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組的數(shù)字式精確協(xié)聯(lián)； 能夠?qū)崟r按水頭修正啟動開度、空載開度、開度限制及協(xié)聯(lián)曲線； 具備人工失靈區(qū)(Ep)和調(diào)差系數(shù)(bp)

13、的在線實時修正功能，并保證負荷無擾動； 具備現(xiàn)地控制和遠方控制雙重功能，并保證控制切換時負荷無擾動。3.2.2 實時診斷容錯及故障保護功能： 雙機冗余：采用兩套完全相同的微機系統(tǒng)(A、B)，互為備用；通過故障自診斷進行雙機切換，切換過程負荷無擾動；嚴(yán)重故障時（如導(dǎo)葉、槳葉故障時）可自動切換至手動運行； 頻率容錯：實時自動診斷機組頻率及系統(tǒng)頻率，自動提示故障類別，保證全部調(diào)節(jié)任務(wù)的正常完成且不造成負荷沖擊； 行程容錯：實時自動診斷導(dǎo)葉行程及槳葉行程輸入，自動提示故障類別，除發(fā)電工況時協(xié)聯(lián)關(guān)系失去準(zhǔn)確性外，保證水輪發(fā)電機組自動穩(wěn)定運行； 水頭容錯：實時自動診斷水頭輸入，自動提示故障類別，保證水頭失

14、效時不會產(chǎn)生負荷沖擊，可輸入“人工水頭”進行經(jīng)濟協(xié)聯(lián)； 液壓容錯：實時自動診斷分析液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，自動提示伺服閥零漂、卡阻等多種故障，保證調(diào)節(jié)功能不變且水輪發(fā)電機組穩(wěn)定運行； 電源容錯：實時監(jiān)視多路電源，電源消失或過低時自動調(diào)整控制方式，保證機組穩(wěn)定運行； 功率容錯：實時自動診斷有功功率輸入，自動提示故障類別，保證有功功率失效時不產(chǎn)生負荷沖擊。3.2.3 智能調(diào)試功能： 智能化調(diào)試： 調(diào)試軟面板技術(shù)；全中文圖形化調(diào)試界面； 可自動進行各項試驗，選擇相應(yīng)參數(shù)； 產(chǎn)生試驗數(shù)據(jù)并給出試驗結(jié)果；3.3 技術(shù)參數(shù)：3.3.1改進型并聯(lián)PID調(diào)節(jié)裝置的頻率環(huán)調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)整范圍：比例增益KP： 0.0120

15、；積分增益KI： 020 1/s；微分增益KD： 020s；3.3.2 永態(tài)轉(zhuǎn)差率Bp調(diào)整范圍： 0 10%（運行時，運行值長根據(jù)調(diào)度命令在面板上設(shè)置）；3.3.3 人工轉(zhuǎn)速死區(qū)調(diào)整范圍：00.75Hz（運行時，運行值長根據(jù)調(diào)度命令在面板設(shè)置）；3.3.4 電氣開限調(diào)整范圍:0100%（運行時，運行值長根據(jù)調(diào)度命令在面板設(shè)置）3.3.5 頻率給定調(diào)整范圍：45Hz55Hz（給定速度，在投運時設(shè)置）3.3.6 功率給定調(diào)整范圍：0120%（給定速度，在投運時設(shè)置）3.3.7 調(diào)速器雙路供電電源裝置的技術(shù)規(guī)格： 直流：DC220V±15%，2A； 交流：AC220V±15%，2

16、A；3.3.8 電氣裝置輸入信號規(guī)格：機組頻率反饋信號：機端PT電壓0.2V180V；測頻范圍0.5100HZ；系統(tǒng)頻率反饋信號：母線PT電壓80V180V；測頻范圍0.5100HZ；接力器行程反饋信號：拉繩式位移變送器；水頭、導(dǎo)葉、槳葉等反饋信號：直流420mA，分辨率小于0.05%。3.3.9 開關(guān)量輸入信號： 繼電器常開空接點。3.3.10 通信總線物理層規(guī)約：PCC和監(jiān)控系統(tǒng)：RS485，MODBUS，監(jiān)控為主，調(diào)速器為從；波特率：9600，8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校驗。PCC和觸摸屏： RS232，MODBUS，觸摸屏為主，調(diào)速器為從；波特率：9600，8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校

17、驗。PCC雙套之間： CAN。3.3.11 柜體尺寸：800×800×2260mm第四章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置采用模塊化設(shè)計的原則，對于不同型號的裝置具有不同的配置。下面介紹所采用的SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置，調(diào)速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。圖4.1 調(diào)速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖選用B&R公司2003系列的PCC模塊作為機組調(diào)速器硬件的主體，同時為了保證可靠性，構(gòu)成A、B雙機冗余切換配置系統(tǒng)，雙機之間的可靠切換是由一個智能切換繼電器來保證的，該智能切換繼電器選用的是歐姆龍公司的ZEN可編程繼電器。通過兩套PCC的采樣模

18、塊采集信號，兩套CPU同時各自處理采集的信號，一套處于主控模式，一套處于熱備用模式，當(dāng)其中一套發(fā)生故障或需要檢修時，通過智能切換繼電器使另一套立即自動投入，無擾切換，維持系統(tǒng)工況保持不變。通過調(diào)節(jié)計算得到的控制電壓信號由PCC輸出到電液隨動系統(tǒng)，控制接力器的執(zhí)行。兩套PCC之間利用CPU模塊上的CAN接口進行實時通信，保證兩套調(diào)節(jié)器之間的信息冗余；兩套PCC通過各自的232口和上位機顯示屏通過Modbus協(xié)議進行通信；PCC通過IF321和監(jiān)控系統(tǒng)以Modbus協(xié)議進行通信。人機接口面板部分選用高亮度液晶觸摸顯示屏，作為整個控制系統(tǒng)的監(jiān)控顯示和操作界面。4.1基本配置1、硬件配置 PCC主機模

