505调速器操作规程.doc

汽轮机的505数字式调速器一、概述WOODWARD 505 是美国WOODWARD 公司专门为控制汽轮机研制生产的以微处理器为基础的数字式转速调节器。其特点是控制精度高、稳定性好、操作简便。可根据每一台汽轮机的特性、参数，以及应用场合，对505进行组态。其组态直接在WOODWARD 505面板上进行。二、 技术参数2.1外形尺寸：505的所有部件包容在一个NEMA4型钢制机壳中。正面是LED显示屏和弹性按键，后面下方是端子排。2.2 面板介绍505调速器的操作屏由调速器面板上的键盘和LED（发光二极管）显示器组成。LED显示器具有二行，每行显示24个字符，用于以英文显示运行参数和故障查寻参数。此外，还有30个键，提供505调速器面板上的全部控制操作。汽轮机的控制操作不需要附加的控制屏，每个汽轮机控制功能都能通过505调速器的面板执行。30个按键的功能介绍如下：SCROLL：键盘中央的大菱形键，在其四个角上带有箭头。t u（左右翻动）使编程或运行方式下的功能块左移或右移。（上下翻动）使编程或运行方式下的功能块显示上下移动。SELECT（选择键）：选择键用于505显示器上行或下行变量的选择控制。符号用于指出哪一行（变量）能通过调整键来进行调整。只有当上、下行都为可调整变量（动态，阀门标定方式）时，SELECT键和符号才起作用。当显示器只显示一个变量时，SELECT键和符号的位置将不起作用。ADJ（调整）：在运行方式中，“”增大可调参数，“”减小可调参数。PRGM（编程）：当调速器处于停机状态时，用该键选择编程方式。在运行方式中，该键用于选择程序监视方式。在程序监视方式中，能浏览所编制的程序但不能改变。RUN（运行）：从（CONTROLLING PAPAMETR/PUSH RUN or PRGM）状态触发汽轮机运行即起动指令。STOP（停机）：一旦给以确认，触发汽轮机控制停机（运行方式）。能通过服务方式设定值（在“键选择”下）来取消“STOP”指令。RESET（复位）：对运行方式的报警和停机作复位、清除。在停机后按改建还能使调速器返回到（CONTROLLING PAPAMETR/PUSH RUN or PRGM）状态。0 / NO（取消）：输入0 / NO 或退出。1 / YES（确认）：输入1 / YES或投入。2 / ACTR（执行机构）：输入2或显示执行机构位置（运行方式）。3 / CONT（控制参数）：输入3或显示控制参数（运行方式）：按“下翻箭头）键显示调速器的最后一次跳闸原因、达到的最高转速和就地/远程状态（如果使用的话）。4 / CAS（串级）：输入4或显示串级控制信息（运行方式）。5 / RMT（远程）：输入5或显示远程转速给定值控制信息（运行方式）。6 / LMTR（阀位限制器）：输入6或显示阀位限制器信息。7 / SPEED（转速）：输入7或显示转速控制信息（运行方式）。8 / AUX（辅助）：输入8或显示辅助控制信息（运行方式）。9 / KW（负荷）：输入9或显示KW / 负荷或第一级压力信息（运行方式）。CLEAR（清除）：清除编程状态和运行状态下的输入值和使调速器退出现有方式。ENTER（输入）：在编程方式下输入一个新值，在运行方式下允许输入具体的给定值。DYNAMICS（ / ）:在运行方式下访问控制执行机构位置的参数动态设定值。能够通过服务方式设定值（在“键选项”下）来禁止动态调整。该键还可改变所输入值的符号。（小数点键）：给键盘输入的数值加上小数点。ALARM（F1）（报警）：当键的LED指示灯发亮时显示任何报警原因（最后 / 最新报警）。按下翻箭头（菱形键）显示另外的报警。OVERSPEED TEST ENABLE （F2）（超速试验）：允许转速基准高于最高控制转速给定值以进行电子或机械超速跳闸试验。F3（功能键）：可编程功能键，用于可编程控制功能的投入或退出。F4（功能键）：可编程功能键，用于可编程控制功能的投入或退出。EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON（紧急停机） ：壳体面板上的大红色八角按钮。这是调速器的紧急停机按钮。2.3端子排 端子排在505后盖下方,可以接线后再把端子排插入原位,比较方便。