水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念和微機(jī)調(diào)速器講座-資料下載頁(yè)
2025-02-21 10:14本頁(yè)面
【正文】 ? ≤bt≤3Tw/Ta 3Tw≤Td≤6Tw Tn=(— )Tw 式中：被控機(jī)組為混流式可取較小的 bt、 Td、Tn初始值，為軸流式時(shí)可取 bt、 Td、 Tn范圍內(nèi)的中間值作為其初始值、為貫流式則要取較大的 bt、 Td、 Tn初始值；對(duì)于同一機(jī)組，水頭高時(shí)要取較大的 bt、 Td、 Tn值。 76 3. 動(dòng)態(tài)特性（ PID參數(shù)選擇 ） ? ≤KP≤? ≤KI≤? KP≤KD≤ Tw KP ? 表明 :應(yīng)先確定比例系數(shù) KP再據(jù)上式確定積分系數(shù) KI和微分系數(shù) KD。 KP、 KI和 Tw呈近似反比的關(guān)系。 KD與 Tw呈近似正比的關(guān)系。 77 3. 動(dòng)態(tài)特性（ PID參數(shù)選擇 ） ? 例如，當(dāng) Ta＝ 10s， Tw＝ ，計(jì)算可得： ≤ bt ≤ ， ≤ Td ≤ ， ≤ Tn ≤， ≤KP ≤ ， ≤KI≤， ≤KD≤ ， 78 ? 工作狀態(tài)： 微機(jī)調(diào)速器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 ? 運(yùn)行方式： 自動(dòng) /手動(dòng) ? 故障診斷： 測(cè)頻 導(dǎo)葉反饋 功率 /水頭變送器 79 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量 ? 測(cè)量方式： 高速計(jì)數(shù)模塊配合中斷模塊測(cè)量（全可編程測(cè)頻） ? 頻率信號(hào)源：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器 ,交流 (～150V) ? 齒盤測(cè)頻的非接觸式接近開(kāi)關(guān)（ NPN型， DC24V供電） ? 測(cè)頻范圍： 殘壓測(cè)頻 (10～ 90Hz) ? 齒盤測(cè)頻： (2～ 90Hz) ? 測(cè)頻分辨率： 177。 80 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量 ? 測(cè)量頻率一般采用測(cè)量周期法（簡(jiǎn)稱測(cè)周法）或測(cè)量頻率法（簡(jiǎn)稱測(cè)頻法）。測(cè)頻法是指：通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)信號(hào)的頻率數(shù)來(lái)測(cè)量頻率。顯然，對(duì)于額定頻率為 50Hz的水輪發(fā)電機(jī)組的頻率來(lái)說(shuō)，用這種方法是不合適的，它只適合于測(cè)量處于高頻段的頻率信號(hào)。 81 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量 f1 放大整形分頻高頻時(shí)鐘信號(hào) Nf2f3f4amp。f3FtttttNTf1f2f4TT82 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－機(jī)組頻率測(cè)量 ? F必然正比于被測(cè)的頻率值。例如，取N=2 106Hz，則在被測(cè)頻率為 50Hz時(shí)，其T=， NT=40000；若取式中的常數(shù)C=2 109，則求得測(cè)量結(jié)果為 F=50000。若被測(cè)頻率為 48Hz，則求得 F=48000。 83 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余 84 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余 ? 全冗余雙 PLC調(diào)節(jié)器： CPU、輸入模塊、輸出模塊、傳感器、測(cè)頻單元、電源均為冗余結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“主機(jī) /熱備”功能。 ? 微機(jī)調(diào)節(jié)器采用兩個(gè)獨(dú)立的微機(jī)控制器 A和 B組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 MB+實(shí)現(xiàn)雙機(jī)狀態(tài)和數(shù)據(jù)一致； ? 每一個(gè)微機(jī)調(diào)節(jié)器與機(jī)械液壓系統(tǒng)相配合，能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)全部控制功能和保證達(dá)到全部調(diào)節(jié)性能要求； ? 當(dāng)微機(jī)調(diào)節(jié)控制器 A或 B之一故障時(shí)，可發(fā)出故障信號(hào)并自動(dòng)、無(wú)擾動(dòng)地切換到正常機(jī)工作，故障機(jī)可在線更換模塊、檢修。 雙機(jī)冗余（單元級(jí)冗余） 85 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余 F模塊（ FA、 FB）： 頻率測(cè)量模塊 DI模塊（ DIA、 DIB）： 開(kāi)關(guān)量輸入模塊 DO模塊（ DOA、 DOB）： 開(kāi)關(guān)量輸出模塊 AI模塊（ AIA、 AIB）： 模擬量輸入模塊 AO模塊（ AOA、 AOB）： 模擬量輸出模塊 C模塊（ CA、 CB）： 通信模塊 交叉冗余（模塊級(jí)冗余） 86 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余 ? 