【正文】 83。m2質(zhì)量 步進電機103H8222頻率轉(zhuǎn)矩特性和尺寸如下圖： 步進電機103H8222頻率轉(zhuǎn)矩特性:步進電機103H8222尺寸(mm):5．5 測頻模塊① 頻率測量的原理測頻環(huán)節(jié)原理圖如圖所示，測頻環(huán)節(jié)采用先進的數(shù)字式脈沖測頻方式。取至發(fā)電機出口PT的機頻信號以及取至電網(wǎng)PT的網(wǎng)頻信號，經(jīng)隔離、整形成同頻率的方波信號后，直接送至單片機的引腳，由單片機紀錄兩個上升沿之間經(jīng)過的基準脈沖個數(shù)，即可測得方波信號的周期，從而得到頻率。由以上頻率測量的原理可知：數(shù)字式脈沖測頻方式的精度取決于基準脈沖的頻率，基準脈沖的頻率越高，對同一頻率測的數(shù)據(jù)精度就越高。② 頻率測量環(huán)節(jié)特點：Ⅰ、數(shù)據(jù)方式獨特：將PLC應(yīng)用于水輪機調(diào)速器以來，一直由于PLC的高速計數(shù)模塊最高計數(shù)頻率僅能記到500K，遠遠不能達到水輪機微機調(diào)速器對測頻精度（750K）的要求。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。少部分廠家犧牲了測量精度，以PLC的高速計數(shù)器進行本體頻率測量；大多則采用一個單片機完成機、網(wǎng)頻的測量，再將二者的差值，以16Bit帶符號數(shù)據(jù)的形式，通過一個16點的I/O輸入模塊，送入PLC總線。這種測量方式存在以下問題①增加了系統(tǒng)環(huán)節(jié)，降低了可靠性。②由于單片機測頻模塊與PLC的16點I/O輸入模塊各自工作于不同的時序，16Bit的差值數(shù)據(jù)在傳送時，容易出現(xiàn)時序配合不對，導(dǎo)致PLC讀入錯誤的值，引入了人為干擾信號。③PLC讀入的是機、網(wǎng)頻的差值信號，而不是機、網(wǎng)頻的單獨準確值，在空載狀態(tài)下，PLC無法準確的測得系統(tǒng)的頻率，也就無法應(yīng)用彩色觸摸屏方式顯示準確的系統(tǒng)頻率。我公司采用總線方式，直接將數(shù)據(jù)通過總線送至PLC，徹底解決了長期困擾可編程調(diào)速器的關(guān)鍵點。Ⅱ、測量精度高：基準脈沖由單片機晶振產(chǎn)生，基準脈沖為6MHz，對于50Hz的頻率信號測量精度為1/120000。遠遠超出標準的規(guī)定，這是任何一種PLC利用高速計數(shù)方式實現(xiàn)本體測頻達不到的。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。Ⅳ、運算速度快：測頻環(huán)節(jié)采用最新型高檔單片機，集成了時鐘倍頻電路，是同類型單片機中運算速度最快的單片機。 電源系統(tǒng)BW(S)TPLC調(diào)速器的PLC控制端元采用的是AC220V作為外部輸入工作電源。其內(nèi)部工作電壓為24VDC/5VDC。BW(S)TPLC調(diào)速器系統(tǒng)除了PLC工作電源外，還設(shè)計了+24V/+36V、+15V外部電源。外部電源選用臺灣明緯開關(guān)電源，采用交、直流同時輸入。每組電源內(nèi)部工作原理相同。僅只是輸出電壓不同，原理框圖如下：+24V/+36V：供驅(qū)動模塊和外部繼電器、操作終端和機械柜上的指示燈用+15V：供接力器反饋、電機反饋、表頭調(diào)整板用l 交流輸入電壓/頻率：190~260VAC/47~63HZl 效率：典型值70%（滿載時）l 安全標準：滿足（A）UL478（B）VDE0871B級l 過電流保護：所有輸出端均有短路保護和過流保護。l 絕緣測試：輸入端與地之間，輸入端與輸出端之間l 絕緣電阻：30M歐l 工作環(huán)境溫度：0~50攝氏度l 直流輸入電壓：DC220V177。10%l 交流輸入電壓：AC220V177。10%l 交直流電源互為備用第六章 軟件編程說明 主程序流程框圖整個控制程序包括許多程序模塊，每個程序模塊又由相應(yīng)的程序組成。1．上電或復(fù)位程序：（1）設(shè)置標志單元（D和M）；（2）PLC模塊初始值；（3）設(shè)置定時器初始值；（4）采樣導(dǎo)葉反饋及頻差；（5）PID參數(shù)初值設(shè)置。2．停機等待：（1）A/D采樣；（2）上位機通信；（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)計算。3．開機過程：（1）開機；（2）讀頻差及檢錯；（3）A/D采樣及脈沖輸出；（4）故障診斷及處理；（5）操作處理。4．空載：（1）讀頻差及檢錯；（2）故障診斷及處理；（3）操作處理；（4）參數(shù)修改及PID系數(shù)計算；（5）PID計算；（6）A/D采樣及脈沖輸出；（7）顯示控制；（8）上位機通信。5．負載：除了實現(xiàn)空載的功能外，還具有：（1）模式判斷（人為和自動）；（2）功率閉環(huán)調(diào)節(jié)。 