19、塊 2塊，CP476 PCC開入開出模塊 2塊，DM465，16入16出 PCC頻率輸入模塊 2塊，DI135 PCC通信模塊 2塊，IF321 PCC模擬量輸入模塊 4塊，AI774 PCC模擬量輸出模塊 4塊，AO352 頻率調(diào)理模塊 2塊，殘壓、網(wǎng)頻信號調(diào)理 進口開關(guān)電源 2塊，250W，24V輸出 智能切換模件 1塊，歐姆龍PLC，A、B切換選擇 位移變送器 4只（測量導(dǎo)葉、槳葉行程） 液晶觸摸顯示屏 1臺2、軟件基本配置 實時變結(jié)構(gòu)、變參數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制 模塊化軟件結(jié)構(gòu) 全中文智能界面監(jiān)控試驗程序4.2主要元件功能介紹1、 CPU模塊（CP476）技術(shù)參數(shù)如下：CPU模件資源分配：串

20、口1：IF1，RS232，MODBUS通訊協(xié)議，和觸摸屏通訊。CAN口：雙機之間CAN協(xié)議通訊。2、IF321技術(shù)參數(shù)如下：3、DI135技術(shù)參數(shù)如下：4、AI774技術(shù)參數(shù)如下：模擬量輸入通道：共8路，其中導(dǎo)葉變送器占用一路，槳葉變送器占用一路，水頭變送器占用一路，功率變送器占用一路，其余四路備用。5、AO352技術(shù)參數(shù)如下：模擬量輸出通道：共4路，其中導(dǎo)葉、槳葉各占用一路，其余兩路備用。，6、DM465技術(shù)參數(shù)如下：開關(guān)量輸入：共16路，包括開機令、停機令、增加、減少、斷路器、導(dǎo)葉手動、槳葉手動、并網(wǎng)方式、一次調(diào)頻、功率方式、主從狀態(tài)、功率閉環(huán)、伺服閥故障等。開關(guān)量輸出：共16路，包括一般

21、故障、較重故障、調(diào)試運行、一次調(diào)頻動作等。7、雙路供電及頻率調(diào)理模塊：雙路供電部分的主要功能是：交流220V經(jīng)過變壓器隔離、整流，直流220V經(jīng)過整流，然后通過二極管將兩路輸入電源并聯(lián)，經(jīng)濾波處理后產(chǎn)生直流220V電源輸出，保證裝置的可靠供電。其原理圖如下：圖4.2 雙路供電及頻率調(diào)理模塊原理圖頻率調(diào)理部分的主要功能如下：對系統(tǒng)頻率、殘壓、齒盤測頻信號經(jīng)隔離變壓器輸入后，經(jīng)過濾波、整形、隔離后送PCC主機模件的測頻模塊直接處理，見下圖。信號輸入范圍：0.2V-180V，交流，12KHZ。圖4.3 測頻輸入原理圖8、觸摸屏技術(shù)說明如下：TPC1562H是一套以嵌入式低功耗CPU為核心（主頻400

22、MHz）的高性能嵌入式一體化工控機。該產(chǎn)品設(shè)計采用了高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率1024×768），具有良好的電磁屏蔽性，美觀堅固的鋁合金結(jié)構(gòu)。同時還預(yù)裝了微軟嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)WindowsCE（中文版）。4.3系統(tǒng)特點由上述模塊組成的水輪機調(diào)速器具有以下特點：(1)無擾切換的雙機冗余系統(tǒng)：采用冗余配置系統(tǒng)可以大大提高機組調(diào)速器的可靠性，選用智能切換繼電器實時的監(jiān)測兩套調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)，在兩個調(diào)節(jié)器都正常的情況下，按照運行人員的指令把系統(tǒng)的控制權(quán)授予相應(yīng)的調(diào)節(jié)器；在一個調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障時，控制權(quán)自動授予另一個調(diào)節(jié)器，保證雙機的無擾切換。(2)強大的通信功能：兩套PCC利用CP

23、U模塊上的CAN接口進行實時通信，保證兩套調(diào)節(jié)器之間的信息冗余；兩套PCC和上位機顯示屏通過Modbus協(xié)議進行通信，PCC和監(jiān)控系統(tǒng)可以通過設(shè)通過Modbus協(xié)議進行通信。(3)可靠的供電電源：采用兩個24V開關(guān)電源分別對雙套PCC進行供電，這兩個開關(guān)電源的輸入均為220V交流和220V直流雙路輸入，并保證在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)穩(wěn)壓輸出。兩個電源通過二極管的隔離處理對工控機顯示屏供電。這樣可以互不干擾，如果一套因電源模塊損壞而無法工作將自動切除，備用機自動投入，而顯示屏將始終處于有電狀態(tài)。 (4)方便可靠的頻率測量單元：采用PCC作為調(diào)速器的硬件，使得頻率的測量在軟件和硬件上都方便了很多，而

24、且精度和可靠性也提高了很多。第五章 工作原理5.1 NARI-PID2控制算法SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置采用南瑞集團公司電氣控制公司研發(fā)的NARI-PID2控制算法它的主要特征和優(yōu)點是：1、有效地解決了傳統(tǒng)PID控制算法在離散化和數(shù)字量化后所發(fā)生微分死區(qū)增大和有效帶寬變窄的問題。2、為水輪機水力系統(tǒng)產(chǎn)生水力振蕩提供有效的抑制能力，改善調(diào)節(jié)品質(zhì)，兼顧高頻和低頻動態(tài)要求。3、提高水輪機調(diào)速器對于電力系統(tǒng)低頻振蕩的抑制能力。NARI-PID2控制算法的原理框圖為下圖所示。圖5.1 PID控制算法原理圖5.2 變結(jié)構(gòu)、變參數(shù)的自適應(yīng)控制策略裝置在實時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度下完成變結(jié)構(gòu)