505的所有输入/输出均通过端子排。端子排接线见下图。2.4输入/输出1) 电源：24VDC或220VAC，配保险丝6.25A或1.5A。2) 2个转速信号输入：须屏敝，接受的频率范围:100-15000Hz。3)16个触点输入：其中4个为特定触点输入：外部跳闸、清除、升速、降速；另外12个可组态，触点由505供24VDC，触点输入电流小于2.5mA，最大线阻(触点电阻+导线电阻)为25K。4) 6个模拟输入：均可组态，可选择外部供源或505供24VDC；最大线阻200。5) 2个控制信号输出：可选择4-20mA或20-160mA；最大阻抗360或45。6)8个继电器输出：其中2个为特定继电器输出：报警(报警时得电)、跳闸(跳闸时失电，另外6个可组态；常开或常闭触点可选，所有触点均为干触点，触点容量：5A28VDC、0.5A115VAC。7)2个ModBus通讯接口：利用ASCII或RTU MODBUS协议，支持RS-232、RS-242和RS485通讯，可直接与DCS或基于CRT的操作站进行通讯。三、组态系统操作人员利用操作面板与505 系统进行联系。操作面板能间或使用以与系统联系，或者连续监测某个参数供操作人员观察。3.1 操作面板方式505 的操作面板可以运行于五种不同的访问方式。每种方式都有其不同的目的，它们分别是SERVICE（服务），CONFIGURE（编程组态），DEBUG（调试），OS_FAULTS（操作系统故障）和SYS_INFO（系统信息）。见图3-1 软件结构概观。 图3-1 软件结构概观服务方式（SERVICE）：能在汽轮机运行时使用，能显示任何服务方式功能块的数据和更改服务方式功能块的可调整参数。进入服务方式需要一口令。组态方式（CONFIGURE）：也称作编程方式，用于在机组运行前为特定的应用设置参数。要更改组态值，汽轮机必须停机（并输入正确的口令）。如果调速器没有停机，按PRGM键将只允许查看组态情况，而不允许作任何更改。调试方式（DEBUG）：用于调试阶段的系统故障查寻，一般不使用。它应由经严格培训过的Woodward 技术人员来使用或者受Woodward 公司明确授权时才能使用。进入调试方式需要一口令。操作系统故障方式（OS_FAULTS）：显示出现的操作系统故障或报警，并允许对检测到的报警列表进行复位（清除）。进入操作系统故障方式也需要一口令。系统信息方式（SYS_INFO）：用于显示系统信息，更改口令或给调速器下载组态文件。常用SERVICE和CONFIGURE两个模块。其中SERVICE可在汽机运行时监视和修改部分参数。CONFIGURE须在汽机停机时按厂家提供的菜单输入或修改必要的参数,使505能正确地控制汽机的运行。在运行时, 能进入该菜单,但只能看, 不能改。 SERVICE共有26个主菜单，CONFIGURE共有13个主菜单。每个主菜单包括几项子菜单，主菜单之间的转换用Scrollt u，子菜单之间的转换用Scroll；要退出菜单或模块，可按CLEAR键。3.2 顶层/根系统块通常，这是调速器通电后出现在显示器上的第一个显示，但有可能被应用程序所覆盖。任何时候获得根系统显示，按一下或有时按二下CLEAR 键，这取决于用户处于可编程操作的什么位置。该显示块如下所示：按键，使系统进入第一层，即方式级。3.3 选择方式级这第一层（位于顶层/根系统显示块下）包含五个不同的可编程方式功能组。第一级中所排列的五个方式功能组如图3-2 所示。用左翻t 或右翻u 键显示各个方式。图3-1 软件结构概观图3-2 选择方式级附 注当进入方式级时总是在方式级信息中首先显示服务方式3.4 条目级第二层为条目级，该级包含了如图3-3 所示的可编程条目（功能）组。用左翻（t）或右翻（u）键来调用各个条目，按CLEAR 键将退回至选择方式级。按下翻（）键将调用条目下的功能块。图3-3 条目级3.5 功能块级第三层为功能块级，如图3-4 所示。在这一级中能找到含有要监测或更改的可编程服务功能块。使用下翻（）或上翻（）键来调用不同的功能块，按CLEAR键退回到条目级。图3-4 功能块级四、505的控制说明4.1 起动特性505 调速器提供了三种不同起动方式的选择：自动，半自动和手动起动。