在不増加硬件的條件下，用通信和軟件構(gòu)成交叉冗余控制結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。 ? 當(dāng)雙微機(jī)調(diào)節(jié)器均出現(xiàn)部分模塊故障時(shí)，這種交叉冗余控制結(jié)構(gòu)可以容忍兩個(gè)單機(jī)的不同名模塊故障情況（容錯(cuò)），交叉構(gòu)成正常的調(diào)節(jié)器，使調(diào)速器能正常工作，實(shí)現(xiàn)真正的雙機(jī)冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高調(diào)速器的可靠性。 交叉冗余（模塊級(jí)冗余） 87 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－雙機(jī)交叉冗余 ? 記模塊變量為 MY（ X）， Y表示 A或 B調(diào)節(jié)器，X表示 6種模塊類型 F、 DI、 DO、 AI、 AO、 C。 ? 設(shè)定模塊＝ 1時(shí)為正常，模塊＝ 0時(shí)故障。例如FA＝ 1，表示微機(jī)調(diào)節(jié)器 A的頻率測(cè)量模塊正常； FA＝ 0表示其故障。 88 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用軟件 首次運(yùn)行初始化頻率測(cè)量處理特殊模塊輸入 /輸出調(diào)用檢錯(cuò)子程序調(diào)用協(xié)聯(lián)插值子程序調(diào)用模式、狀態(tài)子程序調(diào)用增加 /減少子程序調(diào)用 P ID 調(diào)節(jié)子程序調(diào)用顯示子程序調(diào)用通信子程序 P 子程序： P I 中斷服務(wù)程序： I 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序檢錯(cuò)子程序通信子程序89 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用軟件 ? PID調(diào)節(jié)參數(shù)的整數(shù)化 ???????????????10/1 00/1 00/nnddttppTTTTbbbbtntnDdtdtIdtnddtndP10100110100bTbTKTbTbKTbTTTbTTK???????????????????????1 0 0/1 0 0/v1v1 TT??90 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用軟件 ?????????????)]1()([)()()1()(PPPPPkFkFKkYkYkYkYIKkYkYkYkY????????100)()()1()(IIIII?)]1()([1 0 0)1()(v1DDv1v1D ?????????????? kFkFTKkYTTkY??)]1()([1 0 0)( P I Dcp ??????? kYkYbkFI91 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－應(yīng)用軟件 ? 例子：采樣周期 ?=(??=2s)，取T1v=（ T?1v=14s），則式成為： ))]1()(()(1 0 0[50 1)( P I DCpdtI ????????? kYkYbkFTbkY)]1()([62)1(87)(tnDD ????????? kFkFbTkYkY92 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié) ? 國(guó)內(nèi)外水輪機(jī)數(shù)字式電液調(diào)速器均采用 PID或以PID為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)規(guī)律。 ? 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行自適應(yīng)控制、模糊控制等調(diào)節(jié)規(guī)律在水輪機(jī)調(diào)節(jié)中應(yīng)用的仿真研究與應(yīng)用探索，取得了一些初步理論結(jié)果，但尚無(wú)采用這些調(diào)節(jié)規(guī)律的數(shù)字式電液調(diào)速器在水電站試驗(yàn)成功的報(bào)道。 ? 鑒于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的復(fù)雜性，強(qiáng)非線性和多運(yùn)行工況，對(duì)運(yùn)行工況、技術(shù)要求和運(yùn)行條件適應(yīng)的變參數(shù)調(diào)節(jié)，是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)并得到廣泛成功運(yùn)用的調(diào)節(jié)方式。 93 三 .微機(jī)調(diào)節(jié)器－適應(yīng)式變參數(shù)調(diào)節(jié) ? 機(jī)組轉(zhuǎn)速（頻率）適應(yīng)式變參數(shù) PID調(diào)節(jié)空載運(yùn) 行工況（適應(yīng)運(yùn)行水頭） ? 機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行（適應(yīng)大網(wǎng) /小網(wǎng)工況和頻率 /功率調(diào)節(jié)模式） ? 機(jī)組在?。ü铝ⅲ╇娋W(wǎng)中運(yùn)行
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