25、、變參數(shù)的自適應(yīng)控制策略。它的自適應(yīng)目標(biāo)是：根據(jù)工況和裝置的工作狀態(tài)調(diào)整算法結(jié)構(gòu)去適應(yīng)變化，實現(xiàn)安全發(fā)電和調(diào)節(jié)性能的最優(yōu)化。在裝置及其過程量的輸入都是正確的時候，自適應(yīng)策略的目標(biāo)是優(yōu)化調(diào)速器系統(tǒng)的動態(tài)性能，一旦裝置及其過程量出現(xiàn)局部失效時，自適應(yīng)策略的目標(biāo)是保證水輪機組的安全運行，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和局部失效類型容許的條件下，執(zhí)行容錯控制策略在保證水輪機組安全的前提下降低動態(tài)性能品質(zhì)來維持機組的運行，以減少調(diào)速器系統(tǒng)局部故障對發(fā)電經(jīng)濟效益的影響。5.3 容錯控制策略的實現(xiàn)為滿足電站穩(wěn)定安全運行的要求，裝置的容錯控制策略通過故障診斷和分析來進行容錯控制。容錯控制策略分為以下幾個部分實現(xiàn)：1. 發(fā)電機轉(zhuǎn)速

26、反饋失效：發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號在水輪機調(diào)速器的控制中是十分重要的反饋信號，在裝置中設(shè)置了機組頻率和系統(tǒng)頻率相結(jié)合來實現(xiàn)高可靠性。當(dāng)頻率信號沒有時，在發(fā)電狀況下保持無擾動，空載時導(dǎo)葉開度開到空載開度。2. 行程反饋失效：行程反饋信號也是調(diào)速器控制中的重要反饋量。當(dāng)導(dǎo)葉反饋信號出現(xiàn)故障時，調(diào)速器將自動切換到手動控制模式。3. 水頭信號失效：水頭信號在調(diào)速器的優(yōu)化控制和軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機和貫流式水輪機的經(jīng)濟運行中有著關(guān)鍵作用。在水頭信號失效之后，裝置將按照最安全的控制策略進行過程控制，同時可以由運行人員來修改水頭。4. 功率反饋失效：功率反饋信號在調(diào)速器的運行中不是關(guān)鍵的反饋量，在它失效之后，僅僅導(dǎo)致發(fā)電中

27、的按功率調(diào)差控制被切除。5.4 水輪機調(diào)速器控制軟件的實現(xiàn)由于水輪機調(diào)速器所處的環(huán)境一般比較惡劣和復(fù)雜，所以為保證調(diào)速器控制的可靠性，除了選用高可靠性的PCC模塊構(gòu)成雙機冗余的切換系統(tǒng)外，還要求設(shè)計的軟件具有高的可靠性。PCC具有分時多任務(wù)的操作系統(tǒng)，在一個任務(wù)層下面可以設(shè)置多個不同的任務(wù)，所以在軟件的編制過程中可以實現(xiàn)模塊化編制的原則，根據(jù)不同的控制功能編制不同的功能模塊。這樣一方面有利于在調(diào)試過程中對程序代碼進行檢查，提高軟件的可靠性；另一方面當(dāng)需要擴充新的控制功能時，只需要增加新的功能模塊即可。按照可靠性和模塊化的設(shè)計原則編制的整個調(diào)速器控制軟件在調(diào)速器上電后，首先運行初始化程序，完成對

28、一些變量的初始化以及判斷機組的初始工況，然后采集外部輸入的開關(guān)量、模擬量數(shù)據(jù)，并對它們進行數(shù)據(jù)處理，進入機組工況判別程序，根據(jù)機組不同的運行工況通過任務(wù)調(diào)度功能來調(diào)用相應(yīng)的控制程序模塊，經(jīng)過調(diào)節(jié)計算輸出導(dǎo)葉給定，然后將導(dǎo)葉給定和測得的導(dǎo)葉反饋經(jīng)過導(dǎo)葉副環(huán)的PI調(diào)節(jié)以及輸出限幅處理后輸出控制信號，控制導(dǎo)葉接力器的行程，發(fā)電時槳葉的給定根據(jù)導(dǎo)葉的反饋按照水頭進行協(xié)聯(lián)計算，將槳葉給定和測得的槳葉反饋經(jīng)過槳葉副環(huán)的PI調(diào)節(jié)以及輸出限幅處理后輸出控制信號，程序的運行過程示意圖如下圖所示。 圖5.2 調(diào)速器運行程序流程圖第六章 裝置調(diào)整、試驗、運行與維護61裝置調(diào)整首先仔細檢查外部接線是否準(zhǔn)確無誤，廠用交

29、、直流電供電是否正常。如果一切正常，先將調(diào)速器切到手動控制，合上電源開關(guān)給調(diào)速器供電。 裝置的上電打開前門，可看到裝置開關(guān)操作層如下圖所示：各開關(guān)對應(yīng)關(guān)系如下：圖6.1 調(diào)速器空開布置圖上電順序：一般先上交流（往上扳開關(guān)DK1），注意觀察，兩個電源及信號轉(zhuǎn)換模塊指示紅燈亮，電源監(jiān)視繼電器DJS1紅燈亮。然后上直流注意觀察電源監(jiān)視繼電器DJS2綠燈亮。開啟DK3，左邊DC24V電源指示燈（OK）亮，電源監(jiān)視繼電器JD1綠燈亮，中間智能切換繼電器顯示屏液晶亮，有顯示。開啟DK4，右邊DC24V電源指示燈（OK）亮，電源監(jiān)視繼電器JD2綠燈亮。開啟DK5，A套PCC上電，指示燈有顯示，同時智能切換繼

