|
系統(tǒng)概述 |
|
SY8000透平機數(shù)字電液調節(jié)器（SY8000 Digital Electric Hydraulic Control System,）是一種適應于透平機械的一體化嵌入式控制設備。主要用于小型單抽、純凝、背壓式熱電聯(lián)產或拖動型透平機械的控制。被控參數(shù)主要是機組轉速、功率、壓力等。小型智能透平控制器實時采集機組轉速等運行的相關參數(shù)，經過適當?shù)姆答佌{節(jié)計算后，通過伺服信號輸出通道輸出閥位控制信號，改變調節(jié)閥開度，最終維持機組被控參數(shù)在規(guī)定的范圍內。
|
|
|
SY8000透平機數(shù)字電液調節(jié)器基于高性能實時操作系統(tǒng)平臺，最大控制周期不超過10ms， |
|
|
具有運算能力強、計算速度快，能滿足透平機械實時響應等要求。同時采用可編程控制技術，具有靈活方便的組態(tài)修正特性，適合不同控制對象的需求，并有掉電數(shù)據(jù)保存功能。可選擇配備操作員站或配備10寸LCD觸摸屏作為圖形化監(jiān)視及操作畫面。 |
|
|
|
SY8000通過CE認證，滿足如下指令： |
|
|
● 電磁兼容指令: 2004/108/EC |
|
● 低電壓指令: 2006/95/EC |
|
|
系統(tǒng)組成
SY8000調節(jié)器由輸入/輸出信號，處理器，控制策略、操作顯示監(jiān)視以及通信接口等組成。 |
|
輸入/輸出信號 |
|
轉速信號輸入： |
|
3路，直接接收磁阻式測速傳感器信號，信號范圍0～10kHz，精度±1Hz。 |
|
LVDT信號輸入： |
|
2路，直接接收3線制 LVDT位置傳感器信號,精度±0.5%。 |
|
模擬量信號輸入： |
|
3路，4～20mA輸入，精度±0.1%。 |
|
3路，4～20mA輸入，精度±0.1%，可提供24V對外供電。 |
|
開關量信號輸入： |
|
12路，接收干接點信號輸入，查詢電壓DC24V。 |
|
模擬量信號輸出： |
|
2路，閥門位置指令，4～20mA輸出,精度±0.2%。 |
|
2路,正負伺服電流信號輸出，量程可為±10mA、±40mA、±80mA、±150mA，具備比例、積分和顫振輸出功能。 |
|
開關量信號輸出： |
|
6路，繼電器觸點信號輸出（常開觸點）, 觸點容量：DC30V/1A。 |
|
處理器 |
|
采用1個PowerPC8247作為主CPU，3個Atmega128作為從CPU。運算速度快，性能優(yōu)異，功耗低。 |
|
控制策略 |
|
控制策略通過以太網(wǎng)口下載到SY8000的控制內核中。 |
|
即使在SY8000意外斷電的情況下，其中的控制算法以及上位機數(shù)據(jù)都不會丟失，重新上電后可繼續(xù)投入運行。 |
|
對典型的抽汽式機組，控制周期能夠滿足10ms要求，運算負荷維持在20%以下，完全滿足透平機控制系統(tǒng)要求。 |
|
操作顯示監(jiān)視 |
|
操作員站與SY8000通過以太網(wǎng)接口相連，實現(xiàn)操作顯示及數(shù)據(jù)交換�；蛘咄ㄟ^自身所帶的觸摸屏實現(xiàn)操作顯示及數(shù)據(jù)交換。 |
|
通訊接口 |
|
SY8000具備兩個冗余的以太網(wǎng)口，與人機界面實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)每500ms實時刷新一次。 |
|
SY8000通過以太網(wǎng)口升級控制器內核以及控制策略組態(tài)。 |
|
SY8000以RS-485接口形式提供1個Modbus接口，完成與外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。 |
|
電路原理
|
|
|
|
SY8000中的每路AI通道配置獨立的AD轉換器；每路LVDT通道配置獨立的信號調理器和AD轉換器；每路AO通道配置獨立的DA轉換器, 每路伺服通道配置獨立的DA轉換器和調理器，轉速通道采用專用高速CPLD進行實時采集。 |
