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WOODWARD2301速度调节控制板


详细描述:

WOODWARD 2301D设置、操作手册

26288 (Revision C)

使用WOODWARD 2301D进行柴油机无差速度调节控制,相关设置、操作如下:

启动过程说明

   采用自动启动控制过程,由控制台控制全部过程,启动控制原理:通过识别柴油机由被动运转,转变到主动运转,实现启动过程自动控制,识别原理:

风马达定速在点火速度以上,怠转速度以下,通过识别风马达达到点火速度后,柴油机会主动运转,并由调速器配合,控制到怠转速度,即认为启动成功,如果超时达不到怠转速度,认为启动失败。

                        硬件

1.   开关输入控制

1.1    接线图

1.2   启动控制描述

1.2.1  系统通电,自检通过,符合启机条件

1.2.2  28号端子同31号端子【停车】触点闭合

1.2.3  28号端子同33号端子【怠转/额定】触点分开,其他控制触点分开

1.2.4  启动风马达

1.2.5  当转速达到点火转速后,柴油机点火主动运转

1.2.6  当转速达到启动控制速度后,调速器开始调整油门,逐步控制到怠转

1.2.7  当转速达到怠转速度后,关闭风马达,启动成功

1.2.8  如果超时未达到怠转速度,则认为启动失败,执行停机过程

1.3   运行控制描述

1.3.1  闭合28号端子同33号端子【怠转/额定】触点(一直闭合), 调速器控制到额定转速

1.3.2  28号端子同35号端子【升速】36号端子【降速】点动闭合,转速上升或下降

1.4   停机控制描述

1.4.1  打开28号端子同33号端子【怠转/额定】触点,等待发动机转速降到怠转速度后

1.4.2  打开28号端子同31号端子【停车】触点,调速器控制到停车状态

注意:不可将【停车】触点直接用于停车,因为可能在额定高转速下,直接切断油路,对发动机不利,所以必须在怠转低转速下,切断油路,使发动机熄火,达到停机目的。

      不可将【停车】触点用于紧急停车,以防执行器被卡,达不到紧急停车目的。   

注意:在不使用模拟线路控制时,应将模拟线路设置为不使用。

2.  模拟输入控制

2.1 接线图

2.2    4mA-20mA启动控制描述

2.2.1  系统通电,自检通过,符合启机条件

2.2.2  28号端子同31号端子【停车】触点闭合(常闭触点)

2.2.3  加入4mA电流,启动风马达,

2.2.4  当转速达到点火转速后,柴油机点火主动运转(点火转速为多少?理论值为158rpm)

2.2.5  当转速达到启动控制速度后,调速器开始调整油门,逐步控制到怠转

2.2.6  当转速达到怠转速度后,关闭风马达,启动成功(应该是正常启动后就关闭气动马达,为什么要达到怠速后才关闭呢?)

2.2.7  如果超时未达到怠转速度,则认为启动失败,执行停机过程(启动失败/没有点火则关闭气动马达/断电,等待再次启动,启动失败也就不用停机)

2.3   运行控制描述

2.3.1  4mA-20mA对应怠速到额定转速控制

2.4   停机控制描述

2.4.1  将电流降到4mA,等待发动机转速降到怠转速度后

2.3.2  打开28号端子同31号端子【停车】触点,调速器控制到停车状态

2.5   4mA-20mA对应软件设定转速,一般将4mA对应到怠速,将20mA对应到额定转速,以上认为4mA对应怠速,20mA对应额定转速

注意:不可将【停车】触点直接用于停车,因为可能在额定高转速下,直接切断油路,对发动机不利,所以必须在怠转低转速下,切断油路,使发动机熄火,达到停机目的。

      不可将【停车】触点用于紧急停车,以防执行器被卡,达不到紧急停车目的。(紧急停车怎么设置?没有表现出来)

                             软件

软件操作内容共分两大类,即:Service (服务) 和 Confingure(配置),根据Service (服务) 和 Confingure(配置)相关内容,为了通俗易懂,现将Service (服务) 翻译成显示及设置,Confingure(配置)翻译成配置设置,其他翻译按原意,以行业术语优先,部分翻译为快速理解,增减些内容。如有不理解,请参见软件及随机手册,这里不进行英文对照。以下仅与速度控制相关的部分主要内容需要设置改变,其他保持默认,不影响速度控制(代理方技术人员已确认),希望以后有时间把与速度控制有关的全部参数理清楚。

并切把不使用功能的参数也理清楚,避免可能存在的交叉参数影响(即两个以上功能用一个参数) ,是否可以关掉不使用的功能等。只有理清全部参数,才可放心使用。

3.    显示及设置说明service confingure

3.1   显示(A)A**display menu**

3.1.1  第1项:发动机转速显示 (n转/分)engine speed (rpm)

3.1.2  第3项:发动机当前设定转速 (n转/分)speed reference (rpm)

3.1.3  第4项:当前燃油量显示 (0.00 %)fuel demand(%)

