【正文】 器 BW(S)TPLC 步進式無油電轉(zhuǎn)可編程 微機調(diào)速器具有結(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。 （ 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)。（ 22） 第 六 章 軟件編程說明 （ 21） 電源系統(tǒng)（ 18） 基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 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。 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。 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。 基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 1 目錄 第一章 典型微機調(diào)速器簡介（ 5） 框圖說明 （ 5） 系統(tǒng)工作原理 （ 9） 硬件配置 (10) 機械系統(tǒng)配置 （ 24） 主程序流程框圖 （ 25） 開機、停機規(guī)律 （ 30） 基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 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)。（ 9）轉(zhuǎn)速死區(qū)ix≤% 。 (2) 采用 TFT 彩色中文觸摸屏作為人機界面（ HMI）。 (8) 多處理器并行工作，速度快。 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。 應(yīng)用戶需要，可帶上頻率計的相關(guān)功能。 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。 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。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。 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。 基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 11 第四章 主要技術(shù)數(shù)據(jù)及性能指標(biāo) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 1．測頻環(huán)節(jié) (1) 方式：殘壓測頻或齒盤測頻 (2) 輸入電壓：殘壓： V— 200V，齒盤： 24V 脈沖信號 (3) 脈沖調(diào)制時間： 1~20ms (4) 測試范圍： 5~100Hz (5) 測量精度： 2．調(diào)節(jié)參數(shù)整定范圍 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)： bp=0~10% (分辨率 1%) 暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)： bt =0~200% (分辨 率 1%) 緩沖時間常數(shù)： Td=1~20 秒 (分辨率 1 秒 ) 加速度時間常數(shù)： Tn=0~3 秒 (分辨率 秒 ) 3．控制參數(shù)范圍 開度給定 PG=0~100% (分辨率 1%) 頻率給定 FG=45~55Hz (分辨率 ) 人工失靈區(qū)寬度 E=0~177。也可選其它型號的進口 PLC，如：三菱 FX2N、 A或 Q系列 PLC， OMRON PLC、 GE PLC 等。 其性能見下表： 性能 型號 RD— 323MS 電源電壓 DC18V— 40V（絕對最大額定電流 40V） 電源電流 相當(dāng)額定電流 倍（最大） 勵磁電流 — 驅(qū)動方式 特殊單極恒流斬波電路 細分數(shù) 將基本步 1— 80 細分 ※設(shè)定可能的分割數(shù)（ 14 種類） 6 3 1 1 80、 60、 5 50、 25 自動降電流 停止脈沖輸入后 秒由 CURRENT STOP 旋鈕設(shè)定 將電流變?yōu)閯幼鲿r電流的 0— 80% 響應(yīng)頻率 600KppsMAX(SPEED 輸入 =5V 時 ) 保護電路 電流電壓低下保護、電機誤接保護、過熱保護 外形尺寸 63(M)105(W)56(D)mm 重量 250g 步進電機驅(qū)動器用于驅(qū)動步進電機，其電源為直流 24V。 CLOCK OUT 輸出端口：時鐘脈沖輸出端。 五個調(diào)整電位器分別如下： （ 1） 低速調(diào)整電位器 LOW SPEED：用于調(diào)整步進電機低速時的轉(zhuǎn)速。 開關(guān)設(shè)為“ 0”時選擇 3A，設(shè)為“ 1”時選擇 。 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。 Ⅲ、集成度高、抗干擾性能力強：該單片機采用超大規(guī)模的 CHMOS 工藝制造，內(nèi)部集成 WatchDog，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。 ? 絕緣測試：輸入端與地之間，輸入端與輸出端之間 ? 絕緣電阻： 30M 歐 ? 工作環(huán)境溫度： 0~50 攝氏度 DC220V出輸壓電路電壓穩(wěn)整流AC220V保護濾波基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 23 ? 直流輸入電壓： DC220V177。 調(diào)節(jié)模式 BW(S)TPLC 設(shè)有頻率調(diào)節(jié)模式、開度調(diào)節(jié) 模式及功率調(diào)節(jié)模式。 b．其頻率給定值由參考模型給定，它是一條期望的機組轉(zhuǎn)速上升過程線，實際的機組轉(zhuǎn)速跟蹤這一期望特性而逐步升高。 2）當(dāng)導(dǎo)葉關(guān)閉至 20%（可以調(diào)整）開度時，即以第二停機速度將導(dǎo)葉關(guān)閉至全關(guān)位置。若現(xiàn)行水頭 H在某兩條水頭 Hi和 Hi+1之間，則利用線性插值法求得漿葉轉(zhuǎn)角值：Φ H Φ H=Φ Hi +Φ HiΦ i Hi+1Hi(HHi) 基于步進電機、 PLC、觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設(shè)計 29 自動、手動運行及相互切換 當(dāng)手動 /自動切換開關(guān)在自動位置時， PLC 執(zhí)行自動運行程序。上海交通大學(xué)出版社 主編 謝云敏 郭貴中 黨保華 《電氣與 PLC 控制技術(shù)》北京大學(xué)出版社 主編 王整風(fēng) 《威倫通觸摸屏使用手冊》 《松下 PLC 編程手冊》