【正文】 2. 水頭值 水頭值可以由下列幾種方式獲?。? （ 1）通過(guò)通信接口接收上位機(jī)送來(lái)的水頭值； （ 2）通過(guò) A/D 模塊，采樣水頭傳感器送來(lái)的水頭信號(hào)； （ 3）通過(guò)操作終端手動(dòng)輸入。 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 27 開(kāi)環(huán)開(kāi)機(jī)規(guī)律的開(kāi)機(jī)頂點(diǎn)難于確定，其受控于水頭的變化，需要知道不同水頭下的空載開(kāi)度。 2．功率調(diào)節(jié)模式： （ 1）條件： 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，有功率調(diào)節(jié)指令。 2．停機(jī)等待： （ 1） A/D 采樣； （ 2）上位機(jī)通信； （ 3）故障診斷及顯示； （ 4）操作監(jiān)視； （ 5）參數(shù)修改及 PID 系數(shù)計(jì)算。 BW(S)TPLC 調(diào)速器系統(tǒng)除了 PLC 工作電源外，還設(shè)計(jì)了 +24V/+36V、 +15V外部電源。③ PLC 讀入的是機(jī)、網(wǎng)頻的差值信號(hào)，而不是機(jī)、網(wǎng)頻的單獨(dú)準(zhǔn)確值，在空載狀態(tài)下， PLC無(wú)法準(zhǔn)確的 測(cè)得系統(tǒng)的頻率，也就無(wú)法應(yīng)用彩色觸摸屏方式顯示準(zhǔn)確的系統(tǒng)頻率。 m2 質(zhì)量 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 19 步進(jìn)電機(jī) 103H8222 頻率 轉(zhuǎn)矩特性和尺寸如下圖： 步進(jìn)電機(jī) 103H8222 頻率 轉(zhuǎn)矩特性 : 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 20 步進(jìn)電機(jī) 103H8222 尺寸 (mm): 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 21 5． 5 測(cè)頻模塊 ① 頻率測(cè)量的原理 機(jī)頻 網(wǎng)頻 隔離 CHM OS單片機(jī) 隔離 整形 整形 至 P L C 測(cè)頻環(huán)節(jié)原理圖 如圖所示，測(cè)頻環(huán)節(jié)采用先進(jìn)的數(shù)字式脈沖測(cè)頻方式。 （ 5） 停止電流調(diào)整電位器 STOP CURRENT：用于調(diào)整步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)的電流。 電壓低下保護(hù)電路：電源電壓約 17V 以下時(shí)勵(lì)磁電流 OFF。 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 15 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 16 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可分高速和低速兩檔，當(dāng) SPEED 端子與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源地短接，步進(jìn)電機(jī)以低速運(yùn)行，否則以高速運(yùn)行，高速運(yùn)行速度由輸入到 SPEED端的電壓確定，其電壓在 0~5V 范圍內(nèi)變化時(shí)，旋轉(zhuǎn)頻率可以在 LOW SPEED 至 HIGH SPEED 設(shè)定的頻率內(nèi)變化。 應(yīng)用程序使用 Windows 下的軟件編制，它提供： 四種編程語(yǔ)言： 梯形圖，結(jié)構(gòu)化文本及語(yǔ)句表方式 多任務(wù)軟件結(jié)構(gòu)：主任務(wù)，快速任務(wù)及事件處理， 運(yùn)行程序的修改 操作終端 操作終端選用工業(yè)平板 PC 機(jī)。 15%， 520 瓦 主要性能指標(biāo) 1．調(diào) 速器死區(qū)： (~)% 2．甩大于 25%額定負(fù)荷不動(dòng)時(shí)間：≦ 秒。 電氣系統(tǒng)配置 硬件配置 1． 柜體 (1) 機(jī)電分柜： 尺寸： 800 600 2300mm 或 800 600 2260mm 顏色：任選 (2) 機(jī)電合柜： 尺寸：?jiǎn)握{(diào)： 750 600 1650mm 雙調(diào)： 1200 800 1650mm 顏色：任選 2．電源系統(tǒng) （ 1）開(kāi)關(guān)電源 1： +24V 專供繼電器及操作終端 （ 2）開(kāi)關(guān)電源 2： +24V/+36V 專供電機(jī)驅(qū)動(dòng) （ 3） +15V 電源供反饋用 3．面板部分 操作終端 4．控制部分 （ 1）電源模塊 （ 2） CPU 模塊 （ 3）輸入擴(kuò)展模塊 （ 4）輸出擴(kuò)展模塊 （ 5） AD 模塊 （ 6）通訊模塊： （ 7）日本 ROZE 公司步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 （ 8）日本三洋公司步進(jìn)電機(jī) 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 10 軟件基本配置 (1) 并聯(lián) PID 調(diào)節(jié)程序采用基本型邏輯控制器。