3.2   速度设置(G)G**speed settings**

3.2.1  第1项:调速器起控速度,该数值应大于发动机点火速度,小于怠转速度 (n转/分)

start speed (rpm)

3.2.2  第2项:最高转速限制 (n转/分)raise speed limit (rpm)

3.2.3  第3项:最低转速限制 (n转/分) (不能低于怠速)lower speed limit (rpm)

3.2.4  第4项:怠速设置 (n转/分)idle speed (rpm)

3.2.5  第5项:28号端子同33号端子【怠转/额定】触点闭合,从怠速升到额定转速时间 (n秒)accel ramp time (sec)

3.2.5  第6项:28号端子同33号端子【怠转/额定】触点分开,从额定转速降到怠速时间 (n秒)decal ramp time (sec)

3.2.6  第7项:28号端子同35号端子【升速】闭合,从最低到最高转速时间 (n秒)

speed trim inc time (sec)

3.2.7  第8项:28号端子同36号端子【降速】闭合,从最高到最低转速时间 (n秒)

speed trim dec time (sec)

3.3   动力参数设置(H)H*DYNAMICS*(该模块还有其他功能,但是配套的执行机构齐全吗?

3.3.1  第1项:怠速增益 (P = n.nn )PROP GAIN(控制器对于发动机速度与参考速度设定之间偏差的反应快慢,增益设定提供了发动机在轻载或卸载条件时的稳态控制。

3.3.2  第2项:额定转速增益 (P = n.nn)reset

3.3.3  第3项:积分 (I = n.nn)actuator compensation

3.3.4  第4项:微分 (D = n.nn)windowwidth

3.3.5  第5项:辅助增益调节转速波动范围 (n转/分)gain ratid

3.3.6  第6项:辅助增益调节比率 (P = n.nn)speed filter freq

3.4   燃油限制设置(L)L*fuel limiters

3.4.1  第1项:启动燃油限制 ( n %)start fuellimit ( n %)

3.4.2  第2项:燃油在第1项被限制的基础上,每秒以该值递增值 (n % 秒)start ramp rate

3.4.3  第4项:最大燃油限制 ( n %)max fuel limit

3.5           模拟输入设置(P)P*analog inputs settings*

3.5.1  第3项:4mA对应的最低转速  (n转/分)speed w/rmt in@min (rpm)

3.5.2  第4项:20mA对应的最高转速 (n转/分) speed w/rmt in@max (rpm)

3.5.3  第6项:从最低转速到最高转速所需升速时间 (n秒)rmt spdref inc time (sec)

3.3.4  第7项:从最高转速到最低转速所需降速时间 (n秒) rmt spdref dec time (sec)

4.               配置设置说明confingure

5.              

4.1      控制功能 (A)A*engine & speed control*

4.1.1          第1项:额定转速设置 (n转/分)enter rater speed (rpm)

4.1.2          第7项:超速保护设置,当发动机达到该转速后,触发停车命令 (n转/分)overspeed setting(超速停止装置必须独立于原动机的控制系统。超温或是超压停机装置也必须安全和适当。

4.2    发动机参数设置 (B)B*diacrete in options*

4.2.1  第1项:飞轮盘齿数 (n)

4.2.2  第3项:发动机缸数 (n)

4.2.3  第4项:转速传感器失效比例 (n %)

4.2.3  第8项:发动机冲程数 (n)

4.3    模拟输入设置 (E)

4.3.1   第2项:模拟输入线路1设置 (n)(参见随机手册P55 E02)

4.3.2   第4项:设置线路1输入类型 (n)(参见随机手册P55 E04)

4.3.3   第7项:模拟输入线路2设置 (n)(参见随机手册P55 E07)

4.3.4   第9项:设置线路2输入类型 (n)(参见随机手册P55 E09)

4.3                执行器输出类型(F)

4.4.1           第1项:执行器输出类型 (n)(参见随机手册P56F01)

        其他

5.1               必须按照WOODWARD 随机手册及软件相关定义, 正确操作设置

5.2               启机前,应保证调速器参数正确

5.3               调速器通电后,有25秒不反应期,调速器状态灯同时亮25秒

5.4               新试样机应确保调速器使用的转速传感器信号正常

5.4.1          在怠转时,信号应大于1V,占空比50%,误差小于等于±10%,在额定转速时,信号应小于30V,占空比50%,误差小于等于±10%

5.4.2          信号无畸变,过零无畸变

5.4.3          转速传感器同发动机齿轮间距及发动机飞轮齿宽,应符合WOODWARD Manual 82510要求(间距是多少)

