505调速器操作说明9703

-.z.附录一 WOODWARD 505数字式调节器 操作说明 1 概述 Woodward 505 是美国 Woodward 公司生产的以微处理器为根底的数字式调节器。根据每一台汽轮机的特性和参数对 505 进展组态。505 承受转速探头送来的频率信号，经内部频率/电压转换器转换后与设定值比较，产生相应的 4-20mA 模拟信号，输出至电液转换器I/H，I/H 把模拟信号转换成相应的二次油压 1.5-4.5bar，二次油压控制错油门，进而控制调阀开度，控制蒸汽流量，调整汽机出力，使转速稳定在设定值。图 1 控制总图 图 1 是驱动压缩机的汽轮机的控制回路。压缩机的入口或出口压力可转换成模拟信号4-20mA 给 WOODWARD505，以遥控信号改变 505 的设定值来控制转速。汽机的启动、暖机，升/降速可以在 505 面板上完成。安装在汽机旁的就地柜上一般设置必要的按钮，也可以完成上述功能。但 505 面板操作有优先权。利用 505 可以进展汽机的超速试验，505 面板上会显现报警信号。505 出现跳闸信号时，模拟输出为 0mA，调阀关闭，同时把跳闸信号给保护系统，切断油路，关闭速关阀，可以保证汽机平安。2 面板介绍 图-2 505 面板及显示屏 图 2 是 505 面板，由 LED 显示屏和 30 个按键组成。LED 可同时显示两行，每行 24 个字符，可在组态和运行时显示和监视参数。30 个按键的功能介绍如下：SCROLL(翻滚键)：在键盘中间带有四个方向键的钻石状大按钮，、方向移动屏幕向左或向右翻滚程序功能模块和运行模式。、方向移动屏幕向上或下翻滚程序功能模块和运行模式。SELECT(选择)：选择键用来选择 505 显示窗上面一行或下面一行。按“Select键和符-.z.号决定哪一行变量可被调整。当只有一个可变量存在时，“Select键和符号的位置是不相干的。ADJADJ(调整)：在运行方式中增大或减少*一可调参数 PRGM(程序)：按此键，停机时调节器由 CONTROLLING PARAMETER PUSH RUN OR PRGM 状态转入程序状态；运行时，进入菜单。只能监测，不能修改。RUN(运行)：按此键，调节器由 CONTROLLING PARAMETER PUSH RUN OR PRGM(控制就绪/按 RUN 或 PROGM)状态转入初始化透平运行或启动透平。STOP(停顿)：运行方式中，按此键可使汽轮机可控停机 RESET(复位)：去除运行方式中出现的报警和停机，停机后，按此键是调节器回到CONTROLLING PARAMETER PUSH RUN OR PRGM 状态。0/NO(0/不)：在程序方式中，输入 0 或 NO；在运行方式中，执行 NO。1/YES(1/是)：在程序方式中，输入 1 或 YES；在运行方式中，执行 YES。2/ACTR(2/执行机构)：在程序方式中，输入 2；在运行方式中显示执行机构的位置。3/CONT(3/控制)：在程序方式中，输入 3；在运行方式中显示受控制的参数。4/CAS(4/串级)：在程序方式中，输入 4；在运行方式中显示串级调节信息。5/RMT(5/远程)：在程序方式中，输入 5；在运行方式中显示遥控信息。6/LMTR(6/阀位限制器)：在程序方式中，输入 6；在运行方式中显示阀位控制信息。7/SPD(7/转速)：在程序方式中，输入 7；在运行方式中显示转速调节信息。8/AU*(8/辅助)：在程序方式中，输入 8；在运行方式中显示辅助调节信息。9/KW(9/功率)：在程序方式中，输入 9；在运行方式中显示功率信息。CLEAR(去除)：去除程序方式，去除运行方式时的输入和退出当前功能模块。ENTER(输入)：在程序方式中输入新值，在运行方式中允许特定的设定值“直接输入。