SD04004_测速和超速保护卡SDP及端子板说明(有6路模拟量输入

1、转速测量和超速保护卡及端子板使用说明SD04004测速和超速保护卡（SDP）及其端子板使用说明(有6路模拟量输入)编制：_校对：_审核：_审定：_批准：_新华控制工程有限公司二00四年四月转速测量和超速保护卡及端子板使用说明 1. 概述SDP卡是转速量测速和超速保护功能合二为一的DEH/MEH专用卡件。在DEH系统中为保证冗余设计，采用3块SDP卡分布在3个不同的站，3块SDP卡与SDP端子板( CCC2.908.402)配合使用，构成硬件三选二超速保护系统。在DEH/MEH系统中，SDP板作为一个前端数据处理器，将转速信号转换成相应的数字信号，经I/O总线送至控制计算机系统中，用于转速控制等

2、。同时SDP卡对转速进行逻辑，并发出超速保护信号，控制超速限制（OPC）电磁阀或停机电磁阀，防止汽轮机超速。SDP卡在DEH系统中还可以根据输入电负荷和汽负荷的瞬间不平衡，产生超速保护的信号。DEH/MEH系统的超速保护功能由SDP及其端子板完成，与DPU独立。同时SDP卡上的所有信息都可以通过DPU读取在操作员站及工程师站的画面上显示。2. 硬件组成测速及超速保护硬件系统由SDP卡及端子板组成，一般在设计时都采用三块SDP卡和一块SDP端子板组成硬件的三选二系统。2.1 SDP测速卡2.1.1 简介SDP为汽机控制系统中专用的测速及超速保护模件，模件上采用AMD 188EM为16位嵌入式CP

3、U，它具有与速度快、数据处理能力强PC机的指令相兼容。因此，具有较强的软件开发手段。最大寻址空间为存贮器1Mbyte，I/O为64K，有3个16位定时器/计数器、多级中断、8个优先级等功能。程序存储器FLASH ROM（AMD 29F040），FLASH ROM中固化了32K的EMON86 V3.21和PI的执行程序，数据存储器一片628128 128K字节的RAM，该RAM主要用于程序的运行和数据计算。2.1.2 主要特点（1） 1路交流量输入、8路开关量输入、4路开关量输出、六路模拟量输入。（2） 采用全光电隔离，隔离电压³1500V。（3） 采用1路16位计数器,在转速>

4、50rpm时，测量转速时间<20ms。（4） 允许带电插拔（热插拔）。（5） 运行状态LED指示2.1.3 结构组成与工作原理框图SDP 卡原理框图2.1.4 SDP卡的使用说明2.1.4.1 SDP卡面板及元器件面简图2.1.4.2 SDP卡跳线说明：SDP卡上共有三组跳线，各自的功能及跳线方式分别说明如下：JP1：模件地址跳线（全部短接时为0号地址）图例：8×04×12×11×06，上图为6号地址 0 1 1 0 > 短接为0，开路为1 8 4 2 1 > 按8421编码排列JP2：通讯接口功能设定当短接JP2的1和2时SDP卡作为

5、MEH测速卡。不连JP2的1和2时SDP卡作为DEH测速卡。JP2的其他跳线都为断开JP3：可使单板CPU的串口用于P3的RS-232(调试用)，跳线连接如下:只短接1和2 、 5和6时，P3可以RS-232串口连接使用2.1.5 SDP卡面板说明面板最上方为CPU复位按钮。按下此按钮可重新启动SDP卡。标为“Power”的红灯是电源指示灯，灯亮表示电源正常。标为“COM”的绿灯是通讯指示灯，SDP卡通讯正常时该灯闪烁。标为“FAIL”的红灯是故障指示灯，SDP故障时该灯亮。2.1.6 技术规范2.1.6.1 技术指标：测量通道数：SDP有1路交流量输入，路开关量输入,4路开关量输出，六路模拟

