汇金调节阀

 

　控制器是调速器的核心部件，控制器完成调速器的信号采集、数据运算、控制规律实现、运行状态切换、控制值输出及其他附加功能。因此，控制器的选择对新型调速器的开发至关重要。目前，市场上的控制器很多，如单片机、PLC、PCC等，但由于调速器是工业现场的设备，对可靠性要求很高。选择控制器的重要原则是，要选用适合工业现场使用的抗干扰能力强、可靠性高、选择余地大、操作维护方便的控制器。我们经过对各种控制器的深入研究，分析对比，结合水轮机调速器的特殊性，发现奥地利贝加莱(B&R)公司的PCC是能够满足上述原则的最合适的控制器，故选择PCC作为数字阀PCC智能调速器的控制核心。

 

　PCC代表着一个全新的控制理念，它既具有可编程逻辑控制器(PLC)的标准控制功能（可靠性高、易扩展），又具有工业计算机（IPC）的系统功能（运算能力强、适时性好、编程方便等特点）。气动调节阀它能方便地处理开关量，模拟量，进行回路调节。并能用高级语言编程，具备大型机的分析运算能力。其硬件具有独特新颖的插拔式模块结构，可使系统得到灵活多样的扩展和组合。软件也具备模块结构，系统扩展时只需在原有基础上叠加运用软件模块。PCC的CPU为32位，运行效率高，具有高速的智能处理器TPU，TPU功能可使系统响应时间达到微秒级，而CPU不需作任何加载。用户存储器容量大。具有良好的电磁兼容能力和现场总线全面支持技术，体现了工控领域的发展方向。

 

　数字阀PCC智能调速器包括单调整型和双调整型，本文介绍双调整型调速器的主要特点、功能及构成。

 

　数字阀PCC智能调速器的主要特点

 （1）全新的控制理念。采用不同于常规PLC的新一代可编程计算机控制器--PCC，面向控制过程，采用高级语言，分析运算能力强，在同一CPU中能同时运行不同程序。程序运行时仅扫描部分程序，效率很高。

 （2）全PCC化，具有极高的可靠性。从输入到输出,从测频到控制脉冲等各环节均实现了PCC化。PCC的平均无故障时间MTBF高达50万小时，即57年。

 （3）多任务的优点。在传统PLC中，并行处理是靠程序扫描来完成的。但事实上多任务才是并行处理的逻辑表达式，更简单直接的方法就是采用多任务技术。PCC恰恰可以满足这种需求，当某一任务在等待时，电动调节阀其他任务仍可继续执行。PCC将整个调节控制分成若干个具有不同优先权的任务等级（Task Class）。优先权越高的任务等级，其扫描周期越短，优先权越低，其扫描周期越长。把适时性要求高的程序放在高速任务层，把一般的逻辑判断处理程序放在普通任务层，这样可以提高调节系统的性能指标。 

 （4）智能型调速器。采用自适应式变结构，变参数并联PID调节，采用对常规PID调节器改进后的算法[2]。自动识别电网的性质，并自动适应电站的各种特殊运行方式，如孤网运行，及或由大电网解列为小电网运行的突变负荷等特殊情况时，均可保证机组稳定运行。人性化设计，具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能。当出现故障时，自动弹出故障诊断画面，并自动显示故障原因及处理办法。

 

 

 （5）采用PCC高速计数模块(HSC)测频。PCC高达6.3MHz的计数频率，具有很高的测频精度和可靠性，从而使调速器的输入通道－测频环节的可靠性有了根本的保证。

 （6）采用数字协联方式，且可现场修改协联曲线并记忆修改后的数据，以便根据电站的实际条件按最优曲线运行，桨叶随动系统准确度高。

 （7）PCC的大内存，为智能型调速器提供了资源保证。用户内存：1.5 MB FLASH PROM。

 （8）采用电磁球阀做数字阀作为电液转换元件。彻底解决了常规调速器电液转换元件油污发卡的问题，使电站可以实现完全可靠的自动运行。

 （9）具有故障锁锭的功能。由于数字阀只有通/断两个状态，且数字阀采用锥阀密封可以保证在31.5MPa下无泄漏，所以，数字阀又具有液压锁的功能，因此当测频信号消失及断电等情况下，具有故障锁锭的功能。

 （10）无杠杆结构。该系列调速器采用了数字阀液压随动系统，自动时有电气返馈，手动无需反馈，因此取消了杠杆，消除了因为杠杆造成的死区，提高了调速系统的精度，而且无管路，结构简单，美观。

 （11）友好的人机界面。采用触摸屏做为人机界面，画面美观逼真，全中文显示，操作方便，可以同时显示很多信息。具有屏幕保护功能，以延长触摸屏的寿命。 

 （12）维护简单调试方便。由于PCC的高度集成化和高可靠性，对于运行维护人员没有太高的特殊要求，调试只需设定有关数字，没有太多的电位器等可调元件。

  数字阀PCC智能调速器的主要功能

  数字阀PCC可编程智能调速器具有自动、电手动、手动三种操作方式，且可无条件无扰动切换。具有很多功能，实用性智能性很强，除常规功能外具有如下主要功能。

 （1）空载运行时，能自动跟踪系统频率,实现快速并网。

 （2）具有频率调节、开度调节、功率调节三种模式，并可实现调节模式间的无扰动切换。功率调节模式下，可接受上位机控制指令，实现发电自动控制功能(AGC)。

 （3）具有很强的自诊断、防错、纠错及容错功能，并可将有关故障信息显示在屏幕上，或发出报警信号。具有下述在线诊断和容错功能：模拟/数字转换器和输入通道故障；反馈通道故障；液压控制系统故障；程序出错和时钟故障；事故关机回路故障；操作出错；测频回路故障；其他故障。

 （4）与上位机通讯的功能，接受上位机的控制命令，给上位机传送有关信息。

 （5）开停机智能控制。

 （6）辅助试验功能。通过触摸屏可以很方便地进行静态特性、空载扰动及空载摆动等试验。

 （7）具有水位调节功能。

 （8）波浪控制，以避免甩负荷时上下游水位发生较大的波浪。 

 （9）多级密码保护功能。持有密码级别的高低，决定了对系统行使权利的大小。运行人员只能观察到常规显示画面并进行常规操作，检修人员或管理人员可对调节参数等进行修改。

 （10）具备折线关机功能，并由标准的插装阀完成，结构简单，动作可靠。

 

  数字阀PCC智能调速器的构成

  数字阀PCC智能调速器的结构框图如图1所示。

  根据用户的要求既可采用机电合柜型也可采用机电分柜型。结构布置简洁合理，人性化设计，便于检修，便于操作。调速器上的触摸屏、仪表、按钮等，安装在相应柜子仪表盘上，便于观测且对称地排列，所有的仪表及控制装置，外观相互协调。