DYN()：在程序方式中，输入正负号；在运行方式中，显示控制执行机构位置参量的动态设定。(小数点)：在数字输入时输入小数点。F1：ALARM(报警)：当键上的指示灯闪烁时，按此键显示报警原因。按翻滚键的下箭头显示其它报警。F2：OVERSPEED TEST ENBLE(超速试验)：与 ADJ同时操作，允许提升转速基准超越调节器上限转速，以进展电超速或机械超速试验。F3：IDLE/RATED(暖机/目标)：F3 为可组态的功能键，一般设定为“暖机/目标按钮。-.z.F3 未投入时，505 将转速控制在低速暖机转速，按此键，调节器自动地控制转速匀速从当时转速升至目标转速，当此功能投入但没有激活时，该键上 LED 灯将会闪烁，当此功能激活时，LED 灯一直亮着。F4：REMOTE SPEED SETPOINT ENBLE(遥控转速设定)：F4 为可组态的功能键，一般设定为“遥控转速设定按钮。按此键，505 的转速基准由外部控制器控制。当此功能投入但没有激活时，该键上 LED 灯将会闪烁，当此功能激活时，LED 灯一直亮着。EMERGENCY STOP(紧急停机)：面板上红色八角形大按钮就是紧急停机键。3 功能描述 505 共有三个控制模块：转速控制、辅助控制(可选)和阀位控制，分别输出控制信号，经低选线(LSS)后输出给电液转换器(见图 3)，505 可以顺序控制 2 个电液转换器。图 3 505 功能模块 3.1 转速控制 当透平接收到来自一个或两个转速探头的转速信号后，经转速 PID(比例积分微分调节器)控制器放大后与转速设定值比较，产生一个输出信号去控制执行机构(调节汽阀)。转速控制器的转速设定值可通过如下方式调整：1)505 面板、遥控触点或外部通信的上升/下降命令；2)、通过 505 数字键盘或外部通信(Modbus munications)直接设置；3)、被组态的模拟量输入。遥控转速设定值：一个 4-20mA 的信号可以被设置用来控制转速设定值。一般来说，一个外部的过程信号可输入 505 接口，并用它来调节透平的转速。3.2 辅助控制 辅助控制通道可用来控制或限制一个参数，辅助 PID 控制器可控制或限制机组的负载/功率、出入口液位、出入口压力、温度等直接影响透平负荷的参数。3.3 负荷分配输入(略)。-.z.3.4 串级控制 串级控制可以被设置用来控制所有与透平速度和负荷有影响的参数。一般地此控制器用来控制透平的进出口压力。串级 PID 的输出可以改变转速设定值。串级 PID 的输出与转速设定值作比较：如果大于设定值。则 505 提高转速设定值；反之，则降低转速设定值。3.5 阀位控制器 为了有利于汽机启动和停机，用阀位控制器限制调阀执行机构的输出信号或调阀的位置。阀位控制器的输出值和速度/负荷控制器及辅助控制器输出的值通过低选，它们中的最小值将控制调阀的位置，阀位控制器就是这样来限制调阀的最大开度的。4 启动特征 505 启动有自动、半自动和手动三种启动方式可选择，在编程时必须有它们其中之一。一个“RUN命令触发后，转速设定值和阀位控制器是由 505 还是由操作人员控制依赖于选择哪种启动方式。当透平启动完成后，透平转速将控制在一个最小控制速度，当“暖机/目标投入时，这个最小控制速度就是低速暖机转速；当“自动启动投入时，这个最小控制速度就是最低目标转速；如果上述两者均未投入，那将是一个由操作者认可的最低转速。4.1 允许启动 允许透平启动用一个外部触点的开闭来实现。当组态了此功能，则“RUN命令的执行必须先闭合此触点。假设按“RUN时该触点未闭合，则 505 显示允许启动不具备，同时发出报警。再次按“RUN前可以不消除报警，但必须先闭合该触点，当 505 承受“RUN命今后，允许启动触点不再影响运行。