|
SY8000內部配置了多CPU協(xié)同并行工作，主CPU采用高性能的高檔處理器PowerPC8247，基于實時操作系統(tǒng)的調度，處理復雜的控制策略，從CPU負責輸入輸出通道，伺服PID和超速保護回路均在從CPU中獨立完成，以獲得最快速的響應速度。 |
|
控制原理
|
|
SY8000接受人機接口發(fā)出的增、減指令，采集透平機的轉速、功率、壓力，此信號與SY8000的相應參數(shù)設定值信號進行比較，送入相應回路調節(jié)器進行偏差計算，PID調節(jié)，然后輸出油動機的開度給定信號。此給定信號與現(xiàn)場LVDT油動機位置反饋信號進行比較后，輸出伺服控制信號到電液伺服閥，控制油動機的開度，即控制調節(jié)閥的開度，從而控制機組轉速、功率、壓力等參數(shù)。 |
|
|
|
應用對象
|
|
SY8000調節(jié)器可以應用于熱電機組、低溫余熱機組、生物質發(fā)電機組、汽輪鼓風機組、汽輪給水泵機組、船用主汽輪機組等場合。 |
|
|
|
控制功能
|
|
閥位標定（拉閥試驗） |
|
在機組啟動之前，進行高調門及低抽門閥位標定。整定伺服系統(tǒng)靜態(tài)關系（拉閥試驗），使油動機在整個全行程上均能被伺服閥控制。閥位給定信號與油動機升程的關系為：給定0～100％升程0～100％。 |
|
就地啟動/調門手動啟動/曲線啟動 |
|
可根據(jù)不同的需求，選擇就地啟動、調門手動、曲線啟動三種啟動方式。選擇曲線啟動時，根據(jù)汽輪機啟動時的本體溫度狀況，選擇冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、還是極熱態(tài)曲線啟動。 |
|
轉速控制 |
|
機組在升速過程中，轉速信號經三取二邏輯優(yōu)選后，作為轉速的反饋信號，調節(jié)器通過轉速調節(jié)回路來控制 |
|
機組的轉速。升速時，操作人員可設置目標轉速和升速率。進入臨界區(qū)，自動超越和躲避。 |
|
同期控制 |
|
進入同期轉速范圍后，可進行同期操作，送出同期已投入狀態(tài)觸點至同期裝置，根據(jù)同期裝置發(fā)出的轉速增、減脈沖來改變目標值。 |
|
初始負荷功能 |
|
機組并網(wǎng)后，為了防止機組逆功率運行，在機組并網(wǎng)后調節(jié)器自動加初負荷。 |
|
閥位控制 |
|
機組并網(wǎng)之后會自動進入閥位控制，閥位控制屬于開環(huán)控制，運行人員可以直接輸入負荷百分數(shù)來增加或減小機組所帶負荷量。 |
|
功率控制 |
|
機組并網(wǎng)后，在功率信號通道沒有故障的情況下可以按照實際需要投入功率控制，功率控制是以機組實際功率為反饋，通過PID調節(jié)高調門開度來控制機組負荷。 |
|
一次調頻控制 |
|
機組并網(wǎng)后，為保證供電品質對電網(wǎng)頻率的要求，可以投入一次調頻功能。當機組轉速在死區(qū)范圍內時，頻率調整輸出為零，一次調頻不動作。當轉速在死區(qū)范圍以外時，一次調頻動作，頻率調整給定按不等率隨轉速變化而變化。 |
|
抽汽/補汽控制 |
|
在機組并網(wǎng)穩(wěn)定運行且?guī)弦欢娯摵珊罂赏度氤槠刂�，運行人員可設定抽汽壓力目標值，通過抽汽壓力反饋，控制抽汽閥的開度，以滿足抽汽熱負荷的需求。當機組帶上一定負荷后可以投入補汽控制，通過控制補汽閥開度，以完成汽輪機的補汽控制。 |
|
孤網(wǎng)控制 |
|
當機組在單機或小網(wǎng)運行時，可以投入二次調頻控制也稱孤網(wǎng)運行。孤網(wǎng)運行時可以手動增減目標負荷，也可以通過二次調頻功能自動增減負荷，維持機組轉速在3000 r/min。 |
|
遙控控制 |
|
當機組并網(wǎng)后，調節(jié)器還可以接受外部控制指令，控制指令方式可為增減脈沖信號或4～20mA的模擬量信號。 |
|
超速試驗 |
|
在汽輪機首次安裝或大修時，需要驗證超速保護的動作準確性，對每一種超速保護都進行試驗驗證。整個系統(tǒng)設置多道保護：103%超速試驗、110%超速試驗、機械超速試驗。 |