30、電器ZEN燈亮。開啟DK6，B套PCC上電，指示燈有顯示。開啟DK7，觸摸屏上電。PCC上電后，若正常工作，則CP476上的RUN燈亮（黃色），若PCC故障時，CP476上的ERR燈亮（紅色），表明系統(tǒng)故障停運，需要掉電重新啟動或在設(shè)置窗中進行系統(tǒng)重啟（詳細描述在界面使用操作內(nèi)容里面）。 裝置的面板操作圖6.2 調(diào)速器把手布置圖面板操作圖如上所示：并網(wǎng)方式選擇把手：用來進行調(diào)速系統(tǒng)大網(wǎng)小網(wǎng)之間的切換，一般默認(rèn)為大網(wǎng)方式，當(dāng)小網(wǎng)運行時，將把手選擇在小網(wǎng)方式，同時需要將設(shè)置窗中的頻率死區(qū)改?。ㄒ话銥?.2Hz以內(nèi)），調(diào)差系數(shù)改為0；當(dāng)機組恢復(fù)大網(wǎng)運行時，頻率死區(qū)改為0.4Hz，調(diào)差系數(shù)改為6%。

31、主從切換把手：用來選擇A或B套系統(tǒng)主用，切換邏輯如下：1、兩套系統(tǒng)狀態(tài)相同，可以手動選擇切換；2、一套系統(tǒng)故障、一套正常，裝置自動選擇正常一套（手動選擇無效）；3、兩套系統(tǒng)均故障，裝置自動按（一般、嚴(yán)重故障）選擇故障較輕的一套（手選無效）；4、一套系統(tǒng)運行，一套在調(diào)試，裝置自動選擇運行的一套輸出；5、一套系統(tǒng)有電，一套系統(tǒng)失電，裝置自動選擇有電的一套輸出。A、 B系統(tǒng)主從機狀態(tài)顯示可以在界面上觀察。功率調(diào)節(jié)方式選擇把手：用來進行調(diào)速系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)時方式的選擇，一般采用脈沖方式進行調(diào)節(jié)。功率閉環(huán)選擇把手：用來進行調(diào)速系統(tǒng)功率閉環(huán)或開度閉環(huán)的選擇，一般選擇開度方式進行調(diào)節(jié)，即功率閉環(huán)選擇把手選擇在退

32、出的位置。一次調(diào)頻選擇把手：用來進行調(diào)速系統(tǒng)一次調(diào)頻功能的投退。 62裝置試驗、運行6.2.1 模擬試驗（機組充水前）1、模擬自動開停機試驗 手動將接力器至全關(guān)位置， 調(diào)速器切自動，發(fā)“開機”令（可短接24V與開機令輸入端），接力器應(yīng)開至空載開度；取消“開機”令，發(fā)“停機”令（可短接24V與停機令輸入端），接力器應(yīng)關(guān)至全關(guān)。2、模擬并網(wǎng)及增減負荷試驗調(diào)速器在自動方式下，先模擬自動開機，導(dǎo)葉開啟到空載開度，接入50HZ機頻信號（用信號發(fā)生器），發(fā)“并網(wǎng)”令（可短接24V與斷路器輸入端），此時操作“增加、“減少”命令（可短接24V與增加、減少輸入端或操作界面上的“增加、“減少”按鈕），接力器應(yīng)相應(yīng)

33、地向開方向或關(guān)方向運動。3、模擬甩負荷試驗調(diào)速器在自動方式下，先模擬自動開機，導(dǎo)葉開啟到空載開度，接入50HZ機頻信號（用信號發(fā)生器），發(fā)“并網(wǎng)”令，操作“增加命令，接力器應(yīng)相應(yīng)地向開方向運動，導(dǎo)葉開啟到一定開度后（大于60%），斷開斷路器輸入信號，接力器應(yīng)快速關(guān)閉到空載開度。4、模擬一次調(diào)頻試驗調(diào)速器在自動方式下，先模擬自動開機，接入50HZ機頻信號（用信號發(fā)生器），再模擬并網(wǎng)，調(diào)整導(dǎo)葉給定至50%， 檢查帶負荷PID參數(shù)（在設(shè)置窗口中）KP，KI應(yīng)不為零，Bp（調(diào)差系數(shù)）設(shè)置為Bp=6%（或其他規(guī)定值），Ep（頻率死區(qū)）設(shè)置為Ep =0.05(或其他規(guī)定值)。模擬機頻增或減（操作信號發(fā)生器

34、面板按鍵）增減的步長為0.01HZ，當(dāng)機頻信號超過49.9550.05 Hz范圍時，觀察導(dǎo)葉給定是否變化，頻率變化范圍一般為51-49Hz，當(dāng)超過頻率死區(qū)時，頻率步長可增加為0.05HZ，在接力器每次變化穩(wěn)定后，記錄該次頻率值和相應(yīng)的接力器行程。5、模擬手自動切換試驗調(diào)速器在自動方式下，模擬并網(wǎng)帶負荷，操作手自動切換開關(guān)切手動，接力器應(yīng)保持不動；再次操作手自動切換開關(guān)切自動，接力器仍不動作。6、模擬機頻故障調(diào)速器在自動方式下，模擬并網(wǎng)帶負荷，接入50HZ機頻信號（用信號發(fā)生器）,解除機頻(PT)信號，則界面報警窗應(yīng)顯示A和B機頻故障，一般故障繼電器動作，這時接力器不動作。齒盤測頻信號模擬與PT