在使用中，此触点一般连接到速关阀行程限位开关上，用于确认在透平启动执行前，该阀处于关闭位置。4.2 零转速信号超越 假设没有转速信号被检测，则 505 发出一个停机信号。为了允许控制器从零转速启动，这个停机逻辑必须超越。505 可以提供一个手动的或自动的转速超越功能。在越过 0 转-.z.速时，设置一个延时作为附加保护是有用的。磁性转速探头(MPU)的 0 转速超越逻辑的状态可以通过维护模式或者通过外部通信能查看。这个 0 转速超越逻辑也可用于激活转速探头。4.3 临界转速回避 由于汽轮机在临界转速下振动过大，因此希望汽轮机避开临界转速或临界转速范围，在505 编程时可确定两个临界转速范围。在临界转速范围内，505 调节器以快速率移动转速基准，同时不允许转速停留在此临界转速范围内。4.4 暖机/目标功能 505 具有暖机/目标功能，此功能允许 505 自动提升转速至目标设定值，当不选择时，降低转速至暖机值。(在维护模式中此设置为默认值。)暖机/目标对任何一种启动方式(自动、半自动、手动)都适用，当 RUN 命令发出后，转速设定值将从零转速升至暖机转速。5 启动方式 5.1手动启动 当使用手动方式中，按 RUN 之前速关阀必须是关闭的，否则有透平失控而造成严重损伤或降低使用寿命的可能。启动程序如下：5.1.1 按 RESET 键。复位所有报警和停机。5.1.2 按 RUN 键(确认速关阀保持在关闭状态)。此时 505 将“按阀位限制器速率逐渐将调节阀开至最大位置。转速设定值将按“最小速率从 0 升至最小控制转速。5.1.3 手动逐渐开启速关阀(主汽阀)。当透平升至最小控制转速时，505 转速 PID 将会通过控制透平入口调节汽阀的开度控制透平转速。5.1.4 速关阀(主汽阀)全开至 100%。转速仍被控制在下限转速或暖机转速上，直至操作员执行新的命令。-.z.5.2半自动启动 启动程序如下：5.2.1 按 RESET 键。复位所有报警和停机。5.2.2 全开速关阀。(确认透平不会被升速后)5.2.3 按 RUN 键。此时转速设定值将按“最小速率匀速地从 0 升至最小控制转速设定值。5.2.4 按一定速率开大 505“阀位控制器开度。当透平转速升至最小控制转速，505 转速 PID 将会通过控制透平入口调节汽阀开度来控制透平转速。5.2.5 505“阀位控制器开度升至 100%。转速一直保持在最小控制转速值上，直至操作员执行新的命令。5.3自动启动 5.3.1 按 RESET 键。复位所有报警和停机。5.3.2 全开速关阀。(确认透平不会被升速后)。5.3.3 按 RUN 键。此时，505 将按照“阀位限制器速率设定值匀速地翻开调节汽阀。转速设定值按“最低速率匀速地升至最小控制转速设定值。当透平转速升高并且和转速设定值比较后，505 转速 PID 将会通过控制透平入口调节汽阀开度来控制透平转速。转速一直保持在最小控制转速值上，直至操作员执行新的命令。自动启动方式可以通过发出阀位限制器升高可降低命令或紧急停顿命令中止自动启动过程。-.z.注：我装置两台离心机组汽轮机均组态成自动启动方式。6 操作 6.1 运行方式键盘 505 每个键的详细功能描述请看第 2 小节。在运行方式下，这 30 个键并不是在任何时候都可以激活的。当然，在控制盘上一个被激活的键按下时立即会在 LCD 上显示出反响信息，当一个“热键没有被组态时(如Aus*(辅助)、Casc(串级)、KW(功率)等)，按下这些键 LCD 上将显示“功能没有被组态信息。具体说明如下：ADJ 键：当显示一个设定值，且这个设定值不是遥控或跟踪模式时，此键激活。ENTER 键：当调整键(ADJ)激活的任何时候此键激活。此时，该设定值显示在 LCD上，且这个设定值不是遥控或跟踪模式下的设定值。