【正文】 現(xiàn)細(xì)分步驅(qū)動(dòng)，為保護(hù)細(xì)分步運(yùn)行，可從低速到高速驅(qū)動(dòng)， 3A/相高輸出、高頻率，采用鋁鎂合金外殼，抗干擾，散熱好。 (3) 實(shí)時(shí)故障診斷程序 (4) 雙調(diào)數(shù)字協(xié)聯(lián)子程序 (5) 機(jī)組起停等操作子程序 功能增強(qiáng)軟件配置 (1) 與上位機(jī)通訊軟件 (2) 功率控制閉環(huán)調(diào)節(jié)軟件 調(diào)試設(shè)備及軟件（不屬于調(diào)速 器設(shè)備內(nèi)） (1) PC 機(jī) (2) PLC 軟件 (3) HGII 水輪機(jī)調(diào)速器特性綜合測(cè)試儀 (4) 89C51 單片機(jī)編程器 試驗(yàn)設(shè)備（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)） (1) HGII 水輪機(jī)調(diào)速器特性綜合測(cè)試儀（用于調(diào)速器靜、動(dòng)態(tài)特性測(cè)試）。因此基本型邏輯控制器適合應(yīng)用于水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中來改善其特性。 ②由導(dǎo)葉反饋裝置的導(dǎo)葉位置傳感器，將導(dǎo)葉位置電信號(hào)送至 A/D 模塊，并可由有功功率變送器將測(cè)得的有功電信號(hào)分別送至 A/D 模塊，經(jīng) A/D 模塊轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)取得導(dǎo)葉位置信號(hào)及有功信號(hào)。 (13) 故障自診斷功能，調(diào)節(jié)器能實(shí)時(shí)監(jiān)視自身組成模塊，一旦發(fā)生故障，能立即診斷，并以報(bào)警模式從觸摸屏上指出故障部件。 BW(S)T— PLC 步進(jìn)式無油電轉(zhuǎn)可編程 微機(jī)調(diào)速器 ,以高性能液晶觸摸屏作為中文人機(jī)界面，可顯示各種數(shù)據(jù)、狀態(tài)，進(jìn)行各種操作、試驗(yàn)、記錄、報(bào)警、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) 2 打印、通信等功能。 (13) PLC 簡(jiǎn)介 (11) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) （ 9） 軟件基本配置 （ 2）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器；功能強(qiáng)大、控制方式靈活，本身帶有 CPU 和人機(jī)界面，可 以對(duì)其控制方式、工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)最優(yōu)控制。 理設(shè)計(jì)材料，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。（ 1） 典型微機(jī)調(diào)速器的介紹 (10) 功 能增強(qiáng)軟件配置 （ 8）檢測(cè)到電氣故障時(shí)，能自動(dòng)地切為手動(dòng)，并將負(fù)荷固 定于故障前的狀態(tài)。 (7) 智能容錯(cuò)測(cè)頻及自動(dòng)識(shí)別大小網(wǎng)，頻率測(cè)量精度高。 有完善的通訊功能，為電站監(jiān) 控系統(tǒng)設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)、可靠的接口，能方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。而常規(guī)PID 控制系統(tǒng)需要精確的數(shù)學(xué)模型 ,一般只適用于線性系統(tǒng)，常規(guī)的 PID 控制很難得讓其具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。 電氣開限環(huán)節(jié)是針對(duì) PID 運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行限制，限制輸出不超過一定值。 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) 13 第五章 硬件構(gòu)成 PLC 微機(jī)調(diào)速器的標(biāo)準(zhǔn)硬件構(gòu)成為： 根據(jù)用戶的要求，特殊情況可增 /減一些模塊。 GROW OUT 輸出端口 ：步進(jìn)電機(jī)從停止到 HIGH SPEED 設(shè)定轉(zhuǎn)速的加速過程中，本信號(hào)輸出低電平，因此，利用 GROW OUT 輸出低電平時(shí)的脈沖數(shù)，可以計(jì)算出減速時(shí)間。 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) 18 設(shè)置表格如下： 開關(guān) 細(xì)分?jǐn)?shù) 5 80 1 64 25 50 D1 0 0 0 0 1 0 D2 1 1 1 0 0 0 D3 1 0 1 0 1 1 D4 0 0 1 1 0 0 D5 1 1 0 0 0 0 （ 2） 勵(lì)磁電流設(shè)置開關(guān)：步進(jìn)電機(jī)每相電流可設(shè)置為 3A 和 。