【文章內(nèi)容簡介】 制方式：直接數(shù)字控制　　調節(jié)規(guī)律：并聯(lián)PID　　暫態(tài)轉差系數(shù)：bt＝1～200%　　永態(tài)轉差系數(shù)：bp＝0～10%　　積分時間常數(shù)：Td＝1～25S　　加速度時間常數(shù)：Tn＝0～　　頻率給定范圍：FG＝～　　頻率死區(qū)范圍：E＝0～　　功率死區(qū)范圍：i＝0～5%　　功率給定范圍：P＝0～120%　　測速方式：殘壓或殘壓+齒盤　　測頻誤差≤% 電氣特點　　(1) 以可編程控制器作為硬件主體，具有高可靠性、高抗干擾能力?！　?2) 采用TFT彩色中文觸摸屏作為人機界面（HMI）。直接觸摸操作，操作簡單，顯示直觀、豐富。并具有顯示實時動態(tài)曲線的功能，調試、維護簡便。　　(3) 具有調試、試驗功能，通過人機界面（HMI）能輕松完成調速器的調試和試驗，并顯示試驗結果?！　?4) 一體化電源設計，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?！　?5) 測頻模塊與可編程控制器是通過總線直接連接，徹底解決可編程控制器與測頻不能很好匹配問題?！　?6) 控制輸出為直接數(shù)字控制方式，無D/A轉換環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了輸出環(huán)節(jié)的數(shù)字化。　　(7) 智能容錯測頻及自動識別大小網(wǎng)，頻率測量精度高?！　?8) 多處理器并行工作，速度快。掃描周期均≤20ms?！　?9) 高抗干擾能力：所有I/O接口均采用光電隔離及軟件濾波?！　?10) 多種交互方式：能通過計算機鍵盤、編程器、電柜面板上的觸摸屏等多種方式設置參數(shù)及進行操作?！　?11) 調速器具有自動容錯功能?！　?12) 帶有串行通訊接口，兼容性好，可與各種計算機監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接，可滿足電站無人或少人值守?！　?13) 故障自診斷功能，調節(jié)器能實時監(jiān)視自身組成模塊，一旦發(fā)生故障，能立即診斷，并以報警模式從觸摸屏上指出故障部件?！　?14) 跟蹤功能：電氣部分可跟蹤機械手動，機械手動切至自動或電手動時不需任何調整，為無擾切換。 3 DKTK系列電機控制式微機調速器主要調節(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)KD0～5(S)永態(tài)轉差系數(shù)bp0～10%頻率人工死區(qū)△f0～%頻率給定范圍fG50177。5HZ功率給定范圍PG0～100%　其它技術數(shù)據(jù)工作油壓；主配壓閥直徑φ80、φ100、φ150（mm）工作電源：AC220V　　　　　　 　≯200WDC110V或220V　 　 　≯200W本調速器具有如下功能：頻率測量與調節(jié)：可測量機組和電網(wǎng)的頻率，并實現(xiàn)機組頻率的調節(jié)和控制；頻率跟蹤：當跟蹤功能投入時，機組頻率自動跟蹤電網(wǎng)頻率，可實現(xiàn)快速自動準同期并網(wǎng)。自動調整與分配負荷：機組并入電網(wǎng),調速器將根據(jù)其整定的bp值和電網(wǎng)頻差，自動調整機組的出力。負荷調整：可接受上位機控制指令，實現(xiàn)發(fā)電自動控制功能（）。開停機操作：接受中控室或上位機指令，實現(xiàn)開停機操作。手動操作：具有電手動操作和機械手動操作功能，并可無條件、無擾動地實現(xiàn)自動運行與手動操作的相互切換。能采集并顯示調速系統(tǒng)的主要參數(shù)，如：機組頻率、電網(wǎng)頻率、導葉開度、調節(jié)器輸出和調節(jié)器的整定參數(shù)等。有完善的通訊功能，為電站監(jiān)控系統(tǒng)設置了標準、可靠的接口，能方便地實現(xiàn)與上位機的通訊。應用戶需要，可帶上頻率計的相關功能。經(jīng)過我們小組的探討我們決定選型方案2的微機調速器。第二章 系統(tǒng)結構 系統(tǒng)結構框圖 系統(tǒng)結構框圖 框圖說明 1．頻差Δf1) 油開關合或油開關分但網(wǎng)頻不正?；蛴烷_關分且跟蹤頻給時Δf=fGfJ 2) 油開關分且網(wǎng)頻正常并跟蹤網(wǎng)頻時 Δf=fWfJ 3) 頻率死區(qū)E（可以設定） ①頻率調節(jié) E=0 ②功率調節(jié) E= 2．給定與實際差值Δ1) 頻率調節(jié)模式 Δ=YGYPIG 2) 功率調節(jié)模式 Δ=PGP3) 功率死區(qū)Ep ①頻率調節(jié)模式 Ep=0②功率調節(jié)模式 Ep=0~5%PN（可調整）4) 永態(tài)轉差系數(shù)bp 頻率調節(jié)模式 bp=0%開度調節(jié)模式 bp=0—10％功率調節(jié)模式 bp=0—10％ 系統(tǒng)工作原理 整個調節(jié)器采用多CPU構成模式，每個模塊完成不同的任務，結構上采用“積木”式模塊結構，這種將復雜的任務分成多任務的分開處理的方式，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)整個調節(jié)器系統(tǒng)的“升級”，并保持了良好的兼容性。