YES/NO 键：当一个被显示的状态信息需要确认或取消时，此键激活。CAS，AU*，KW 和 RMT 键仅仅在此功能在组态中已设置时才被激活。SPEED，ACTR，LMTR，CONT 和 DYN 键一直激活。PRGM，RUN，STOP，RESET 和 ALARM 键一直激活。F3，F4 功能键只有当它们被设置时才会激活。OVERSPEED TEST ENBL 键有条件地激活(仅仅在超速试验允许时)。6.2 启动过程 见第 5 小节启动方式。6.3 SPEED 键屏幕 按 Speed 键后可能出现的屏幕如图-4 所示，仅仅是与转速控制组态有关的屏幕能显示。此外，屏幕的显示顺序依控制状态而改变。屏幕 4、5、6 一直显示，屏幕 5、6 只在动态调整时使用；屏幕 1 仅在组态了暖机/目标功能后才出现；如果自动启动顺序被组态，则屏幕 2、3 也将出现，当自动启动顺序完成后，这些屏幕将不再出现。图-4 SPEED 键屏幕-.z.6.3.1 暖机/目标启动 关于暖机/目标启动，详细可参考 4.4。当 RUN 键按下时，505 的 LCD 将显示 SPEED 屏幕，出现暖机/目标状态。转速设定值不断地设置到实际透平转速。想提高转速至组态中的“目标设定值，可选择目标命令，在屏幕 1 所示上按下 YES 键或按 F3 键目标命令就会被输入。转速设定值在升至目标设定值的过程中，可以在 SPEED 屏幕上(屏幕 1、2、3 或 4)通过发出一个升高或降低转速(ADJ)的命令中止在任何转速点上，除了临界转速避开带以外。如果目标命令被再次发出，则转速设定值可以再一次长至目标转速设定值上。可以在屏幕 1 状态下按面板上的 YES 键或按两次 F3 键再发出一个“目标命令。屏幕#1 中的 massage1 解释：Massage 1 解释 Stoped 暖机/目标升速已停顿 Mvg to Idle 转速设定值正移向暖机转速值 At Idle spd 转速设定值在暖机转速设定值上 In Crit Band 转速设定值正通过临界转速避开带 Mvg to Rated 转速设定值正移向目标转速值 At Rated spd 转速设定值在目标设定值上 Rtd Inhibited 目标选择不允许 Idle Inhibited 暖机选择不允许 6.3.2 自动启动顺序 当 RUN 键按下时，505 将自动显示 SPEED 屏幕(除非使用半自动启动方式)，出现自动启动顺序状态。转速设定值不断地设置到实际透平转速。自动启动顺序将不断地进展，当然，这个顺序也可以被中止，中止方法就是在屏幕 2 所示下按 NO 键。屏幕#2 中的 massage2 解释：Massage 2 解释 Disable 自动启动顺序未组态 Halted(自动启动)顺序被中止 Mvg Low Idle 转速设定值正移向低暖机转速值 At Low Idle 转速设定值在低暖机转速值上 Mvg Hi Idle 转速设定值正移向高暖机转速值-.z.In Crit Band 转速设定值正通过临界转速避开带 At High Idle 转速设定值在高暖机转速值上 Mvg to Rated 转速设定值正移向暖机转速值 pleted 自动启动顺序完成 6.3.3 直接转速设定值输入 在屏幕 4 状态下，可通过按 ENTER 键直接输入一特定的转速设定值，相关信息如图-5所示：图-5 直接转速设定值输入 使用数字键输入新的设定值，并且按 ENTER 键。这个设定值必须在暖机转速和调节器最大转速设定值之间并且不在临界转速避开带之内，否则在显示窗口将出现一个错误信息提示。请看图-6。图-6 转速承受和错误信息 按 ENTER 键后机组按照一定的速率升至新的设定值。可用 ADJ、键中止设定值在当前转速。6.3.4 转速控制 一旦透平转速控制在调速器最小转速或目标转速。