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，這是任何一種 PLC 利基于步進(jìn)電機(jī)、 PLC、觸摸屏的水輪機(jī)調(diào)速器的電控設(shè)計(jì) 22 用高速計(jì)數(shù)方式實(shí)現(xiàn)本體測(cè)頻達(dá)不到的。 5．負(fù)載：除了實(shí)現(xiàn)空載的功能外，還具有： （ 1）模式判斷（人為和自動(dòng)）； （ 2）功率閉環(huán)調(diào)節(jié)。 2．停機(jī)規(guī)律： 1）接到停機(jī)指令后，導(dǎo)葉即由當(dāng)時(shí)開度，以第一停機(jī)速度將導(dǎo)葉關(guān)閉。（圖見下頁(yè)） tYab20%c 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) 28 數(shù)字協(xié)聯(lián) 雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)的協(xié)聯(lián)特性 1．協(xié)聯(lián)數(shù)據(jù) 根據(jù)用戶提供的機(jī)組協(xié)聯(lián)曲線，將其以表格的形式離散化，每條 協(xié)聯(lián)曲線離散成 100 點(diǎn)。 1．頻率 /開度調(diào)節(jié)模式： （ 1）條件： a．空載運(yùn)行； b．負(fù)載運(yùn)行時(shí)，指定為頻率 /開度調(diào)節(jié)模式； c．功率調(diào)節(jié)時(shí)，功率信號(hào)故障或頻率超差。 Ⅳ、運(yùn)算速度快：測(cè)頻環(huán)節(jié)采用最新型高檔單片機(jī)，集成了時(shí)鐘倍頻電路，是同類型單片機(jī)中運(yùn)算速度最快的單片機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的選用 步進(jìn)電機(jī)選用日本三洋公司生產(chǎn)的二相步進(jìn)電機(jī) 103H82220441，其具體特性如下表： 項(xiàng)目 說明 絕緣介質(zhì)強(qiáng)度 1000VAC 絕緣電阻 100MΩ （ 500VDC） 絕緣等級(jí) B 級(jí) 允許的徑向負(fù)載 220N 允許的軸向負(fù)載 60N 基本步進(jìn)角 電壓 每相電流 2A/相 每相電阻 /相 感抗 保持力矩 驅(qū)動(dòng)器本身可通過 DIP 開關(guān)選擇在電機(jī)基本步距角脈沖。 PLC 簡(jiǎn)介 具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程序執(zhí)行 更快、全面補(bǔ)充了通訊功能、適合全世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，可以為工廠自動(dòng)化提供最大的靈活性和控制能力。對(duì)接力器的控制采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，除接力器反饋外，還有一個(gè)電機(jī)反饋，以控制無油電轉(zhuǎn)精確定位，補(bǔ)償電機(jī)失步、反向間隙、各種機(jī)械誤差和磨損等。其基本思想是控制器根據(jù)控 制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行模式特征 ,不斷地改變或調(diào)整控制決策 ,以便使控制器本身的控制規(guī)律適應(yīng)于控制系統(tǒng)的需要 ,獲得良好的響應(yīng)性能。 經(jīng)過我們小組的探討我們決定選型方案 2的微機(jī)調(diào)速器。掃描周期均≤ 20ms。 （ 10）靜態(tài)特性曲線線性誤差 5% （ 11）自動(dòng)空載 3min 轉(zhuǎn)速擺動(dòng)相對(duì)值不超過 177。 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，通過主接力器控制水輪機(jī)導(dǎo)水葉開度（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。（ 1） 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （ 6） 第 三章 系統(tǒng)配置 (10) 調(diào)試設(shè)備及軟件（不屬于調(diào)速器設(shè)備內(nèi)） （ 13） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 （ 13）平均故障間隔時(shí)間大于 120xxh。 (11) 調(diào)速器具有自動(dòng)容錯(cuò)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(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 無油電液轉(zhuǎn)換器電機(jī)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(shí) Δ f=fGfJ 2) 油開關(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