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1、YWT-600/1000/1800/3000/5000/7500/10000-16系列全数字可编程微机组合式调速器(高油压型)说 明 书武汉四创自动控制技术有限责任公司目 录第一章 概述3第二章 系统配置32.1 电气系统配置32.2 机械系统配置4第三章 系统特性及主要技术指标53.1 综合特性53.2 机械特性53.3 电气特性53.4 全数字式调速器与电液伺服阀调速器的比较7第四章 电气硬件构成84.1 FX2N系列PLC简介84.2 FX2N的技术规格104.3 FX2N-2AD模拟量输入模块124.4 FX2N-232BD通讯板134.5 操作终端134.6 测频模块FX2N-COM
2、-H/W134.7 电源系统14第五章 系统工作原理及软件编程说明155.1工作过程155.2 控制模式165.3 操作说明165.4主要程序框图185.5子程序框图19第六章 全数字式机械液压系统206.1主要零部件介绍206.2 工作原理216.3 基本参数一览22第七章 油压装置组成及工作原理237.1回油箱237.2高压齿轮泵237.3气囊式蓄能器237.4溢流阀237.5油源部分23第八章 安装、调试、维护248.1安装248.2调试258.3维护26第九章 操作运行规程26第十章 订货须知29第一章 概述水轮机微机调速器是本世纪七十年代在电液调速器的基础上发展起来的新型水轮机调速器
3、。随着计算机技术和控制理论的发展，水轮机调速器技术也不断的发展和提高，可靠性和调节品质已完全能够满足电厂“无人值班、少人值守”的要求。多年来，我们公司一直致力于水轮机微机调速器技术的开发研制工作，与国内知名的院校、研究机构紧密合作，博采众长，在调速器领域不断推出可靠性更高、调节品质更优的产品。YWT系列全数字式可编程控制组合式调速器，是本公司将大中型调速器中取得的丰富经验移植、优化而开发出来的新一代调速器，适用于中小型水轮发电机组的调节与控制。高油压全数字式可编程控制组合式调速器与低油压调速器相比，可不用高压空压机等气系统，节省投资；在结构上，电气部分与机械液压系统和油压装置组合为一体。本系列
4、调速器的额定工作油压为16Mpa，操作功可为6000 N.m 、10000N.m、 18000N.m、30000N.m、50000N.m、75000N.m、100000N.m等。它能使水轮发电机在各种工况下稳定运行，可进行频率测量与调节，实现机组的自动和手动开、停机、并网运行，调节机组负荷、事故紧急停机等。第二章 系统配置 由调速器系统结构分析可知，它由电气和机械两大部分组成。柜体结构根据用户要求可选用机械电气分柜或机械电气合柜结构。2.1 电气系统配置 2.1.1 硬件配置1 柜体 机电合柜： 尺寸：根据油压装置大小决定 颜色：任选 2电源系统(1) 开关电源：+24V专供继电器、电磁球阀及
5、操作终端（液晶触摸屏）。(2) PLC电源：+24V专供输入，+5V供测频板用。3 面板部分操作终端（液晶触摸屏：PWS1760、PWS1711或PWS6600）手动/自动选择开关功给增/减选择开关紧急停机指示、锁定投入指示、锁定拔出指示 4控制部分 (1) CPU模块： FX2N-16MT (2) AD模块： FX2N-2AD (3)通讯模块： FX2N-232BD(4)测频模块： FX2N-COM-H/W 2.1.2 软件基本配置 (1) 实时变参数变结构PID调节程序。 (2) 实时画面显示、记录及监控软件。 (3) 实时故障诊断程序 (4) 机组起停等操作子程序2.1.3 功能增强软件
6、配置 (1) 与上位机通讯软件(2) 功率控制闭环调节软件2.1.4 调试设备及软件（不属于调速器设备内） (1) PC机 (2)日本三菱公司MEDOC软件 (3) HG-II水轮机调速器特性综合测试仪(4)89C51单片机编程器 2.1.5 试验设备（不属于调速器设备内）(1) HG-II水轮机调速器特性综合测试仪（用于调速器静、动 态特性测试）。(2) PC机2.2 机械系统配置 (1)插装阀控制盖板 (2)插装阀(3) 电磁球阀(4) 紧急停机电磁阀、滤油器(带报警接点输出)(5) 调速阀(6) 液压锁第三章 系统特性及主要技术指标3.1 综合特性1. 动、静态品质优异，所有性能指标均达
7、到或优于国家标准。2. 自适应式开机规律，对不同机组均能迅速安全地将机组开启至空载。3. 空载自动跟踪电网频率，以及九点控制器型PID调节规律，能使机组频率迅速达到同期要求。4. 九点控制器型PID调节规律，能使机组适应电网的各种恶劣变化。即负载实时监视电网波动情况，能在电网发生变化时，自动选择最优调节规律及调节参数，保护机组安全，并使机组始终工作于最佳状态。5. 完备的有功功率闭环调节功能，除常规功率闭环调节方式外（即采用开关量接口调节方式），还能以串行通讯方式接受计算机监控系统给定有功设定值，自动按设定值进行有功功率闭环调节。6. 采用分段变Bang-Bang控制脉宽调制输出，取消了模拟量