组态时必须选择这三种起动方式的一种，以便使汽轮机从停机状态达到最低转速。控制组态的起动方式和调速器最低控制转速将取决于工厂的起动程序和汽轮机制造厂的建议（本厂505组态为自动起动方式,暖机转速为500rpm）。如果设置了暖机转速（暖机/额定或顺序自动起动方式），505 调速器将提供自动转速控制并避开临界转速。可以通过505 调速器的键盘，远程触点输入或ModBus 通信给出“运行”指令。此外，也能组态一个“允许起动”触点输入。例如，若主汽门没有关闭阻止起动。4.2 暖机/额定505 调速器配备了暖机/额定功能，该功能使505 调速器能自动将汽轮机转速提升至额定转速（5600rpm）。当不选择时，汽轮机转速自动降低至暖机转速（作为服务方式中的缺省值）暖机/额定功能能够和505 调速器的任何起动方式一起使用（手动，半自动，自动）。发出“运行”指令后，转速给定值从零匀速提升至暖机转速设定值并维持这一转速。当发出“至额定转速”指令时，转速给定值以“暖机/额定速率”提升至额定转速给定值。在提升过程中，可以通过提升或降低转速指令或者输入一个有效的转速给定值来终止给定值的变化。在本厂汽轮机运行中，中暖机转速为2500rpm，高暖机转速为4500rpm。4.3 至暖机转速及额定转速的特性可以从505 调速器键盘，触点输入或ModBus 通信来选择“至暖机转速”或“至额定转速”指令。从这三个指令源所给出的最后一个将确定功能的执行。如果将505 调速器的一个触点输入组态成用于暖机转速或额定转速的选择，那么触点断开时为暖机转速，闭合时为额定转速。当跳闸状态被清除时，暖机/额定触点可以是断开也可以是闭合。若触点是断开的话，必须闭合才能触发至额定转速，且必须先闭合再断开才能触发至暖机转速。若是闭合的话，必须断开才能触发至暖机转速，且必须先断开再闭合才能触发至额定转速。4.4 避开临界转速在许多汽轮机中，由于汽轮机的振动过大或其它原因，要求避开某些转速或转速范围（或者尽可能快地通过）。在编程组态时可以选择两个临界转速避开带，这两个转速带可以是小于调速器下限转速的任意转速范围 。必须对暖机/额定或顺序自动起动功能进行组态以执行临界转速避开功能。在临界转速范围内，505 调速器以设定的临界转速速率改变转速给定值并且不允许转速给定值停留在临界转速避开带内。如果转速在临界转速范围内时触发一提升降低转速给定值指令，转速给定值将升高或降低至（取决于提升或降低指令）临界转速范围的边界处。由于降低转速给定值指令优先于提升给定值指令，因此，当提升转速通过临界转速范围时触发了降低给定值指令则使给定值变化方向改变，并回到临界转速范围的下限。如果在临界转速范围内触发一降低转速给定值指令，那么只有在汽轮机的转速回到临界转速范围的下限后才能执行其它指令。如果汽轮机在加速通过临界转速避开带时出现强烈的振动，选择降转速给定值指令将使机组转速回复到该转速避开带的下限处。4.5 汽轮机起动505 调速器具三种可供选择的汽轮机起动方式（手动，半自动或自动）。必须选择三种方式中的一种并进行组态以执行系统的起动根据所选择的起动方式，发出“运行（RUN）” 指令后由505 调速器自动或由操作人员手动控制转速给定值和阀位控制器输出。汽轮机起动完毕后汽轮机的转速将被控制在最低控制转速。如果采用了暖机/额定功能，最低控制转速可以是暖机转速。如果采用了顺序自动起动，最低控制转速就为低暖机转速。如果既不采用暖机额定功能也不采用顺序自动起动，则最低控制转速就是调速器的下限转速。可以从505 的键盘，外部触点或通过ModBus 通信来发出“运行”指令。如果组态了“外部运行（External Run）” 触点，那么当该触点闭合时发出“运行”指令。 若该触点在起动前巳经闭合必须先断开再重新闭合以发出“运行”指令。如果在发出“运行”指令时调速器巳经检测到汽轮机的转速，调速器立即合转速给定值与所检测到的转速达到一致，然后继续朝最低控制转速变化。在检测到的汽轮机转速大于最低控制转速的情况下，转速给定值将与该转速达到一致，转速PID 将控制住这一转速并等待操作人员作进一步的操作（顺序自动起动除外）。如果在发出运行指令时检测到的汽轮机转速正好位于临界转速的避开范围内，转速给定值将与实际转速达到一致并升至临界转速避开范围的上限转速，然后等待操作人员的进一步操作。