|
主汽門/調門嚴密性試驗 |
|
在機組啟動之前，汽輪機轉速達到設定轉速的情況下，可分別進行主汽門/調門嚴密性 |
|
試驗，測試機組惰走時間，判斷主汽門/調門是否嚴密。 |
|
技術指標
|
|
● 轉速控制范圍： |
|
4轉/分～10000轉/分，精度(±1轉/分)； |
|
● 負荷控制范圍： |
|
0～115％，精度0.5%； |
|
● 轉速不等率： |
|
3～6％連續(xù)可調； |
|
● 升速率控制精度： |
|
1轉/分; |
|
● 甩額定負荷時轉速超調量： |
|
5％額定轉速； |
|
● 調節(jié)系統(tǒng)的遲緩率： |
|
≯0.06%； |
|
● 抽汽壓力不等率： |
|
0～10％； |
|
● 系統(tǒng)平均無故障時間： |
|
MTBF>100000小時； |
|
● 系統(tǒng)可用率：99.9%； |
|
● 共模抑制比≥120dB，差模抑制比≥60dB； |
|
● 能接受與電氣共用全廠接地網(wǎng)而不必設置專用接地網(wǎng)，接地電阻≤2Ω； |
|
● 供電：兩路 DC24V(5A),±10%，冗余供電； |
|
● 最大功耗：帶觸摸屏型，小于40W；不帶觸摸屏型，小于30W； |
|
● 運行環(huán)境溫度：帶觸摸屏型，-10℃～45℃；不帶觸摸屏型，-10℃～65℃； |
|
● 存儲運輸溫度：-40℃～+85℃； |
|
● 相對濕度：10% RH～90% RH (不結露)； |
|
操作簡介
|
|
開機顯示SY8000的登錄畫面，輸入用戶名及密碼后可進入SY8000的主畫面 |
|
● SY8000的監(jiān)視及控制主畫面，用于監(jiān)視機組的控制狀態(tài)及重要參數(shù)。 |
|
|
|
● LVDT標定界面，對調門進行閥位標定和拉閥試驗。 |
|
|
|
● 控制參數(shù)界面，列有所有需要設置的控制參數(shù)，根據(jù)不同的權限可以在線進行調閱及修改。 |
|
|
|
● 系統(tǒng)參數(shù)界面，設置AI（4～20mA輸入）通道的量程及Modbus通訊接口的參數(shù)。 |
|
|
|
● 通道狀態(tài)界面，監(jiān)視調節(jié)器所有I/O通道的數(shù)值及狀態(tài)。 |
|
|
|
● 試驗界面，可以在機組啟動前進行調門嚴密性試驗及超速試驗。 |
|
|
|
外形尺寸
|
|
|
|
側面圖 正面圖 |
|
|
|
|
|
開孔圖 安裝示意圖 |
|
信號接線
|
|
|
|
注：帶補汽控制的SY8000型號中，“遙控抽汽壓力”，“抽汽壓力”，“低抽門指令輸出”這三個測點分別用“補汽門開度”，“補汽壓力”，“補汽門指令輸出” 三個測點替換。 |
|
訂貨選型
|
|
|
|
注：標準機柜的尺寸為2200mm (高) X 800mm（寬）X 600mm（深），顏色為RAL7035和RAL9005兩種可選，內含兩個AC220V/DC24V(5A)開關電源。工程師站和操作員站均配置時包含兩臺交換機。 |
|
選型注意事項： |
|
1：帶觸摸屏的型號不能配操作員站 |
|
2：兩個油動機的型號不能帶補汽控制 |
|
|
|
|
|
有觸摸屏、無機柜、無工程師站和操作員站 |
|
|
|
無觸摸屏、無機柜、有工程師站和操作員站
|
|
|
|
無觸摸屏、有機柜、有工程師站和操作員站
DCS與SY8000一體化設計 |
|
|
機柜安裝
|
|
機柜背面的下方安裝一根屏蔽接地銅排（和柜體絕緣）和一根保護接地銅排，SY8000的輸入輸出信號電纜的屏蔽層連接到屏蔽接地銅排，而SY8000的外殼（通過后蓋板上的接地螺釘）以及柜體則連接到保護接地銅排，兩個接地銅排各通過接地電纜(線徑面積至少16平方毫米)引到電子設備間的匯流銅排處，保護接地和屏蔽接地匯總后，最后再通過一根母線（線徑面積至少25平方毫米）與總的電氣接地網(wǎng)相連。 |
|
|
|
使用四個絕緣螺栓將機柜固定在底座上面，并在機柜和底座之間放置一塊約5～10mm厚的絕緣墊，實現(xiàn)機柜與底座的絕緣。 |