35、信號類似，解除齒盤測頻信號即可。7、模擬導(dǎo)葉反饋故障調(diào)速器在自動方式下，模擬并網(wǎng)帶負荷，接入50HZ機頻信號（用信號發(fā)生器）,解除導(dǎo)葉變送器反饋信號，則界面報警窗應(yīng)顯示A和B導(dǎo)葉反饋故障，嚴(yán)重故障繼電器動作，同時電柜切手動繼電器動作，導(dǎo)葉保持不動。6.2.2調(diào)整試驗（機組充水前）及運行試驗（機組充水后）詳細試驗參見第七章SAFR-2000H水輪機調(diào)速器操作界面說明書。SAFR-2000H系列水輪機調(diào)速器的運行工況包括：手動運行、自動運行以及手動、自動工況的相互切換以及事故停機等。其運行工況簡述如下：1、調(diào)速器手動運行手動操作是調(diào)試、首次開機或電氣故障時的操作方式。調(diào)速器處于手動工況時，直接操作

36、面板手自動切換開關(guān)、手動增減開關(guān)，即可帶動液壓隨動系統(tǒng)，控制機組開、停機或增減負荷。 手動開機時，首先操作手自動切換開關(guān)、然后控制手動增減開關(guān)，使導(dǎo)葉開至啟動開度；待轉(zhuǎn)速升至90后，將導(dǎo)葉關(guān)至空載開度附近，并根據(jù)機組轉(zhuǎn)速細心調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，使機組穩(wěn)定于額定轉(zhuǎn)速。并網(wǎng)后，操作手動增減開關(guān)即可手動增減負荷。手動停機時，操作手動增減開關(guān)，使導(dǎo)葉關(guān)至空載開度；與電網(wǎng)解列后，繼續(xù)操作手動增減開關(guān)，關(guān)閉導(dǎo)葉，直至停機。手動運行時，調(diào)速器電氣部分只起監(jiān)視作用，而不起控制作用。運行人員可以從觸摸屏上觀察調(diào)速器所處的狀態(tài)及機頻、開度等測量值。注意：1、手動運行時，只要廠用直流存在，在調(diào)速器機械柜上，發(fā)“緊急停機”

37、和“緊急停機復(fù)歸”令可使調(diào)速器相應(yīng)動作。2、若手動運行時油開關(guān)斷開，負荷全甩，運行人員應(yīng)立即將接力器關(guān)回，以免飛車。2、調(diào)速器的自動運行 1、手自動切換 當(dāng)調(diào)速器處于手動穩(wěn)定運行狀態(tài)時，即可操作手、自動切換開關(guān)將調(diào)速器切為自動工況。自動向手動切換可隨時無條件、無擾動地進行。注意：自動運行時，若有導(dǎo)葉傳感器故障發(fā)生（對于冗余傳感器的系統(tǒng)，當(dāng)兩傳感器均故障時），則調(diào)速器將自動地切為手動，且保持導(dǎo)葉行程不變； 2、自動開機 調(diào)速器處于自動狀態(tài)，接力器處于全關(guān)位置，此時外部發(fā)出“開機”令并保持，接力器開到第一啟動開度（約為空載開度的2倍），此時水機轉(zhuǎn)速逐漸升起，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近70后，導(dǎo)葉開度降到第二啟動開

38、度（約為空載開度的1.3倍），當(dāng)轉(zhuǎn)速接近95時，機組進入空載調(diào)節(jié)，接力器關(guān)到空載開度，并逐漸使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，為并網(wǎng)創(chuàng)造條件。3、自動空載運行當(dāng)人機界面設(shè)置窗的“頻率跟蹤”沒有投入時，調(diào)速器頻率給定受外部控制（初始給定為50Hz），頻給值可以由上位機或自動準(zhǔn)同期裝置發(fā)出的增減開關(guān)量命令在50Hz基礎(chǔ)上進行調(diào)整，也可以由電柜觸摸屏上的“增加”、“減少”按鈕進行調(diào)整。當(dāng)觸摸屏設(shè)置窗的“跟蹤”投入時，調(diào)速器自動將網(wǎng)頻作為頻率給定值，以實現(xiàn)機組頻率跟蹤（頻給=網(wǎng)頻+滑差），滑差可以在觸摸屏上修改。 4、自動并網(wǎng)運行 “并網(wǎng)”信號在并網(wǎng)運行時必須保持， “并網(wǎng)”信號消失或接觸不良，調(diào)速器可能判斷為甩負荷狀態(tài)，

39、當(dāng)油開關(guān)合上后，調(diào)速器得到“并網(wǎng)”信號，調(diào)速器進入并網(wǎng)運行工況，操作遠方“增加、“減少”命令或觸摸屏上的“增加”、“減少”按鈕即可增、減負荷。此時若須改變“電氣開限”、“頻率死區(qū)”、“調(diào)差系數(shù)”值，可通過觸摸屏設(shè)置窗修改。注意：（1）頻率死區(qū)為0或太小，帶負荷運行時接力器會因網(wǎng)頻的波動而來回動作。（2）調(diào)差系數(shù)為0或太小，帶負荷運行時接力器會因網(wǎng)頻的波動而來回動作。（3）電氣開限可以限制導(dǎo)葉的最大開度（可用來限制機組所帶負荷），若用戶希望導(dǎo)葉被電氣開限壓住運行，可在50%-100%之間任意設(shè)定電氣開限。若機組自動運行時帶了一定負荷后不能再增負荷，則首先檢查導(dǎo)葉是否被電氣開限壓住運行。 5、自動

