水轮机微机调速器培训精品课件

1、PLC水轮机微机调速器水轮机微机调速器国内外开展动态可编程控制器的开展现状与特点PLC水轮机微机调速器的系统结构水轮机微机调速器静特性分析水轮机微机调速器国内外开展动态水轮机调速器作为水电站的重要控制设备，历来受到水电界的关注和重视。众所周知，调速器曾经历了机械液压型、模拟式电气液压型的漫长历史。电液调速器大都采用了PID调节规律，在性能上有很大的提高，但是由于它仍用模拟组件或数字电路来实现其调节规律，故硬件线路复杂，维护也不方便，可靠性受到一定的影响。同时水轮机调节系统是一个非线性、时变、非最小相位系统，要想保证系统在不同的工况下都具有优良的动态品质是非常困难的。20世纪70年代中期微处理机

2、推向市场，到70年代末，微机控制技术引入水轮机调节领域，80年代微机调速器经历了诞生、开展至根本形成的历史。目前，在调速器领域内，开展微机调速器己经成为主流。国外开展动态 20世纪80年代，世界上兴旺国家的著名水轮机调速器公司均毫无例外地先后研制了微机调速器。 日本日立公司和东芝公司率先研制 ABB公司起步早、开展快 法国奈尔皮克(NEYRPIC)公司 德国西门子(SIEMENIS)公司 美国伍德华德(WOOD WARD)公司 瑞士埃舍尔维斯(ESCHER WYSS)公司 比利时的ACEC公司 挪威的KBB公司等国内开展动态建国以来，我国调速器制造工业经历了引进、仿制、自行研制生产的过程。随着

3、微电子技术的开展，我国学者在20世纪80年代初即开始从事微机控制技术应用于水轮机调节的研究。1984年11月，华中理工大学和天津水电控制设备厂合作研制的我国第一台微机调速器在湖南欧阳海水电站投入运行。由于微机调速器具有精度高，软件灵活性大，便于采用先进的控制策略，藉硬、软件的容错、避错等措施可提高其可靠性等优点，它从一诞生就表现出强大的生命力。此后，许多高等院校、科研院所、企业均开展了微机调速器的研制。开发环境硬件应用领域控制策略单板机单板单板机可编程控器(PLC)工业控制机(IPC)对常规PID控制规律作了改进，提出和应用了一些新的控制策略。机器码、汇编语言、高级语言面向任务的基于图形组态的

4、开发平台;混流式、转浆式、贯流式、冲击式、抽水蓄能机组 当前，我国的微机调速器领域正向更先进、更可靠、性能/价格比更优越的方向开展。可编程控制器的开展现状与特点可编程控制器的开展现状 1968年，美国通用汽车(GM)公司针对“多品种、小批量的市场需求，提出了10项功能指标全新的工业控制装置的设想。1969年，美国数字公司(DEC)按上述要求研制成功了这种新型工业控制装置，当时主要是用于逻辑控制，称之为可编程逻辑控制(Programmable Logic Controller)，简称PLC o PLC实质上是一种工业计算机，只不过它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控

5、制要求的编程语言. 至20世纪90年代中期，全世界约有200多个厂家生产400多个品种的PLC产品及其网络产品。PLC是工业控制系统中继单片机、STD总线之后的又一个里程碑。当前，PLC仍然是一种应用非常广泛、开展十分迅速的技术。适应生产过程和机械自动化需求的智能单元和模块、通信、现场总线技术、产品的进一步系列化和编程语言的完善化。发展方向可编程控制器的主要特点编程方便，易于使用2与外部控制器件接口方便3高可靠性1PLC水轮机微机调速器的系统结构 PLC水轮机微机调速器的系统结构水轮机调节系统的任务 水轮发电机组把水能变成电能供用户使用，用户除要求供电平安可靠外，还要求电能的频率及电压保持在额