转速设定值可以在屏幕 4 状态下用ADJ、键，外部升速、降速。此外也可以用ENTER 键直接输入新的转速设定值。6.4 F2 超速试验功能 505 超速试验功能允许操作员在试验电超速或机械超速保护功能时，把透平转速升至调节器上限转速以上。只有当转速设定值升至调速器最大转速值时，超速试验才被允许进展，按 F2 键后出现图-7 所示屏幕。图-7 超速试验功能 超速试验过程：6.4.1 把转速设定值升至调节器最高转速设定值。6.4.2 如果需要，去除“最高转速到达值，来记录超速试验期间到达的最高转速值。(按 F2 键，向下翻滚至屏幕#2 并且按 YES 键。注意：这个值也可以从 CONT 键下去除或读出。)6.4.3 同时按 F2 键和 ADJ键允许转速设定值升高以进展超速试验。当转速设定值升高至调速器最大转速值以上时，F2 键上 LED 灯一直亮。-.z.如果松开 F2 键，转速设定值返回至调速器最大转速值。6.4.4 一旦透平转速到达 505 内的超速试验设定值，F2 键上的 LED 灯闪烁，并且屏幕出现个 SpeedTrip(转速跳闸)的信息。6.4.5 当 F2 键上的 LED 灯闪烁时，如果松开 F2 键，则电超速停机。6.4.6 继续按住 F2 键和升高转速设定值至超速试验限制值(机械跳闸转速)，到达该转速时机械跳闸。6.5 LMTR 键屏幕 按 LMTR 后显示如图-8 所示屏幕，这些屏幕是一直被激活且一直能显示的。在正常操作工况，阀位限制器设定在 100%。图-8 LMTR 键屏幕 6.6 ACTR 键屏幕 图-9 所示的是在按下 ACTR 键后可能出现的执行机构信息屏幕。所有这些参数中能改变的只有高率脉动(擅振)设置。图-9 ACTR 屏幕键 6.7 F3 和 F4 键屏幕 只有在组态了特定的功能后，F3、F4 才能显示屏幕信息。屏幕所显示的信息依赖于所组态的功能。可被 F-键组态的功能包括：本地/遥控 串级控制投入 暖机/目标 遥控串级设定值投入 中断/继续自动启动顺序 辅助控制投入 遥控转速设定值投入 遥控辅助设定值投入 6.8 CONT 键屏幕 图-10 所示的是在按下按 CONT 键后显示的屏幕，CONT 键允许操作者监视以下信息：在屏幕 1 显示哪些 505 参数(转速 PID 或阀位控制器)在控制调节汽阀位置，屏幕 2 显示最-.z.近一次透平停机原因，屏幕 3 显示透平曾到达的最高转速，如果需要可去除之。图-10 CONT 键屏幕 屏幕 4 只有在本地/遥控功能被组态后才出现。屏幕 1 中的 message7 解释：message 7 解释 Shutdown 跳闸 Controlled Shutdown 可控停机 Start Perm Not Met 允许启动触点未闭合 Valve limiter 阀位限制器在控制执行机构输出 Ready to Start 准备启动 Auto Star 505 运行在自动方式下 Idle/Rated Start 505 在暖机/目标方式下运行 Auto Start Sequence 505 在自动启动顺序下运行 Speed/On-line 转速 PID 使用动态在线控制 Speed/Off-line 转速 PID 使用动态离线控制 Configuration Error 505 组态故障 屏幕 2 中的 message8 解释请看 6.13。6.9 DYN 键屏幕 图-11 DYN 键屏幕 图-11 所示的是在按下按 DYN 键后可能显示的屏幕，此模式用于调整动态控制。当按下DYN 键时，受控制的动态参数将会被显示。屏幕 1/2 只有在组态中设置了辅助/串级功能并这些功能在控制中时才出现；屏幕 3 是调整在线控制的 P、I 值；屏幕 4 是调整离线控制的 P、I 值。