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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,特大型,水,水轮机,调,调速器,技,技术,方,方案,特大型,水,水轮机,调,调速器,技,技术,方,方案,第一部,分,分：总,体,体结构,第二部,分,分：特,色,色控制,1,、三段,等,等加速,度,度开机,2,、增强,PID,3,、本机,测,测频算,法,法,4,、一次,调,调频,5,、功率,调,调节,第三部,分,分：油,压,压装置,第一部,分,分：总,体,体结构,调速器,由,由电气,调,调节系,统,统和机,械,械液压,系,系统两,大,大部分,组,组成。,电气调,节,节系统,以,以德国,西,西门子,（,（,Siemens,）,S7-400,系列,PLC,为控制,核,核心构,成,成，采,用,用双机,冗,冗余结,构,构，主,要,要采集,水,水轮发,电,电机组,的,的运行,数,数据、,接,接收来,自,自机组,控,控制系,统,统的命,令,令，并,对,对各数,据,据和命,令,令进行,分,分析和,运,运算，,产,产生控,制,制信号,控,控制机,械,械液压,系,系统，,完,完成对,水,水轮发,电,电机组,的,的开机,、,、停机,、,、紧急,停,停机、,增,增减负,荷,荷、频,率,率调节,和,和功率,调,调节等,操,操作。,机械部,分,分主要,包,包括两,套,套互为,热,热备用,的,的比例,伺,伺服阀,、,、冗余,结,结构的,电,电液转,换,换机构,、,、机械,手,手动操,作,作机构,、,、自动,复,复中装,置,置、主,配,配压阀,、,、紧急,停,停机电,磁,磁阀等,组,组成无,明,明管、,无,无杠杆,、,、静态,无,无油耗,、,、切换,无,无扰动,、,、直连,结,结构型,的,的机械,液,液压随,动,动系统,。,。,。,可编程,控,控制器,、,、,HMI,显示屏,、,、空开,指,指示灯,等,等采用,德,德国西,门,门子公,司,司产品,。,。,伺服比,例,例阀、,紧,紧急停,机,机电磁,阀,阀和液,控,控换向,阀,阀采用,德,德国,REXROH,公司产,品,品。,电气部,分,分,电气控,制,制柜配,备,备含触,摸,摸屏的,面,面板的,柜,柜门，,以,以便,进行参,数,数调节,和,和设备,维,维护,电缆和,管,管道入,口,口布置,在,在控制,柜,柜的底,部,部。,仪表和,控,控制设,备,备布置,在,在控制,柜,柜的前,面,面板上,，,，以便,监控和,操,操作。,调速器,控,控制柜,可,可以容,纳,纳调速,器,器的所,有,有电气,部,部件，,包括连,接,接外部,系,系统的,端,端子或,接,接口设,备,备。,调速器,控,控制柜,尺,尺寸：,800,6002260mm,调速器,的,的机械,液,液压部,分,分布置,在,在油压,装,装置回,油,油箱上,。,。,控制器,规,规格,S7-400 PLC,是基于,PROFINETCPU,的带有,全,全新性,能,能特征,的,的新一,代,代硬件,，,，具有,更,更高的,运,运算及,通,通讯速,度,度。,1.3.1CPU,技术特,点,点,设,计,计：,S7-400,采用模,块,块化结,构,构设计,。,。,各种单,独,独的模,块,块之间,可,可进行,广,广泛组,合,合以,用于扩,展,展。,扩展,：,：如果,用,用户的,自,自动化,任,任务需,要,要,多个中,央,央控制,器,器时，,可,可对,S7-400,进行,扩展，,最,最多,21,个扩展,机,机架,:,人机界,面,面,采用,10.4“TFT,真彩高,清,清液晶,触,触措屏,用,用为人,机,机界面,，,，人机,界,界面除,了,了常规,的,的显示,操,操作外,，,，还具,有,有参数,设,设置、,故,故障分,析,析、事,件,件记录,、,、在线,试,试验、,在,在线帮,助,助等辅,助,助功能,。,。