6、量输入。信号：交流量输入>100mV（转速采样的门槛电压）开关量输入干接点开关量输出 PhotoMOS 导通时电阻<50欧姆测量范围：020000HZ串口方式：RS232通讯速率为19200波特率。电源：5VDC 1.5A（MAX）。或24DC 600MA（MAX）功耗：£ 6W。2.1.6.2 物理特性：宽度：155MM（6.12"）。深度：288MM（11.35"）（包括PCB插脚）。厚度：21MM（0.83"）。2.1.7 外部工作条件要求运行环境温度：-20 60 。相对湿度 1 95（不结露）。存储温度 -40 +85 。2.2 S

7、DP_TB端子板2.2.1 简述转速检测与保护卡端子板(SDP-TB)（CCC2.908.402），作为转速检测与保护卡(SDP卡)的输入输出接口板，它专用于DEH/MEH 系统的汽轮机转速测量的输入，超速保护。该板可同时连接三块测速卡（SDP），并对测速卡的输出状态进行三选二逻辑以后，输出超速保护信号。作为汽机超速保护的一部分，SDP端子板还可接收六路模拟量信号，提供给变送器供电的方式，这六模拟量分别输入到三块SDP卡，用于功率不平衡判断用。2.2.2 使用说明2.2.2.1 SDP-TB板外形图2.2.2.2接线端子JP1、JP2、JP3、JP4信号的定义 表2-1JP1输入端子定义插座端

8、子号对应通道说明JP1-11DI1+开关量输入正端（ASL1）JP1-22DI1-开关量输入负端（ASL1）JP1-33DI2+开关量输入正端（ASL2）JP1-44DI2-开关量输入负端（ASL2）JP1-55DI3+开关量输入正端（ASL3）JP1-66DI3-开关量输入负端（ASL3）JP1-77DI4+开关量输入正端（BR1）JP1-88DI4-开关量输入负端（BR1）JP1-99DI5+开关量输入正端（BR2）JP1-1010DI5-开关量输入负端（BR2）JP1-1111DI6+开关量输入正端（BR3）JP1-1212DI6-开关量输入负端（BR3）JP1-1313DI7+开关量输

9、入正端（备用）JP1-1414DI7-开关量输入负端（备用）JP1-1515DI8+开关量输入正端（备用）JP1-1616DI8-开关量输入负端（备用）b、端子排JP2端子对应关系见下表：表2-2JP2输入端子定义插座端子号对应通道说明JP2-117WS1+1#转速通道输入正端JP2-218WS1-1#转速通道输入负端JP2-319WS2+2#转速通道输入正端JP2-420WS2-2#转速通道输入负端JP2-521WS3+3#转速通道输入正端JP2-622WS3-4#转速通道输入负端JP2-723PW1+1#转速通道输出正端JP2-824PW1-1#转速通道输出负端JP2-925PW2+2#转

10、速通道输出正端JP2-1026PW2-2#转速通道输出负端JP2-1127PW3+3#转速通道输出正端JP2-1228PW3-3#转速通道输出负端JP2-1329OPC1+OPC1开关量输出正端JP2-1430OPC1-OPC1开关量输出负端JP2-1531OPC2+OPC2开关量输出正端JP2-1632OPC2-OPC2开关量输出负端c、端子排JP3端子对应关系见下表：表2-3JP3输入端子定义插座端子号对应通道说明JP3-133DI1+开关量输入正端（ASL1）JP3-234DI1-开关量输入负端（ASL1）JP3-335DI2+开关量输入正端（ASL2）JP3-436DI2-开关量输入负