①測頻模塊由高性能CPU構成，完成頻率的測量任務，并將機組頻率和電網(wǎng)頻率通過通訊總線傳輸給PLC，能實現(xiàn)“軟升級”。②由導葉反饋裝置的導葉位置傳感器，將導葉位置電信號送至A/D模塊，并可由有功功率變送器將測得的有功電信號分別送至A/D模塊，經(jīng)A/D模塊轉換環(huán)節(jié)取得導葉位置信號及有功信號。③由開關量輸入模塊采集二次的開、停機、增、減等命令。④以上所有輸入信號送至CPU模塊，由CPU按調節(jié)規(guī)律分析計算出相應的導葉控制信號及狀態(tài)信號（包括故障等），送開關量輸出模塊完成控制輸出和狀態(tài)輸出。⑤開關量輸出模塊按計算控制值對應寬度脈沖的開或關信號，控制數(shù)字式機械液壓系統(tǒng)的無油電轉正、反運動，使導葉按照調節(jié)規(guī)律的要求動作，并在故障時，動作報警信號。⑥通訊單元負責與上位機通訊，發(fā)送或接受上位機的命令。⑦工業(yè)平板PC機作為中文人機交互界面，完成調速器的現(xiàn)場操作命令及狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示等功能，也可通過其通訊接口與遠方通訊。 水輪機調節(jié)系統(tǒng)是一個本質非線性、時變、非最小相位系統(tǒng)，其控制性能指標與穩(wěn)定性一直是人們所關注的問題。隨著控制技術的發(fā)展，水輪機調速系統(tǒng)的控制規(guī)律也在不斷地發(fā)展和完善。雖然近年來，自適應控制，變結構時變參數(shù)自完善控制，模型參考多變量最優(yōu)控制等基于現(xiàn)代控制理論的控制模型和控制方法也被提出并進行了大量的理論研究，但由于水輪機調速系統(tǒng)是一個時變且存在隨機擾動而又相對快速的控制系統(tǒng)，目前，仍然廣泛采用PID控制規(guī)律。而常規(guī)PID控制系統(tǒng)需要精確的數(shù)學模型,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態(tài)品質。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）,從而給出相應的控制策略進行有效的控制。其基本思想是控制器根據(jù)控制系統(tǒng)的實際運行模式特征,不斷地改變或調整控制決策,以便使控制器本身的控制規(guī)律適應于控制系統(tǒng)的需要,獲得良好的響應性能。由于這種控制器產(chǎn)生的控制作用只取決于被控對象的運行工況,因而對相當廣泛的被控對象具有適應性。由于不同的工況點對應不同控制策略,因此又具有適應式變參數(shù)變結構非線性控制的特點?？刂扑惴ê唵?易于工程應用的實現(xiàn)。對于穩(wěn)定的控制對象,能同時得到良好的靜態(tài)品質和動態(tài)品質,即使對于不穩(wěn)定的被控對象也有鎮(zhèn)定調控作用。因此基本型邏輯控制器適合應用于水輪機調速系統(tǒng)中來改善其特性。該型調速器具有頻率調節(jié)、開度調節(jié)和功率調節(jié)三種控制模式，根據(jù)需要可選擇不同的控制模式。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。采用頻率調節(jié)模式時，又分為跟蹤頻給和跟蹤網(wǎng)頻方式。跟蹤網(wǎng)頻方式運行時可實現(xiàn)機組頻率跟蹤電網(wǎng)頻率，這樣可以保證機組頻率與電網(wǎng)頻率相一致，便于并網(wǎng)。當采用功率調節(jié)模式時，PI環(huán)節(jié)按功率偏差進行調節(jié)，實現(xiàn)機組有功功率恒定。這種方式運行可以很容易實現(xiàn)全廠AGC（自動發(fā)電控制）。對于功率給定，它一方面作用于PI環(huán)節(jié)，另一方面通過開環(huán)控制直接作用于輸出，提高了功率增減速度。功率給定為數(shù)字量，適用于上位計算機給定。電氣開限環(huán)節(jié)是針對PID運算結果進行限制，限制輸出不超過一定值。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。對接力器的控制采用雙閉環(huán)結構，除接力器反饋外，還有一個電機反饋，以控制無油電轉精確定位，補償電機失步、反向間隙、各種機械誤差和磨損等。 第三章 系統(tǒng)配置調速器系統(tǒng)由電氣和機械兩大部分組成。柜體結構根據(jù)用戶要求可選用機械電氣分柜或機械電氣合柜結構。 電氣系統(tǒng)配置 硬件配置1．柜體(1) 機電分柜： 尺寸：8006002300mm或8006002260mm 顏色：任選(2) 機電合柜： 尺寸：單調：7506001650mm 雙調：12008001650mm 顏色：任選2．電源系統(tǒng)（1）開關電源1：+24V專供繼電器及操作終端（2）開關電源2：+24V/+36V專供電機驅動（3）+15V電源供反饋用3．面板部分 操作終端4．控制部分（1）