8、输出。7. 各运行工况可以任意切换无扰动。8. 拥有高压蓄能器，可不用高压空压机等气系统，节省投资。3.2 机械特性1. 机械液压随动系统采用全数字液压技术，标准液压元件组成，工作可靠，静态无油耗，主接力器零位时无漂移。2. 滤油器：寿命长，易保养，当滤油器堵塞时有报警接点输出。3. 机械液压系统零点自保持，免调校、免维护。4. 对环境温度、湿度不敏感。5. 可以根据用户的需求设有分段关闭、事故配压阀及接力器液压锁定等。6. 液压系统采用集成块及标准阀件叠加装配，从而减少了系统中的管路连接，便于维护。7. 工作油压高，从而用油量少、体积小、重量轻，电站布置方便、美观。3.3 电气特性1. 电气
9、部分以可靠性极高的可编程控制器为其控制核心，所有PLC本体的平均无故障运行时间30万小时，且外围电路均采用进口元件（包括按钮、继电器等）。2. 智能容错测频及自动识别大小网，频率测量精度高。3. 多处理器并行工作，速度快。4. 高抗干扰能力：所有I/O接口均采用光电隔离及软件滤波。5. 多种交互方式：能通过计算机键盘、编程器、电柜面板上的触摸屏操作按钮等多种方式设置参数及进行操作。6. 硬件布置采用积木式结构，使功能扩展极为简便，并易于检修。7. 采用交、直流双路电源供电，互为热备用，无扰切换。8. 交直流供电即使同时消失，液压执行机构自保持原状态。9. 调速器具有自动容错功能：YWT型可编程
10、调速器具有较强的诊断和容错功能，它不仅包括可编程本身的诊断，比如CPU模块、A/D模块、通讯模块以及应用软件的诊断。而且包括调速系统的测频信号、功率及反馈信号及机械系统、通信系统等诊断及容错，所有故障在触摸屏上指示并记录，同时送出综合接点信号。l 机组频率信号容错 (1)机频信号在空载时发生故障，自动切除频率跟踪功能，导叶开度关到安全的空载位置，并可接受停机令。 (2)机频信号在发电运行时发生故障，用电网频率信号取代机频信号，负荷无扰动，如果机频恢复正常则采用机频参与调节，负荷无扰动。 (3)机频信号、网频信号在发电运行时全部故障，调速器维持负荷不变，可以通过功率给定或增减操作来调整机组出力。
11、l 电网频率信号容错 在空载时，网频信号故障，自动处于不跟踪方式运行，使机组频率跟踪频率给定。在发电运行时，机频正常则网频不参与调节,若机频故障，网频正常时，则网频参与调节，若机频、网频均故障，系统频率超差时，调速器则不响应。l 导叶反馈故障时，电磁阀不动作，使接力器维持当前开度不变。如需要可以切到机械手动。l 功率信号故障时，调速器不完成功率闭环调节，自动切至开度调节模式，l 可以通过上位机或常规控制机组出力。l PLC系统故障时，电磁阀不动作，使接力器维持当前开度不变。如需要可以切到机械手动。根据故障类型分别有不同的指示，参见PLC用户手册。l 操作终端故障时，PLC仍能完成各种控制功能，
12、如开机、停机、负荷增减、故障保护等功能。l 与上位机通信故障时，调速器仍能自动运行，只是上位机不能读写调速器的各种状态故障和相关数据。但调速器有一个总故障，通过空节点送给远方报警。10.特有小电网调节规律，使小电网运行无需人员干预。11.带有串行通讯接口，兼容性好，可与各种计算机监控系统联接，可满足电站无人或少人值守。 12.跟踪功能：电气部分可跟踪机械手动，机械手动切至自动时不需任何调整，为无扰切换。3.4 全数字式调速器与电液伺服阀调速器的比较全数字式调速器与电液伺服阀调速器相比较，优势明显，具体请见表格：全数字式调速器与电液伺服阀调速器的比较。全数字式调速器与电液伺服阀调速器的比较控制方
13、式电液伺服阀控制数字逻辑阀控制数字化程度部分完全标准化程度一般高抗油污能力差强静态油耗大无现场投运较繁琐简单可靠性一般高保养、维护检修难易程度一般简单3.5 主要技术参数数字式可编程微机调速器型号说明：接力器容量YWTPLC其中：Y表示油压装置，WT表示微机调速器，接力器容量可以根据以下的公式估算：式中：A 接力器容量Q 机组额定流量 最大水头 水轮机转轮直径YWT系列调速器的主要技术指标：l额定输入电压：AC200V15%DC200V15%或110V15%（订购时须说明）l调节规律：并联式PIDl整机平均无故障时间：25000小时l测频方式：残压测频l暂态转差系数：bt1200%（调整分辨率1%）l永态转差系数：bp010%（调整分辨率1%）l积分时间常数：Td120S（调整分辨率1S）l加速度时间常数：Tn05S（调整分辨率0.1S）l比例： KP=020.00l积分： KI=0.5010.00l微分：KD=05.00l频率给定范围：FG42.557.5Hz（调整分辨率0.01Hz）l频率死区范围：E03.0Hz（调整分辨率0.01Hz）l功率死区范围：i05%l功率给定范围：P0120%l频率输入0.3V110Vl导叶反馈Ya0100%(010V)l最大脉冲电流DC 24V ,2A 调节性能指标 测频误差0.00034% 静特性转速死区ix0.04%最大非线性度5%