11、端（ASL2）JP3-537DI3+开关量输入正端（ASL3）JP3-638DI3-开关量输入负端（ASL3）JP3-739AI1A+模拟量输入正端JP3-840AI1A-模拟量输入负端JP3-941AI1AC对外部变送器供电接线端（24V）JP3-1042AI1B+模拟量输入正端JP3-1143AI1B-模拟量输入负端JP3-1244AI1BC对外部变送器供电接线端（24V）JP3-1345AI2A+模拟量输入正端JP3-1446AI2A-模拟量输入负端JP3-1547AI2AC对外部变送器供电接线端（24V）JP3-1648AI2B+模拟量输入正端d、端子排JP4端子对应关系见下表：表2-

12、4JP4输入端子定义插座端子号对应通道说明JP4-149AI2B-模拟量输入负端JP4-250AI2BC对外部变送器供电接线端（24V）JP4-351AI3A+模拟量输入正端JP4-452AI3A-模拟量输入负端JP4-553AI3AC对外部变送器供电接线端（24V）JP4-654AI3B+模拟量输入正端JP4-755AI3B-模拟量输入负端JP4-856AI3BC对外部变送器供电接线端（24V）JP4-957DO1+OPC三选二输出正端（内部信号）JP4-1058DO1-OPC三选二输出负端（内部信号）JP4-1159DO2+AST三选二输出正端（内部信号）JP4-1260DO2-AST三选

13、二输出负端（内部信号）JP4-1361AST1+AST1开关量输出正端JP4-1462AST1-AST1开关量输出负端JP4-1563AST2+AST2开关量输出正端JP4-1664AST2-AST2开关量输出负端2.2.2.3SDP卡接线端子信号说明及注意事项：(1) 实际去仿真器的OPC信号与JP4的上面一路OPC输出接点是同一幅接点使用时不能直流和交流对象混接，在连仿真器的时候，端子（57，58）不能接就地OPC电磁阀，这样会把仿真卡烧坏。端子5760一般作为内部信号用。(2) JP1的前三路DI与JP4的前三路DI对SDP卡来说是同一个通道，都是DI通道，但在实际DEH项目设计中JP4

14、的三路DI信号当作DO用去VPC卡，挂闸信号在此处只是一个转接的作用，不能输出到其他电源等级不同的地方，以免烧坏卡件。(3) 在SDP卡的六个模拟量输入信号是固定的信号，端子排从上到下分别为功率1、中压排汽压力1 ；功率2、中压排汽压力2 ；功率3、中压排汽压力3，如果这些通道设计时没用时，在现场不能作为其他模拟量输入信号的备用通道，否则可能会引起OPC的误动。(4) SDP端子板上的并网输入通道接线端子不能任意更改，因为在SDP卡逻辑中对应该通道的输入有甩负荷预测的功能。(5) 在SDP端子板附近的电缆（内部接线和外部接线），如有强电信号，必须采用屏蔽电缆，以免强电信号干扰引起功率不平衡信号

15、误动，如SDP输出控制的有直流电磁阀时，电磁阀两端必须并联吸收反电势的二极管。2.2.3SDP卡端子板三选二原理说明OPC及AST三选二原理图如上图所示三块与SDP端子板相连接的三块SDP卡分别输出两路OPC、AST接点到SDP端子板上经三选二后各扩展出4个接点。SDP_TB输出两路OPC信号去OPC电磁阀，同时输出一路信号去VPC卡，在实际运行中，DEH处于手动，当动作就地电磁阀关门的同时通过VPC卡清各调节门伺服阀的指令，以免引起系统油压下降；在系统仿真状态下SDP卡输出OPC的同时送仿真器一幅接点，使仿真器里的模拟调门开度迅速清零。SDP_TB输出三路AST信号，其中两路去ETS系统，一

16、路作为仿真的接口。2.2.4技术规范2.2.4.1技术指标电源：24VDCI/O点：3路转速通道输入； 8路DI；6路AI(15V，420mA)3路转速通道输出。3路OPC状态继电器输出，容量为240VAC/10A。3路AST状态继电器输出，容量为240VAC/10A。2.2.4.2环境要求工作温度：-20 70 存储温度：-40 85 相对湿度：90%（无凝结）3. SDP卡信号在XDPS组态中的输入、输出定义模拟量输出通道定义：测点名称信号类型通道默认值（说明）甩负荷预测OPC延时时间AO02秒IEPRAO1虚拟通道，%，设定值MWRAO2虚拟通道，%，设定值IEP0AO3虚拟通道，%，设