40、停機 “停機”令信號級別最高，自動運行工況時，在任何狀態(tài)下接到“停機”信號，調(diào)速器將把接力器關(guān)至全關(guān)位置。 注意：手動運行時發(fā)“停機”令，調(diào)速器不會關(guān)機。63裝置的維護由于采用高可靠性的PCC模塊，并設(shè)計了合理的外圍電路，因此電氣部分故障率較低。偶爾出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，大部分由于接觸不良和設(shè)置有誤造成，所以出現(xiàn)問題后應(yīng)先檢查相應(yīng)的電源和信號接觸是否良好，測量信號尤其是導(dǎo)葉、頻率的反饋信號是否出現(xiàn)斷線故障。其次檢查相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置是否正確。如按下述要求檢查后仍未排除異?，F(xiàn)象，才可認(rèn)為是相關(guān)硬件出現(xiàn)故障，可在斷電后予以更換，或與廠家聯(lián)系。1. 自動開機，接力器不能開出先檢查調(diào)速器是否處于自動，緊急停機令

41、是否復(fù)歸，鎖定是否拔出，開限是否誤置為一個較大的值；再檢查開機令是否已到達調(diào)速器端子排上，觸摸屏是否顯示開機，如有誤則檢查接線是否正確，接觸是否良好。再檢查PCC調(diào)節(jié)輸出到比例閥功放板的接線是否接觸良好；測量是否有電壓輸出到比例閥的線圈插頭；如一切正常，則檢查相關(guān)機械部分是否有卡阻現(xiàn)象。2不能測機頻，顯示機頻為零需檢查“電源及信號轉(zhuǎn)換模塊”狀態(tài)燈是否指示正常，檢查頻率信號是否已送到端子排上和“電源及信號轉(zhuǎn)換模塊”上的機頻輸入端，檢查“電源及信號轉(zhuǎn)換模塊”上面的接線是否接觸良好；檢查頻率輸入信號是否已輸入到DI135，檢查頻率信號電壓是否低于0.2V（機組首次運行或長時間停機后，因剩磁消失偶爾會

42、出現(xiàn)此種情況 ）。 3自動停機，接力器不能關(guān)機檢查調(diào)速器是否處于自動；檢查停機令是否已到達調(diào)速器端子排上，觸摸屏是否顯示停機；否則檢查接線是否正確，接觸是否接觸良好；再檢查PCC調(diào)節(jié)輸出到比例閥功放板的接線是否接觸良好；測量是否有電壓輸出到比例閥的線圈插頭；如一切正常，則檢查相關(guān)機械部分是否有卡阻現(xiàn)象。4自動開機后頻率不能穩(wěn)定于50HZ如機組空載運行時轉(zhuǎn)速升不到50HZ，應(yīng)檢查空載開限或頻率給定的設(shè)置是否太小；自動開機過程中機組轉(zhuǎn)速上升過高，應(yīng)檢查空載開限是否設(shè)置太大；如機組空載運行時穩(wěn)定轉(zhuǎn)速超過50HZ，應(yīng)檢查頻率給定是否太大。自動開機后若空載轉(zhuǎn)速擺動過大，應(yīng)檢查P、I、D參數(shù)和空載開度是否

43、合適。若空載開度不合適，則可在停機后在界面上修改空載開度。通過調(diào)試試驗確定上述參數(shù)后，一般不要隨便修改。一般選用P=210，I=0.050.8，D=0.58，Bp=4%6%，Ep=0.050.5Hz；5并網(wǎng)后機組負荷及接力器擺動較大如果機組承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，其調(diào)差系數(shù)較小，且網(wǎng)頻波動較大，這時機組負荷及接力器的擺動屬正常調(diào)節(jié)；如果機組不承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)，可能是功率調(diào)節(jié)參數(shù)不合適引起，若功率閉環(huán)時可修改功率閉環(huán)P、I、D參數(shù)；也可適當(dāng)修改功率給定速率（一般2550），在機組參數(shù)輸入中進行修改，可適當(dāng)改大點；也可能是導(dǎo)葉、槳葉副環(huán)參數(shù)不合適引起，通過做試驗選擇合適的參數(shù)；也可能是由于機頻或網(wǎng)頻采樣存在干擾

44、；此外應(yīng)檢查調(diào)差系數(shù)及人工死區(qū)的設(shè)定值是否太小。6.溜負荷注意觀察調(diào)速器是否檢測到油開關(guān)跳開，檢查油開關(guān)輔助接點是否接觸不良或者有抖動發(fā)生；觀察測頻是否正確；監(jiān)控送來的功率增減指令是否有誤；水頭是否波動太大；機頻或網(wǎng)頻信號是否正常；比例閥是否卡阻等。 7、通信故障PCC和觸摸顯示屏沒有通信上，檢查是否是PCC死機或觸摸屏死機；檢查是否是通信電纜接觸不良；檢查是否COM口插錯或設(shè)置錯誤。PCC和顯示屏之間的通信應(yīng)該為RS232， MODBUS 主/從協(xié)議，顯示屏為主，調(diào)速器為從；波特率：9600，8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校驗。8、采樣故障當(dāng)出現(xiàn)采樣故障時，在狀態(tài)故障窗中，先進行故障復(fù)歸，若復(fù)歸

45、不了，則檢查反饋信號是否出現(xiàn)斷線故障，定位參數(shù)是否消失。9、PCC死機若PCC故障時，CP476上的ERR燈亮（紅色），表明系統(tǒng)故障停運，這時候調(diào)速系統(tǒng)會自動切換到另一套工作，可以手動開合一次出故障的PCC的控制電源，看故障是否消失，若還不消失，可以進入界面的設(shè)置窗口，點擊系統(tǒng)重啟按鈕進行重啟，若故障還沒消失，請用戶與廠家及時聯(lián)系進行解決。10、功放板指示燈BOSCH 功放板（1）“ON” 指示燈：功放模件正常工作時常亮，故障時熄滅。（2）“UB” 指示燈：+24V輸入電源監(jiān)視，正常時熄滅，電壓偏低時（低于20V）時點亮。（3）“LVDT” 指示燈：伺服閥傳感器斷線監(jiān)視。正常時熄滅，故障時（傳