,该,HMI,含有对,发,发电机,组,组控制,和,和调节,的,的重要,参,参数特,征,征，具,备,备,动态图,表,表,报警显,示,示,过程可,变,变趋势,变更设,定,定值及,控制状,态,态显示,HMI,访问安全性,机械部分,系统结构,机械部分由,比,比例伺服阀,比例伺服,阀,阀机械手,动,动组成机械,冗,冗余结构。,比,比例伺服阀,为,为电液转换,元,元件，将电,气,气信号变成,接,接力器行程,，,，当比例伺,服,服阀转换器,1,作为主用时,，,，比例伺服,阀,阀转换器,2,作为备用，,若,若电气控制,部,部分检测到,作,作为主用的,电,电液转换环,节,节出现卡阻,拒,拒动时，电,气,气部分将自,动,动切换到另,一,一路电液转,换,换环节,阀套与阀芯,的,的热处理方,法,法时，都采,用,用高硬度，,即,即硬对硬组,合,合，静止件,阀,阀套内孔硬,度,度为,HRC58-62,；运动件阀,芯,芯外圆硬度,为,为,HRC60-64,。由于阀套,与,与阀,芯的滑动配,合,合面采用硬,对,对硬组合，,在配合面为,小,小间隙高硬,度,度情况下，,杂质无法进,入,入配合间隙,，,，即,使小杂质进,入,入，也会逐,步,步被碾碎,不会嵌入配,合,合表面。,比例伺服阀,具有以下主,要,要特点：,(1),精度高、动,态,态响应好,(2),驱动功率大,（,3,）结构合,理,理,主配位置传,感,感器采用德,国,国,BOSCH,产的差动变,压,压,器型的位置,传,传感器，,此传感器精,度,度高，输,出信号无漂,移,移，是非,接触的无磨,损,损寿命元件,三段等加速,度,度开机方式,调速器的自,动,动开机同期,转,转速控制采,用,用按预先设,定,定的开机曲,线,线和分段,PID,调节的方式,进,进行闭环控,制,制，不需要,根,根据水头设,定,定严格的空,载,载开度和开,机,机启动开度,等,等值，在任,意,意水头的情,况,况下有相同,的,的快速开机,同,同期过程。,有多种加速,度,度速率可调,的,的闭环自动,开,开机过程,发出开机令,之,之前，或从,开,开机令发出,到,到转速信号,有,有效这段时,间,间内，转速,给,给定值均跟,踪,踪实际的转,速,速；一旦转,速,速信号有效,，,，就由空载,转,转速,PID,算法控制。,一,一进入空载,转,转速,PID,控制，转速,给,给定值就以,速,速率,1,（,2 Hz,3 Hz,）增加，同,时,时空载转速,PID,算法控制机,组,组实际转速,以,以相同速率,上,上升；到速,率,率,2,切换点（,42.5Hz,），转速给,定,定值就以速,率,率,2,（,1 Hz),增加，同时,空,空载转速,PID,算法控制机,组,组实际转速,以,以相同速率,继,继续上升；,到,到速率,3,切换点（,47.5Hz),，转速给定,值,值就以速率,3,（,0.5Hz),增加，同时,空,空载转速,PID,算法控制机,组,组实际转速,以,以相同速率,继,继续上升；,直,直到转速给,定,定值增加到,50.25Hz,，自动开机,过,过程就完成,。,。,但这种开机,方,方式对齿盘,测,测频的精度,要,要求很高，,因,因为整个过,程,程它都要监,视,视频率，并,根,根据实测频,率,率改变开机,速,速度，而残,压,压测频在低,转,转速下经常,测,测得不准或,根,根本测不到,，,，这时测频,主,主要就是齿,盘,盘测频方式,。,。若齿盘频,率,率也不稳，,即,即长时间内,测,测的频率偏,低,低，会使开,度,度开的很大,，,，实际频率,升,升得过快，,过,过高。就会,导,导致开机过,程,程波动很大,增强,PID,算法,上式,中,中,i10,当输,入,入偏,差,差变,化,化比,较,较快,时,时，,比,比例,和,和微,分,分作,用,用正,常,常投,入,入调,节,节控,制,制，,随,随着,调,调节,的,的进,行,行，,输,输入,偏,偏差,的,的变,化,化比,较,较缓,慢,慢时,，,，在,相,相邻,的,的两,个,个采,样,样周,期,期下,被,被调,节,节量,的,的偏,差,差之,差,差在,数,数值,上,上几,乎,乎等,于,于零,，,，此,时,时比,例,例和,微,微分,几,几乎,不,不参,入,入调,节,节了,，,，而,仅,仅靠,积,积分,环,环节,来,来调,节,节就,降,降低,了,了动,态,态性,能,能。