17、定值MW0AO4虚拟通道，%，设定值开关量输出通道定义：测点名称信号类型通道默认值（说明）DEH机械超速试验DO0投入试验时为1DEH 110%超速试验DO1投入试验时为1中压排汽压力30%DO2中压排汽压力30%时为1MEH电超速试验DO3投入试验时为1DEH 107超速试验DO4107%TEST模拟量输入通道定义：测点名称信号类型通道默认值（说明）转速AI0DEH：04000 MEH：012000加速度AI1OPC动作设定点AI23090AST动作设定点AI33300转速探头齿数AI460甩负荷预测OPC延时时间回送AI52秒IEPAI6IEP（对应硬件第一路AI通道）MWAI7MW（对应

18、硬件第二路AI通道）IEPRAI8IEPR（IEP额定(%)）MWRAI9MWR（MW额定(%)）IEP0AI10IEPO（IEP零位）MW0AI11MWO（功率零位）dnx+dmwAI12虚拟通道，%，返回107%定值AI13虚拟通道，r/min，返回开关量输入通道定义：测点名称信号类型通道默认值（说明）ASL1DI0挂闸时为1ASL2DI1挂闸时为1ASL3DI2挂闸时为1BR1DI3并网时为1BR2DI4并网时为1BR3DI5并网时为1MEH外部跳机输入1DI6闭合时为跳机*MEH外部跳机输入2DI7闭合时为跳机*DEH油开关（三选二）DI8闭合为1MEH机械超速试验DI9MEH转速TQ

19、DI10转速小于2000 rpm时为1机械超速试验回送DI11有效为1110%超速试验回送DI12有效为1甩负荷预测DI13预测动作为1ASTDI14110%动作时为1OPCDI15103%动作时为1转速1状态DI ？16OPC卡转速断线DI20断线为1OPC板工作模式DI21用于DEH为1/用于MEH为0OPC卡通讯故障DI ？22通讯故障为1PLU动作DI22PLU动作DEH 107%TESTDI23试验时为1注：2个MEH外部输入跳机信号（或）动作时OPC输出继电器动作，MEH外部输入跳机信号在机械超速试验状态下还起作用4. SDP卡通过串口修改数据的说明SDP卡上述常用或试验信号可通过

20、DO、AO 直接控制或修改，但考虑到系统维护的安全性对一些关键信号通过串口连接终端修改，可以通过串口修改的参数如下：(1) DEH的103%超速动作定值(2) DEH的110%超速动作定值(3) MEH的103%超速动作定值(4) MEH的110%超速动作定值(5) 110%输出触点的常开或常闭状态选择。4.1 SDP卡与PC机串口电缆的连接方式如下：4.2 参数修改串行通讯口主要用于应用程序的安装、修改以及运行参数的修正，其通讯的规约、硬件只用TXD、RXD和GND，通讯设置为19.2Kbps，8个数据位，1停止位，无校验，xon/xoff，通过串行通讯器（PC机）向SDP板输入一个<

21、空格¿>（20H）时，SDP板从串行通讯器输出一串数据，其格式如下：3000 该数据表示当前测得的转速值。参数设定：按 f ¿ 后显示f2002/08/17SDP Version 1.00Design by Zheng LingSongCopyright by Xinhua control engineering co., LTDm Speed 103 = 3090n Speed 110 = 3300o MEH 103 = 6300p MEH 110 = 6500q Gear number = 60 This is DEH SDP card ! This is old