5.5               由于柴油机理论数学模型与实际相差甚远,采用凑试法,调整PID

如对文中有异议,应组织研讨,及时改正错误。

本操作说明对原理与接线方式做了详细的表达,但是在安装后参数设

2301A面板上的电位器的初始整定

    a.额定转速电位器(Rated speed),将发电机组控制柜门上的速度给定电位器R1调至中间位置(5圈),将额定转速电位器调至最小位置,待柴油机升速后,调它使柴油机到达额定转速1500rpm,顺时针旋转为转速升高。

    b.怠速电位器(Low Idle Speed),设置至最大位置,顺时针方向为升高怠速值。

    c.初始燃油限制电位器(Start Fuel Limit),置于最大位置,顺时针方向为增大初始值。

    d.升速时间电位器(Ramp Time),使其在最小位置,顺时针为时间加长。

    e.增益电位器(Gain)和稳定性电位器(Reset),置于中间位置。快速性电位器(Actuator Compensation)放在0~2范围内的刻度上, 顺时针方向为增强性能。

    f.负荷增益电位器(Load Gain),置于中间位置,顺时针方向增大负载输出信号。

    g.调差电位器(Droop),处于最小位置,顺时针方向增大调差。

    (3) 转速稳定工作调整

    a.若柴油机快速振荡,应逆时针慢慢减小增益(Gain)电位器,直到稳定为止。

    b.若柴油机慢速游荡,应顺时针增加稳定性(Reset)直到稳定为止。

    如果调大稳定性电位器不能改善柴油机的稳定,则还需慢慢调小增益电位器或增益和快速性(Actuator Compensation)电位器都慢慢调小。

    c.小范围的慢速不稳应顺时针增大快速性(Actuator Compensation)  电位器,小范围的快速不稳应逆时针调小快速性电位器。

    (4) 转速动态调整

    a.调整增益和稳定性电位器,使转速变化获得最佳动态响应。

    b.用高灵敏电压表监视20#(A+)和21#(B-)为执行器输出的直流电压。

    c.调大增益电位器,可使突变负载时提供转速变化的快速传输响应, 应慢慢顺时针增大增益电位器,直至监视20#、21#上的电压表现出轻微不稳,然后轻微逆时针调小一点增益电位器,使监视表上的电压稳定可读。

    d.为了减小加载后的执行器抖动,应顺时针调大稳定性电位器。

    e.当稳定性电位器调整至0~3刻度范围之内,若顺时针增大稳定性电位器时,还可能需要逆时针减小增益才能保持稳定工作。

    f.若柴油机动态响应速度慢,应反时针调小稳定性电位器,以减小积分时间常数,使柴油机能快速达到平衡状态。

    (5)怠速和额定转速的调整

    柴油机工作在稳定状态,发电机组控制柜门上的调速电位器置于中间位置,在怠速状态下调怠速(Low Idle Speed)电位器至要求值600rpm,在额定状态下调整额定转速电位器(Rated Speed),使其为要求值1500rpm。

    (6)初始燃油限制电位器调整

    a.若不需要应用初始燃油限制,可将初始燃油限制电位器(Start  Fuel Limit)顺时针调到最大即消除此功能。

    b.柴油机在额定转速运行状态下不带负载,记录调速器20#(+),21#(-)为执行器输出的电压。

    c.关闭柴油机,在调速器16#与18#之间加一短接线,给18#加入+24V电源,使之退出丢失测速信号保护。调初始燃油限制电位器,使20#和21#为执行器输出的电压为其额定值的1.3倍。

    d.去掉16#和18#之间的短接线。起动柴油机,观察其起动时间,转速超调量以及排烟情况。若柴油机起动困难,应顺时针调大初始燃油 限制电位器,直到能起机为止。其柴油机起动时浓烟过量,应逆时针轻微调小初始燃油限制电位器,同时应保护冷热状态下都能起机。尽管初始燃油限制电位器调大可以使起机变得容易,但是一旦速度控制占主导地位时,燃油限制的功能则不起作用。

    (7) 升速时间的调整

顺时针调大升速时间电位器(Ramp Time)可使柴油机从怠速状态变为额定状态的升速时间延长。应调节此电位器以获得所要求的升速时间。

    (8) 负载增益的调整

    分别使各柴油发电机组带上额定负载,调整负载增益电位器(Load   Gain),使调速器13#(+)和11#(-)负载信号输出电压为6V,当负荷为半载的情况下为3V。

    (9) 调差特性的调整

    a.各机的负载增益调好后,调整调差电位器(Droop), 使各机组空载与满载状态下的频率差都为要求值,如3%。

    b.各发电机组控制柜门上的调速电位器R2调在中间位置不动。分别调各机的额定转速电位器(Rated Speed)使其空载频率为51.5Hz,分别调各机的调差电位器(Droop)使其满载频率为50Hz。调差率即为3%。

 c.各发电机组控制柜门上的调速电位器R2置于中间位置不动。先将各机组独立空载运行,调整调速器上的额定转速电位器(Rated Speed)使频率为51.5Hz。将各机组单独满载运行,调整调差电位器(Droop)使频率为50Hz。短接调速器14#和16#,在14#接通+24V电源,调速系统处于无差调节状态下运行。此种运行状态下系统的满载频率将升至空载频率51.5Hz。最后再去掉14#和16#之间短接线,满载频率又降至50Hz。多机并网运行必须有差调节特性才能使各机负荷均匀分配。系统负荷变更时,各机组按调差特性曲线中的频率分配负荷,调差特性的一致,空载转速相等则可使各机负荷均衡。

 

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