本厂505调速器的起动方式组态为自动起动方式，起动操作程序如下：1.发一复位（RESET ）指令（使所有报警和停机状态复位）2.打开速关阀（确认汽轮机没有加速）3.发（RUN ）指令505 调速器将以“阀位限制器速率”开启调节阀至最大位置。转速给定值以“至最低转速速率”升高至最低控制转速。当汽轮机转速升高且与转速给定值一致时，505 调速器的转速PID 通过控制调节阀的开度来控制汽轮机转速。转速维持在最低控制转速下直到操作人员进行操作，如果组态了顺序自动起动则就由顺序自动起动程序开始控制“限制器最大极限值”，“阀位限制器速率”和“至最低转速速率”的设定值都可以在服务方式中进行调整。能通过发出阀位限制器升或降指令，或者紧急停机指令来随时取消自动起动程序的执行。从505调速器操作面板上直接输入转速给定值，具体操作方法是：1.发出（RUN）指令。2.按(SPEED)键，再按下翻键，再按（SELECT）键，屏幕下行显示 Setpt *xxx.xx。3.按（YES）键，再按（ENTER）键，输入转速设定值，再按（ENTER）键即可。4.6 汽轮机停机1.正常停机：负荷将到0，发电机解列，在505调速器操作面板按“STOP（停机）”按钮，然后按“ENTER（确认）”键，505将触发汽轮机停机。检查调节阀确认已关闭，手动危急保安器或速关组合停机手柄关闭速关阀。2.紧急停机：在505调速器操作面板按“EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON（紧急停机）”按钮，505将触发汽轮机停机，检查速关阀却已关闭。4.7 阀门/执行机构标定与试验警 告标定或试验前机组必须停机且切断汽源，这样就能保证在开启调节阀时蒸汽不进入汽轮机。在执行这一操作时，超速检测及其继电器被退出。汽轮机的超速会损坏汽轮机并造成严重的人身伤亡事故。在执行这个过程时必须采取其它方式来切断汽轮机的汽源。1） 静态整定静态整定的目的是确保下面几个信号一一对应：505输出(mA)二次油压(bar)调阀升程(mm)41.50204.5hvmax1使505输出20mA。调整电液转换器上的电位器，使二次油压为4.5bar，再调整反馈板上调节螺钉，使油动机上指针指示hvmax（mm）。2使505输出4mA时。调整电液转换器上电位器，使二次油压为1.5bar，再调错油门上调整螺钉，使油动机上指针指示0（mm）。3重复上述步骤1和步骤2，直至完全对应。2）阀门标定1.在标定过程中，505 的紧急停机触点输入必须闭合或跨接（否则505 的执行机构输出电流将为零）。2.执行系统（RESET）复位指令(按505 的“Reset ”键)。3.按505 面板上的“Emergency Shutdown（紧急停机）”按钮。4.按“ACT”键，然后按下翻键直到出现“Stroke Actuators-dsbled，Steam Must be Off”（确认主汽门巳经切断了汽轮机的汽源）。5.按“YES”键，（这将使屏幕显示“Stroke to Min-Enabled，Min curr Adjust * 2 0 .000” 信息）。6.按“YES”键，进入该方式或下翻箭头键转入所需的方式，（请参阅图4.1）。6.a Stroke to Min-Enabld Min Curr Adjust *xxx.xx按“YES”键迫使执行机构输出至下限值。信息显示“At Min ”且执行机构输出电流将变化至其最小设定值。只有当“”符号位于屏幕的下行时才能调整最小电流值。按“SELECT”键使符号“”在上下显示行之间移动。按上升或下降键来改变0执行机构行程时的电流值。按下翻箭头键转入下一个所需的方式或者按两次“CLEAR”键保存更改值并退出标定方式。6.b Stroke to Max-Enabld Max Curr Adjust *xxx.xx按“YES”键迫使执行机构输出至上限值。信息显示“At Max”且执行机构输出电流将变化至其最大设定值。只有当符号“”位于屏幕的下行时才能调整最大电流值。按“SELECT”键使符号“”在上下显示行之间移动。按上升或下降键来改变100执行机构行程时的电流值。按下翻箭头