基于步進電機、plc、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 有結(jié)構(gòu)簡單可靠、不耗油、油泵起動次數(shù)少、油質(zhì)要求低、不卡澀、斷電后調(diào)速器保持接力器當(dāng)前開度不變、免維護、易于操作、人機對話方便的優(yōu)點。 （ 10）靜態(tài)特性曲線線性誤差 5% （ 11）自動空載 3min 轉(zhuǎn)速擺動相對值不超過 177。 （ 6）采集機頻、網(wǎng)頻、導(dǎo)葉開度、手動、自動等主要參數(shù) 及運行狀態(tài)。 （ 2） 空載時機組頻率自動跟蹤電網(wǎng)頻率，以便快速自動準(zhǔn) 同期。（ 24） 調(diào)節(jié)模式 （ 22） 第 六 章 軟件編程說明 （ 21） 電源系統(tǒng)（ 18） 2 測頻模塊 （ 14） 步進電機 (13) 操作終端 控制柜內(nèi)接線及初步測試開關(guān)點。 參數(shù)界面：直接通過觸摸屏進行人機對話，允許通過菜單實時修改運行參數(shù)，顯示直觀，操作方便，具有良好的全中文圖形人機界面。 步進 驅(qū)動裝置： （ 1） 步進 電機；慣量小，轉(zhuǎn)矩大，控制精度高，運行可靠。 PLC 測量水輪發(fā)電機組的頻率信號偏差，并按一定的（ PID 或 PI）轉(zhuǎn)換成位置控制的數(shù)字電信號；電氣－機械轉(zhuǎn)換部件將該數(shù)字信號線性地轉(zhuǎn)化為機械位移量，再直接控制由器和主配壓閥組成的二級液壓放大，通過主接力器控制水輪機導(dǎo)水葉開度（或漿葉轉(zhuǎn)角），實現(xiàn)水輪發(fā)電機組的調(diào)速和復(fù)合控制。 人機接口：采用彩色液晶觸摸屏實時顯示機組當(dāng)前運行工況、機組頻率、導(dǎo)葉開度、機組功率、水頭值和故障信息等各種運行參數(shù)和工況。 設(shè)計電氣圖 ，包括控制柜圖，布置圖，接線圖等。 1 目錄 第一章 典型微機調(diào)速器簡介 （ 1） 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （ 5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 （ 5） 框圖說明 （ 5） 系統(tǒng)工作原理 （ 6） 第 三章 系統(tǒng)配置 （ 9） 電氣系統(tǒng)配置 （ 9） 硬件配置 (10) 調(diào)試設(shè)備及軟件（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)） (10) 機械系統(tǒng)配置 (10) 第 四 章 主要技術(shù)數(shù)據(jù)及性能指標(biāo) （ 13） 步進電機驅(qū)動模塊 （ 24） 主程序流程框圖 （ 25） 開機、停機規(guī)律 （ 30） 1 第一章 介紹典型微機調(diào)速器 典型微機調(diào)速器的介紹 高油壓比例閥式微機調(diào)速 器 高油壓微機調(diào)速器參數(shù)、功能、性能指 標(biāo)和技術(shù)特點 （ 一）主要技術(shù)參數(shù) 比例系數(shù) KP: ~20 積分系數(shù) KI： ~101/s KI： 微分系數(shù) KD: 0~5s 頻率給定 FG: 45~55HZ 功率 給定 PG： 0~100% PG： 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù) bp: 0~10% 人工死區(qū) E: 人工死區(qū) E: 0~1% 機頻、網(wǎng)頻信號電壓： AC 機頻、網(wǎng)頻信號電壓：AC ~160V 交流電源 : AC 220V 直流電源： DC 220V 或 DC 110V 工作油壓范圍：14~16Mpa 事故低油壓： 11Mpa 蓄能器充氣壓力： ~9Mpa 操作功： 10 000/18 000/30 000/50 000N?m （二）主要功能和性能指標(biāo) （ 1） 測量機組和電網(wǎng)頻率，實現(xiàn)機組空載及孤立運行時的 頻率調(diào)節(jié)。 （ 5）無條件、無擾動地進行自動和手動的相互切換。（ 9）轉(zhuǎn)速死區(qū)ix≤% 。 （ 13）平均故障間隔時間大于 12020h。 (2) 采用 TFT 彩色中文觸摸屏作為人機界面（ HMI）。 (4) 一體化電源設(shè)計，交 流、直流電源同時供電，兩者互為熱備用，相互之間可實現(xiàn)無擾動切換。 (8) 多處理器并行工作，速度快。 (11) 調(diào)速器具有自動容錯功能。 3 DKTK 系列電機控制式微機調(diào)速器 主要調(diào)節(jié)參數(shù)整定范圍 比例系數(shù) KP ～ 20 積分系數(shù) KI ～ 10（ 1/S） 微分系數(shù) KD 0～ 5(S) 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù) bp 0～ 10% 頻率人工死區(qū)△ f 0～ % 頻率給定范圍 fG 50177。 開停機操作：接受中控室或上位機指令，實現(xiàn)開停機操作。 應(yīng)用戶需要，可帶上頻率計的相關(guān)功能。KKpEp++永態(tài)差值環(huán)節(jié)人工開度死區(qū)cyyKpgKp cYc開度給定給定功率Pc功率測量頻率測量gppgKPg功率機組YbpYYISIV+T1SDKSIK+IYDYPY(I)積分(D)微分pK頻率測量gFfKfg機組頻率cFF n頻率測量fKfKfc頻率fn頻率電網(wǎng)＇FF人工頻率死區(qū)E f+(P)比例++++Ey給定機進步 無油電液轉(zhuǎn)換器電機反饋 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 框圖說明 1．頻差Δ f 1) 油開關(guān)合或油開關(guān)分但網(wǎng)頻不正?；蛴烷_關(guān)分且跟蹤頻給時 Δ f=fGfJ 2) 油開關(guān)分且網(wǎng)頻正常并跟蹤網(wǎng)頻時 Δ f=fWfJ 3) 頻率死區(qū) E（可以設(shè)定） ①頻率調(diào)節(jié) E=0 ②功率調(diào)節(jié) E= 6 2．給定與實際差值Δ 1) 頻率調(diào)節(jié)模式 Δ =YGYPIG 2) 功率調(diào)節(jié)模式 Δ =PGP 3) 功率死區(qū) Ep ①頻率調(diào)節(jié)模式 Ep=0 ②功率調(diào)節(jié)模式 Ep=0~5%PN（可調(diào)整） 4) 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù) bp ○ 1 頻率調(diào)節(jié)模式 bp=0% ○ 2 開度調(diào)節(jié)模式 bp=0— 10％ ○ 3 功率調(diào)節(jié)模式 bp=0— 10％ 系統(tǒng)工作原理 整個調(diào)節(jié)器采用多 CPU 構(gòu)成模式，每個模塊完成不同的任務(wù)，結(jié)構(gòu)上采用“積木”式模塊結(jié)構(gòu)，這種將復(fù)雜的任務(wù)分成多任務(wù)的分開處理的方式，提高了系統(tǒng)的可維護性能及可靠性，不但有利于單個模塊“軟升級”，還能實現(xiàn)整個調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的“升級”，并保持了良好的兼容性。 ④以上所有輸入信號送至 CPU 模塊，由 CPU 按調(diào)節(jié)規(guī)律分析計算出相應(yīng)的導(dǎo)葉控制信號及狀態(tài)信號（包括故障等），送開關(guān)量輸出模塊完成控制輸出和狀態(tài)輸出。 水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個本質(zhì)非線性、時變、非最小相位系統(tǒng)，其控制性能指標(biāo)與穩(wěn)定性一直是人們所關(guān)注的問題。 在這里，我們采用了一種新型 PID 控制器 —— 基本型邏輯控制器 ,俗稱九點控制器 ,根據(jù)偏差與偏差變化率實際運行狀況抽象成九個工況點（強加、稍加、弱加、微加、保持、微減、弱減、稍減、強減 9 種工況） ,從而給出相應(yīng)的控制策略進行有效的控制。控制算法簡單 ,易于工程應(yīng)用的實現(xiàn)。這種切換，一是通過操作終端上的觸摸鍵或二次回路接點來完成，二是通過數(shù)字通信接口來完成。這種方式運行可以很容易實現(xiàn)全廠 AGC（自動發(fā)電控制）。 數(shù)字放大器將 PLC 輸出與接力器反饋采集量進行比較放大后輸出。 電氣系統(tǒng)配置 硬件配置 1． 柜體 (1) 機電分柜：
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