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。1．頻率/開度調(diào)節(jié)模式：（1）條件：a．空載運行；b．負載運行時，指定為頻率/開度調(diào)節(jié)模式；c．功率調(diào)節(jié)時，功率信號故障或頻率超差。（2）運行：a．調(diào)節(jié)規(guī)律：PID；b．給定參數(shù)：頻率給定、開度給定；c．人工失靈區(qū)：空載為0，負載可以設(shè)置177。；d．增減開度給定。2．功率調(diào)節(jié)模式：（1）條件：負載運行時，有功率調(diào)節(jié)指令。（2）運行：a．調(diào)節(jié)規(guī)律：PI；b．給定參數(shù)：功率給定；c．功率死區(qū)：0~5%PN。3．功率給定信號：在功率調(diào)節(jié)時，功率給定為數(shù)字量，由上位機通過通訊口下送。 開機、停機規(guī)律1．開機規(guī)律：1）基本開機特性：模型參考閉環(huán)開機規(guī)律a．在開機過程中，調(diào)速器始終處在閉環(huán)控制之中。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。c．與開環(huán)開機規(guī)律相比，此種開機規(guī)律啟動快速，又不過速。d．此開機規(guī)律無需設(shè)置開機頂點，任何有效水頭都可快速開機并網(wǎng)發(fā)電。 2）模型參考閉環(huán)開機規(guī)律與開環(huán)開機規(guī)律的比較：開環(huán)開機規(guī)律（請見開環(huán)開機過程圖）實質(zhì)上是對開度進行開環(huán)控制，因而需要具有空載開度的資料，而該資料往往不夠精確，這也就使開機規(guī)律不夠理想。開環(huán)開機規(guī)律的開機頂點難于確定，其受控于水頭的變化，需要知道不同水頭下的空載開度。模型參考閉環(huán)開機規(guī)律（請見模型參考閉環(huán)開機規(guī)律圖）有效地克服了上述開環(huán)開機規(guī)律的不足，在模型參考閉環(huán)開機規(guī)律中，機組轉(zhuǎn)速始終處于控制之下，按期望的轉(zhuǎn)速上升，接力器行程只是一個受轉(zhuǎn)速控制的被動因素；在開環(huán)開機規(guī)律中，接力器行程是一個主動因素，因而存在上述一些不定因素，也即暴露了其不足之處。與開環(huán)開機規(guī)律相比，模型參考閉環(huán)開機規(guī)律大大改善了性能，縮短了開機時間，既提高了機組應(yīng)付緊急事件的機動性又獲得了更多的經(jīng)濟效益。 2．停機規(guī)律：1）接到停機指令后，導(dǎo)葉即由當時開度，以第一停機速度將導(dǎo)葉關(guān)閉。2）當導(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。（圖見下頁） 數(shù)字協(xié)聯(lián) 雙調(diào)節(jié)水輪機的協(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。離散后的協(xié)聯(lián)數(shù)據(jù)可以在液晶觸摸屏上逐個輸入，也可以用電腦在線輸入。輸入后的協(xié)聯(lián)數(shù)據(jù)掉電保持。2. 水頭值水頭值可以由下列幾種方式獲?。海?）通過通信接口接收上位機送來的水頭值；（2）通過A/D模塊，采樣水頭傳感器送來的水頭信號；（3）通過操作終端手動輸入。 協(xié)聯(lián)插值算法雙重調(diào)節(jié)水輪機的協(xié)聯(lián)曲線是一個具有兩個自變量的函數(shù) Φ=f(a,H)。其中Φ為漿葉角度，a為導(dǎo)葉開度，H為水頭。如下圖所示：上圖是在任意兩條水頭下Hi,Hi+1的導(dǎo)葉與漿葉的協(xié)聯(lián)關(guān)系曲線，當導(dǎo)葉開度在某一值a0時，可以直接在離散的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)查表，查到漿葉的轉(zhuǎn)角值ΦHi,，ΦHi+1。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：ΦHΦH=ΦHi +ΦHiΦi Hi+1Hi(HHi) 自動、手動運行及相互切換當手動/自動切換開關(guān)在自動位置時，PLC執(zhí)行自動運行程序。除此之外，還設(shè)計了機手動運行、機手動切自動、自動切機手動等相互切換程序，這些程序在主程序流程圖中未體現(xiàn)出來。參考文獻《水輪機調(diào)節(jié)》（第2版）黃河水利出版社 主編 蔡燕生《電氣與可編程控制技術(shù)》上海交通大學出版社 主編 謝云敏 郭貴中 黨保華《電氣與PLC控制技術(shù)》北京大學出版社 主編 王整風《威倫通觸摸屏使用手冊》《松下 PLC 編程手冊》 30