22、 SDP card ! ( U31 has 74ls244 )如需要更改上述参数，只要按照提示的命令后跟上相应的参数，如o6800 ¿ MEH 103 = 6800修改完毕，输入命令 w ¿ 后可以将新参数写入Flash Memory 中保存。在部件上应该贴上明显的标签注明该卡的功能：DEH MEHOPC130906300OPC233006500齿数 60注意：当修改通讯端口设置后，需在通讯界面菜单中断开通讯后重新连接，否则通讯不能建立5. 超速保护动作原理SDP卡的重要开关量输入信号：汽机挂闸、主油开关合闸，采用三选二冗余方式，保证动作的可靠性SDP卡作为DEH使用时，可

23、以实现103%超速限制、110%超速保护及负荷不平衡功能，各功能实现的方式及原理如下：5.1 103%超速动作的工况：当汽机转速大于103%，且不在110%或机械超速试验位。主油开关合闸且汽机中压排汽压力大于30%（DPU内判断后写开关量去SDP卡）工况下，主油开关断开的瞬间，不等汽机超速，直接发出OPC信号延时几秒（DPU写模拟量去SDP卡）再判断当转速低于3090后再释放。当延时几秒判断转速还高于3090则通过超速保护使OPC继续动作，直到转速低于3090后释放。通过电负荷与汽负荷不平衡达到一定值发OPC，在SDP端子板上输入三路功率和三路中压排汽压力信号，当这两个三选二后的信号在VPC卡

24、内标“1”后进行比较产生的偏差与当前转速与额定转速标“1”后的偏差和大于1时就产生瞬间功率不平衡，发出OPC信号。机组并网运行期间，当机组甩去部分负荷的情况下，汽机转速上升，DEH系统通过一次调频或二次调频功能来稳定网频，SDP卡判断超速的动作点为107%，只有当汽机转速大于3210时，SDP卡输出OPC信号关闭高中压调门限制超速。何时释放当机组出现电负荷与汽负荷不平衡工况且主油开关未跳闸时，超速保护功能主要作用是限制第一个转速飞升，转速调节通过启用DEH系统的一次调频及二次调频功能，来稳定3000RPM（保证设备用电频率），维持机组的局域网或厂用电负荷。当主油开关合闸运行，出现汽机超速时上述

25、负荷不平衡瞬间发OPC信号之后或电负荷与汽负荷不平衡尚未达到OPC动作值， DEH系统通过一次调频及二次调频调节期间出现汽机转速大于107%时，三块VPC也经三选二端子板输出OPC信号限制超速（这个超速动作点不同于主油开关未合闸前的动作点103%）。是否要插入功率-负荷不平衡逻辑示意图；OPC端子板三选二示意图；OPC逻辑图组态页介绍：SDP卡的相关参数可以通过系统组态直接写入具体参数如下：5.2 LED状态指示D1电源指示，亮时表示电源接通，LED红色。D4BC板读SDP板状态，LED指示闪烁时表示正在通讯，LED绿色。D5SDP板运行指示，闪烁时为正常，LED绿色。D6指示亮时表示CPU复

26、位，LED红色。6. 现场调试说明6.1 系统上电端子板与SDP卡连接及卡件送电前，先对该卡件的现场输入信号逐个检查无接地现象；检查输入信号无强电串入；检查模拟量输入的供电方式是否正确，以保证系统的安全送电。6.2 卡件功能测试6.2.1 转速通道校验：用转速信号发生器输入三路信号分别加 10、100、1000、2000、3000、3100、3300检查转速通道的测量精度；6.2.2 OPC功能：从3050开始逐渐增加转速达到3090时，OPC继电器动作，SDP端子输出（29，30）；（31，32）；（57，58）；应闭合，动作就地两个OPC电磁阀的同时清除VPC卡的阀门指令，画面上应能指示OPC动作信号6.2.3 AST功能：在DEH组态里强制“110%试验”输出信号为“1”，当转速从3000开始逐渐增加转速达到3090时，OPC继电器应被屏蔽，到达3300时，AST