46、感器斷線或接線錯誤）點亮。11、液壓故障在SAFR-2000H電調(diào)柜控制回路中，當(dāng)導(dǎo)葉、槳葉的給定和反饋偏差超過一定值且液壓故障報警計時器延時到時，液壓故障報警輸出。調(diào)速器嚴(yán)重故障和一般故障繼電器動作。處理方法：若機組不能停機，先進行故障復(fù)歸；若不能復(fù)歸則觀察電調(diào)反饋信號是否正常（和實際值是否符合），可以將機組先切到手動，然后復(fù)位主機系統(tǒng)，觀察故障是否消失，同時檢查液壓部分，看機械開限是否限住了，若以上部分都沒問題，則可以將電調(diào)切回自動，觀察調(diào)節(jié)情況。若機組可以停機，則可以在停機后，觀察電調(diào)反饋信號、濾油器濾芯是否正常，若正常，可以拆下伺服比例閥，清洗，看是否有雜質(zhì)。清洗好后恢復(fù)，電調(diào)切回自動

47、，觀察調(diào)節(jié)情況。12、切手動控制當(dāng)A、B兩套系統(tǒng)都出現(xiàn)嚴(yán)重故障時調(diào)速器會自動的切到手動進行控制；當(dāng)調(diào)速器有故障需要處理時，務(wù)必先將調(diào)速器切到手動狀態(tài)下。第七章 水輪機調(diào)速器實時監(jiān)控系統(tǒng)71系統(tǒng)概述MCGS_HMI水輪機調(diào)速器實時監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱MCGS_HMI）是由國網(wǎng)南京自動化研究院電氣控制研究所/南京南瑞集團公司電氣控制分公司為SAFR-2000H水輪機調(diào)速器配套開發(fā)的實時監(jiān)控軟件系統(tǒng)。SAFR-2000H水輪機調(diào)速器上位機選用nTouch公司高亮度的液晶觸摸顯示屏，內(nèi)置Windows CE 嵌入式操作系統(tǒng)。MCGS_HMI是基于專門應(yīng)用于嵌入式操作系統(tǒng)的組態(tài)軟件“MCGS嵌入版”開發(fā)而

48、成的，MCGS_HMI和下位機PCC采用Modbus協(xié)議進行通信，系統(tǒng)通信效率高，占用CPU資源小。 MCGS_HMI采用全中文圖形化界面，使調(diào)試過程明確而簡單。在整個調(diào)試過程中，實時顯示調(diào)試數(shù)據(jù)。這樣，一方面可以迅速判斷結(jié)果是否滿意，對不滿意的結(jié)果立即進行試驗改進，從而充分利用非常寶貴的現(xiàn)場調(diào)試時間。另一方面大大簡化了試驗結(jié)果的整理工作，減輕了工作負擔(dān)。此外，MCGS_HMI可以實時顯示運行過程中的詳細信息。MCGS_HMI水輪機調(diào)速器實時監(jiān)控系統(tǒng)由六部分組成，如圖7.1所示¨ 系統(tǒng)無水試驗；¨ 系統(tǒng)有水試驗；¨ 系統(tǒng)運行監(jiān)控；¨ 狀態(tài)報警窗；

49、8; 信息窗；¨ 設(shè)置窗；點擊相對應(yīng)的按鈕就可以進入相應(yīng)的界面，詳細運行界面說明如下。72系統(tǒng)無水試驗當(dāng)點擊“系統(tǒng)無水試驗”時，若此時機組不是處于靜止調(diào)試狀態(tài)，則會彈出圖7.2所示對話框。這時首先查看運行監(jiān)控窗中機組狀態(tài)是否為靜止?fàn)顟B(tài)，若為靜止?fàn)顟B(tài)，則需要點擊“設(shè)置窗”，彈出圖7.3密碼輸入窗口，輸入相應(yīng)的密碼后（初始密碼為6666），進入設(shè)置窗，如圖7.4所示。這時可以將A或B至少有一套選擇在調(diào)試狀態(tài)（當(dāng)只有一套處于調(diào)試狀態(tài)時，只能進行無水試驗中的參數(shù)輸入實驗，不能進行擾動實驗；只有兩套都處于調(diào)試狀態(tài)時，才能進行擾動實驗）。當(dāng)在設(shè)置窗中選擇“調(diào)試”返回之后，再點擊“系統(tǒng)無水試驗”，

50、進入后如圖7.5所示。點擊相對應(yīng)的按鈕進入相應(yīng)的實驗。系統(tǒng)無水試驗包含了若干實驗子項目，具體的實驗項目如下：¨ 開關(guān)量檢查實驗¨ 模擬量檢查實驗¨ 機組參數(shù)輸入實驗¨ 各水頭下參數(shù)輸入實驗¨ 協(xié)聯(lián)參數(shù)輸入實驗¨ 定位實驗¨ 導(dǎo)葉副環(huán)擾動實驗¨ 槳葉副環(huán)擾動實驗¨ 靜特性實驗1、開關(guān)量檢查實驗 開關(guān)量檢查實驗窗口如圖7.6所示。開關(guān)量檢查實驗用來檢查外部輸入開關(guān)量及裝置輸出開關(guān)量的接線是否正常。共有16路輸入信號和16路輸出信號，具體定義如圖7.6所示。調(diào)試時接入外部信號，當(dāng)顯示框顯示綠色表示有開關(guān)量輸入信