6.10 STOP 键屏幕 图-12 STOP 键屏幕 图-12 所示的是在按下按 STOP 键后显示的屏幕，STOP 键用来实现一个可控/手动停机指令。从状态屏幕上按下 YES 键、或者关闭可控停机触点(如果可控停机被组态)、或者通-.z.过外部指令选择可控停机，将会实现手动停机。这个指令也可以通过在手动停机状态屏幕下按面板上的 NO 键来停顿或取消。同样也可以通过翻开可控停机触点、或通过外部指令选择取消可控停机来实现。当在手动停机状态屏幕下按 YES 键时，可控停机顺序将会再次被启动。同样，再次闭合可控停机触点、或再次通过外部指令选择可控停机也会实现该功能。LCD 可显示可控停机正在进展中或可控停机已完成的信息。6.11 RMT 键屏幕 要激活 RMT 键。遥控转速设定、同步或功率分配必须至少有一外被组态。图-13 所示的是在按下该键后可能显示的屏幕，屏幕 1、2 只有在功率分配功能被组态后才显示；屏幕 3、4 只有在同步功能被组态后才显示；同理，屏幕 5、6 只有在遥控转速设定值控制功能被组态前方可显示。下面对遥控转速设定值控制功能作简单介绍(另两个功能我装置汽轮机均未组态)。如果已经组态，则转速PID 的设定值可以通过一个远程的模拟量输入来实现。在屏幕6状态下按 YES 键投入，或选择闭合遥控转速设定值投入/取消触点(如果被组态)，也可以通过外部通信选择投入遥控转速设定值来实现。遥控转速设定值的切出相似地可在屏幕6 状态下按 NO 键来实现。同样断开触点或通过外部通信也可实现此功能。图-13 RMT 键屏幕 屏幕 6 中的 message4 解释：message 4 解释 Disable 遥控没有选择 Inhibited 遥控被制止不能投入 Enable 遥控已投入但未取得设定值的控制 Active 遥控已控制设定值但未控制调阀开度 In Control 遥控已控制设定值且已控制调阀开度 6.12 ALARMS(报警)在运行方式下报警键(F1)始终被激活，图-14 在按下 ALRM 键时出现。如果没有检测到报警信息，LCD 将显示“报警已去除信息。当一个报警信息被检测到时，继电器通电 F1-.z.键上 LED 灯闪烁。屏幕将自动跳到报警屏幕(在维护模式中这是默认值)显示报警条件。图-14 ALARM 屏幕 如果多个报警存在，选择滚动键下箭头将浏览所有激活的报警信息。选择 ALARM 键可查看最近的报警信息；要想去除所有的报警信息可按 RESET 键，也可以通过外部指令 RESET来实现。报警信息解释：Alarm message(报警信息)解释 Speed Probe#1 Failed 1#转速探头损坏 Speed Probe#2 Failed 2#转速探头损坏 Act#1 Fault 检测到 1#执行机构故障(短路或断开)Start Perm Not Closed 在允许启动触点未闭合情况下按 RUN 键 m Link#1 Failed 1#外部通信失败(超时错误)Turbine Trip 透平跳闸报警迹象 Overspeed 透平超速报警 Alarms Cleared 所有报警被去除-没有报警出现 6.13 TRIP(跳车)机组跳车后将出现如图-15 所示屏幕，最近一次的跳机原因可从 CONT 键下的屏幕中查看。图-15 TRIP 屏幕 跳车信息解释：Trip message(跳车信息)解释 E*ternal Trip Input 外部跳闸触点断开 Emer Shutdown Button 紧急停机 Overspeed 超速跳车 All Speed Probes Fail 所有转速探头损坏 Actuator#1 Fault 1#执行机构故障引起跳车 m Link#1 Fault 1#外部通信命令跳车 Shutdown plete 可控停机完成-.z.