6、定值附近的某一范围内。因此，必须根据负荷的变化不断调节水轮发电机组的有功功率输出，以维持机组转速(频率)在规定的范围内。 分析：f不变机组转速恒定f=np/60角速度增量不变水轮机主动力矩与发电机阻力矩平衡调节水轮机输出主动力矩调节水轮机输出功率调节水轮机流量改变导叶开度机组的运动方程水轮机调节系统的特点 水轮机调节系统是由水轮机调速器和调节对象(包括引水系统、水轮机、发电机及负载)共同组成。水轮机调节系统与其他原动机调节系统相比有以下特点:水轮机调节装置必须具备有足够大的调节功;1水击的反调效应不仅不利于调节系统的稳定，而且严重恶化了调节系统的动态品质;3有些水轮机还具有双重调节机构，从而增

7、加了调速器的复杂性。4水轮机调节装置必须具备有足够大的调节功;2典型PLC水轮机微机调速器结构 图中由左至右的控制信息的传递通道，是任何一种结构的调速器必须具备的主通道，包括通道u/N、通道y1和通道Y。 通道u/N是微机(PLC)调节器的输出通道，它的输出可以是电气量u，也可以是数字量N 。 u/N信号送到电/机转换装置作为其输入信号。 通道y1是电肌转换装置的前向输出通道，它输出的主要是机械位移，也可以是液压信号，是机械液压系统的输入控制信号。 通道Y是机械液压系统的输出通道，它输出的是接力器的位移，也是调速器的输出信号。前向通道反响通道综合比较点 与前向通道信息传递方向相反的通道，反响通

8、道有2-1, 3-1. 2-2, 3-2和3-3。例如，反响通道3-1是接力器位移Y经过电肌转换装置转换为电气量或数字量，再送给微机(PLC)调节器作为反响信号的通道。 综合比较点是系统中前向通道和反响通道信息的集合点。位于微机(PLC)调节器、电/机转换装置和机械液压系统中的3。图中绘出了分别个比较点:Al ,A2, A3。在一般情况下，A1是数字量综合比较点，AZ是电气量综合比较点，A3是机械量综合比较点。PLC调节器PLC水轮机微机调速器结构框图 系统的输入分为开关量输入(如机组启动、机组正常停机等)和模拟量输入(如来自机组状态的频率、开度、电网频率以及通过用户设定的各项给定参数)。系统

9、的主要输出参量为导叶接力器控制信号。水轮机微机调速器静特性分析 对于水轮机调节系统来说，最根本的要求是稳定性。在系统稳定的根底上，还对其动态过渡过程品质也有一定的要求。 我们通常通过调速器静特性试验的方法来进行分析，下面将以一组具体的数值来分析分析频率给定fc和开度给定Yc对微机调速器的静态特性的影响。 如图所示为频率给定分别等于50Hz和50.5Hz时的两条微机调速器的静特性。从图中可以清楚地看出，两条静特性线是平行的直线，其间的纵坐标距离为0.5Hz，故调整频率给定，相当于纵向平移静特性。当水轮发电机组并入大电网运行时，可认为电网频率保持为50Hz。当频率给定fc由50Hz调整到50.5Hz时， 则由原来的0.5开启到1.0。所以，此时调整频率给定fc，可以增/减机组所带的负荷。但是，由于水轮机微机调速器都设有开度给定环节，因此，一般不采用调整频率给定的方法来增减负荷，而采用调整开度给定(或功率给定)的方法。 如下图为开度给定Yc分别等于和时的两条微机调速器的静特性。从图中可以看出，两条静特性线是平行线，故调整给定开度，相当于横向平移静特性;其间的横坐标距离为。当水轮发电机组并入电网运行时，可认为电网频率保持为50Hz，当yc由调整到时，Yc那么由原来的开启到。显然，调整开度给定y。来改变微机调速器接力器的开度是正确的方法。小结 这次内容主要是针对三菱公司 PLC