,增强,PID,算法,增强,PID,算法,的,的精,髓,髓主,要,要是,在,在,PID,上增,加,加了,连,连续,调,调节,的,的,PD,环节,。,。将,连,连续,十,十个,周,周期,采,采样,的,的被,调,调节,偏,偏差,放,放入,一,一个,数,数组,，,，得,到,到十,个,个被,控,控制,偏,偏差,值,值,F,，即,F(K),F(K-1),F(K-2),F(K-9),。在,数,数组,中,中同,时,时记,录,录了,偏,偏差,的,的正,负,负标,志,志和,偏,偏差,的,的周,期,期数,，,，当,检,检测,到,到当,前,前偏,差,差值,与,与上,周,周期,偏,偏差,值,值相,等,等时,，,，选,择,择数,组,组中,与,与当,前,前偏,差,差符,号,号相,同,同的,最,最大,偏,偏差,值,值（,数,数组,中,中的,最,最大,偏,偏差,值,值被,限,限制,在,在某,一,一范,围,围之,内,内）,，,，并,根,根据,最,最大,偏,偏差,的,的周,期,期数,相,相应,改,改变,微,微分,时,时间,常,常数,T1v,和偏,差,差的,测,测量,周,周期,进,进行,PD,调节,。,。调,节,节完,成,成后,在,在数,组,组剔,除,除此,偏,偏差,值,值。,这,这样,就,就避,免,免了,在,在被,调,调节,量,量偏,离,离目,标,标值,，,，但,偏,偏差,变,变化,缓,缓慢,时,时，,比,比例,和,和微,分,分通,道,道几,乎,乎不,起,起作,用,用的,现,现象,。,。,调速,器,器频,率,率（,转,转速,）,）测,量,量,频率,测,测量,方,方式,为,为,PT,残压,齿,盘,盘冗,余,余式,调速,器,器具,有,有,3,路频,率,率测,量,量回,路,路，,每,每路,测,测频,范,范围,0.5Hz120.000Hz,，测,频,频采,用,用的,时,时基,125ns,，测,频,频精,度,度达,到,到,0.0003125Hz,PT,测频,由机,组,组电,压,压互,感,感器,PT,送来,的,的机,频,频经,调,调速,器,器测,频,频回,路,路隔,离,离、,限,限幅,、,、整,形,形后,的,的方,波,波信,号,号送,到,到调,速,速器,高,高速,输,输入,端,端，,根,根据,PLC,或者,PCC,本机,测,测频,原,原理,进,进行,PT,频率,测,测量,齿盘,测,测频,双电,磁,磁式,接,接近,开,开关,方,方式,：,：为,提,提高,齿,齿盘,精,精度,，,，齿,盘,盘测,速,速设,计,计为,双,双电,磁,磁式,接,接近,开,开关,，,，用,于,于消,除,除由,于,于大,轴,轴摆,度,度和,震,震动,、,、以,及,及齿,盘,盘加,工,工精,度,度的,误,误差,造,造成,测,测频,信,信号,的,的精,度,度下,降,降。,双,双传,感,感器,信,信号,经,经过,整,整形,隔,隔离,后,后，,同,同时,送,送到,调,调速,器,器供,测,测频,使,使用,。,。两,个,个传,感,感器,经,经过,齿,齿盘,同,同一,个,个边,的,的时,间,间差,，,，只,与,与齿,盘,盘旋,转,转的,线,线速,度,度有,关,关，,而,而与,齿,齿盘,的,的加,工,工精,度,度、,摆,摆动,、,、振,动,动无,关,关，,齿,齿盘,测,测频,通,通过,测,测量,两,两个,传,传感,器,器的,上,上升,沿,沿的,时,时间,，,，计,算,算出,频,频率,，,，提,高,高了,齿,齿盘,测,测频,的,的精,度,度。,互为,备,备用,单,单电,磁,磁式,接,接近,开,开关,方,方式,：,：如,果,果双,接,接近,开,开关,方,方式,工,工作,时,时其,中,中一,个,个接,近,近开,关,关故,障,障它,自,自动,切,切换,到,到单,接,接近,开,开关,齿,齿盘,测,测频,方,方式,。,。单,接,
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