這種方式運(yùn)行可以很容易實(shí)現(xiàn)全廠 AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）?？刂扑惴ê?jiǎn)單 ,易于工程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)本質(zhì)非線性、時(shí)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(wèn)題。KKpEp++永態(tài)差值環(huán)節(jié)人工開(kāi)度死區(qū)cyyKpgKp cYc開(kāi)度給定給定功率Pc功率測(cè)量頻率測(cè)量gppgKPg功率機(jī)組YbpYYISIV+T1SDKSIK+IYDYPY(I)積分(D)微分pK頻率測(cè)量gFfKfg機(jī)組頻率cFF n頻率測(cè)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(jī)進(jìn)步 無(wú)油電液轉(zhuǎn)換器電機(jī)反饋 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 框圖說(shuō)明 1．頻差Δ f 1) 油開(kāi)關(guān)合或油開(kāi)關(guān)分但網(wǎng)頻不正?；蛴烷_(kāi)關(guān)分且跟蹤頻給時(shí) Δ f=fGfJ 2) 油開(kāi)關(guān)分且網(wǎng)頻正常并跟蹤網(wǎng)頻時(shí) 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= 基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 6 2．給定與實(shí)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(kāi)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(gè)調(diào)節(jié)器采用多 CPU 構(gòu)成模式，每個(gè)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(kāi)處理的方式，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性能及可靠性，不但有利于單個(gè)模塊“軟升級(jí)”，還能實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的“升級(jí)”，并保持了良好的兼容性。 開(kāi)停機(jī)操作：接受中控室或上位機(jī)指令，實(shí)現(xiàn)開(kāi)停機(jī)操作。 (11) 調(diào)速器具有自動(dòng)容錯(cuò)功能。 (4) 一體化電源設(shè)計(jì)，交 流、直流電源同時(shí)供電，兩者互為熱備用，相互之間可實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。 （ 13）平均故障間隔時(shí)間大于 120xxh。 （ 5）無(wú)條件、無(wú)擾動(dòng)地進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)的相互切換。 （ 13） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 (10) 第 四 章 主要技術(shù)數(shù)據(jù)及性能指標(biāo) (10) 調(diào)試設(shè)備及軟件（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)） （ 9） 電氣系統(tǒng)配置 （ 6） 第 三章 系統(tǒng)配置 （ 5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 （ 1） 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)電氣圖 ，包括控制柜圖，布置圖，接線圖等。 PLC 測(cè)量水輪發(fā)電機(jī)組的頻率信號(hào)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(hào)；電氣－機(jī)械轉(zhuǎn)換部件將該數(shù)字信號(hào)線性地轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移量，再直接控制由器和主配壓閥組成的二級(jí)液壓放大，通過(guò)主接力器控制水輪機(jī)導(dǎo)水葉開(kāi)度（或漿葉轉(zhuǎn)角），實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速和復(fù)合控制。 參數(shù)界面：直接通過(guò)觸摸屏進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，允許通過(guò)菜單實(shí)時(shí)修改運(yùn)行參數(shù)，顯示直觀，操作方便，具有良好的全中文圖形人機(jī)界面。（ 24） 調(diào)節(jié)模式 （ 2） 空載時(shí)機(jī)組頻率自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率，以便快速自動(dòng)準(zhǔn) 同期。 （ 10）靜態(tài)特性曲線