51、號。當(dāng)點擊相對應(yīng)的開關(guān)量輸出按鈕，看到相對應(yīng)的繼電器動作，則代表該開關(guān)量輸出通道正常。 2、模擬量檢查實驗?zāi)M量檢查實驗窗口如圖7.7所示。模擬量輸入共有4路信號，分別定義為導(dǎo)葉采樣、槳葉采樣和兩路備用采樣通道。當(dāng)有模擬量信號輸入時可以看到相對應(yīng)的方框出現(xiàn)采樣值。對于模擬量輸出檢查，直接在操作界面上輸入電壓值（范圍±10V），然后用萬用表測量相對應(yīng)輸出通道的電壓，來檢查輸出通道的好壞。對于頻率檢查通過外接頻率信號來檢查頻率通道的好壞。CAN通信測試：可以通過在“A發(fā)送”和“B發(fā)送”中寫入數(shù)值（范圍-3276732767）來檢查“B接收”和“A接收”是否響應(yīng)。 3、機組參數(shù)輸入實驗機組

52、參數(shù)輸入實驗窗口如圖7.8所示，該窗口主要用來設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。可供設(shè)置的參數(shù)包括：· 機組慣性時間常數(shù)Ta，單位為秒，如輸入10，則表示為10秒。· 水流慣性時間常數(shù)Tw，單位為秒，如輸入10，則表示為10秒。· 導(dǎo)葉接力器最快關(guān)閉時間Tyc，單位為秒，如輸入10，則表示為10秒。· 槳葉接力器最快關(guān)閉時間Trc，單位為秒，如輸入10，則表示為10秒。· 開度給定調(diào)整時間Trp，單位為秒，如輸入30，則表示功率從0-100%需要30秒。（范圍2050）· 頻率給定調(diào)整時間Trf，單位為秒，如輸入30，則表示頻率從45-55Hz需要30秒

53、。（范圍2050）· 開機限時，單位為為秒，如輸入20，則表示若開機20秒后，頻率還沒有達到45Hz，則這時機組進入空載調(diào)節(jié)。（范圍2030）· 滑差，單位為Hz，為頻率跟蹤之差，在空載且頻率跟蹤投入時，機組的頻率給定為系統(tǒng)頻率和滑差的和。（范圍00.1）· 頻率死區(qū)，單位為Hz，為發(fā)電調(diào)節(jié)時的頻率調(diào)節(jié)死區(qū)。（范圍00.5）· 調(diào)差系數(shù)，為調(diào)速器進行有差調(diào)節(jié)時的系數(shù)。（范圍06%）· 槳葉啟動開度Angle，單位為%，如輸入50，則表示為50%開度。當(dāng)設(shè)置完參數(shù)后，點擊“參數(shù)寫入”按鈕，將出現(xiàn)圖中所示“參數(shù)正在寫入”的提示，當(dāng)參數(shù)寫入完，將彈出

54、“成功”字樣，點擊確定按鈕，整個提示將消失。 4、各水頭下參數(shù)輸入實驗各水頭下參數(shù)輸入實驗界面如圖7.9所示。本裝置設(shè)立7個水頭分界點，作為經(jīng)濟協(xié)聯(lián)關(guān)系、啟動開度、空載開度、帶負荷時的最大允許開度、最小允許開度等的計算基點。運行中，決策系統(tǒng)根據(jù)實際水頭對上述的數(shù)據(jù)進行插值計算，構(gòu)成當(dāng)前水頭下的有關(guān)數(shù)據(jù)?？蛰d開度按水頭改變是為了獲得良好的啟動過程和保證機組在空載工況下穩(wěn)定運行，最大允許開度和最小允許開度是防止水輪機帶負荷時工作在過負荷，振蕩，低效率和嚴(yán)重汽蝕，逆功率的工況。本裝置設(shè)計時，考察了各種機型的協(xié)聯(lián)關(guān)系的變化規(guī)律。結(jié)果表明采用7條曲線能比較好地反映協(xié)聯(lián)關(guān)系的變化規(guī)律，又不至于造成用戶對協(xié)

55、聯(lián)關(guān)系預(yù)處理的工作量過大。若原始資料不足7條曲線，則可以根據(jù)實際情況人工插入一條曲線再進行換算。試驗中可設(shè)置以下參數(shù)（均為10進制數(shù)）：· 7個運行水頭分界點，單位為米，由左向右，一號七號分別代表水頭從低到高，一般情況下，一號是指最低水頭，四號是指設(shè)計水頭，七號是指最高水頭，其他為所取的中間水頭。· 相應(yīng)水頭下的空載開度，單位為%，為標(biāo)么值。一般在手動開機時，記下這時的導(dǎo)葉開度值即為空載開度。空載開度在不同水頭下的取值主要靠經(jīng)驗積累。對于新機組無運行經(jīng)驗，可將各水頭下的空載開度輸入成不變的，待運行一段時間后再修改。· 相應(yīng)水頭下的最小允許開度，單位為%。為標(biāo)么值(一般在05%之間)是指在帶負荷的情況下，允許導(dǎo)葉開啟的最小開度，一般低于空載開度。當(dāng)無法從水輪機運行曲線上查出最小開限時可取0，待運行一段時間后再修改。· 相應(yīng)水頭下的最大允許開度，單位為%。為標(biāo)么值(一般在80%100%之間)是指在帶負荷的情況下，允許導(dǎo)葉開啟的最大開度。當(dāng)無法從水輪機運行曲線上查出最大開限時可取100%，待運行一段時間后再修改。 5、協(xié)聯(lián)參數(shù)輸入實驗 協(xié)聯(lián)參數(shù)輸入實驗窗的界面如圖7.