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第一部分

505汽轮机调速系统说明书

介绍

505 是一款基于微处理器的调速器，用于单执行器或双执行器的汽轮机控制。 调速器使用菜单驱动软件来指导现场工程人员根据特定的发电机或机器驱动应用要求对调速器进行编程。 本手册包括调速器的工作原理、系统配置和面板操作。

一、工作原理及系统介绍

505电子调节器与一般液压系统相比，控制精度更高，自动化水平大大提高，热电负载自调节能力强。 可实现减速（手动或自动），配合电气并网、负荷控制（规律控制或工频控制）、抽汽热负荷控制等辅助控制，并可与DCS通讯，控制参数在线调整和超速保护功能等，可使汽轮机适应各种工况，长期安全运行。

基本的

在并网前的提速过程中，闭环速度控制为无差控制。 控制器对被测单元的实际转速与给定转速的偏差信号进行软件分析和PID运算处理后，输出标准电流信号给电液转换器。 转换器接受调解输出的标准电流信号，并输出与输入电流信号对应的调节信号油压； 调节信号油压经液压伺服机构放大，控制油马达活塞运动，通过调节杠杆改变调速阀的快慢。 -汽轮机的压力段和低压段，从而减少转速偏差，实现转速的无差控制。 当转速达到3000转/分时，机组​​可根据需要进行恒速运行。 此时505可以接受自动准同步装置发出的运行指令或运行人员被冻住，调整机组实现同步并网。

机组并网后，若采用功率闭环控制，可根据需要确定505使机组立即带上初始负荷，将测得的机组功率和机组转速作为反馈信号，并将速度偏差作为调频信号，修正给定功率； 经过功率反馈比较、PID运算和功率放大，利用电液转换器和油马达控制调节阀门开度，消除偏差信号，实现机组零差调节。 如果动力没有反馈，将以阀位控制方式运行，即通过速度设定，开阀调节阀门，增加进汽量来增加负荷。 当卸载负载时，505 会自动从负载调节切换到速度调节。 当机组容量较小时，不建议采用功率闭环控制。 机组加载一定的电负荷后，可根据热负荷的需要投入抽汽控制。 505控制器根据机组工况图，自动控制机组的电气负荷和抽汽压力。

系统组件

505 是一款基于 32 位微处理器的数字控制器。 集现场组态控制和操作面板于一体。 操作面板由一个两行（24 个字符）显示屏、一个带有 30 个操作键的操作面板组成。 操作面板用于对505进行组态，在线调整参数和操作汽轮机的启停和运行。 参数的实际值和给定值由操作面板上两行液晶屏的客观差异控制。

控制回路

505控制器具有三个独立的控制器通道：速度/负载控制PID环路、辅助控制PID环路、抽汽控制PID环路。 前两个通过低电平选择输出，还有一个PID控制环可以与速度控制环串联进行串级控制。 通讯接口有RS232、RS485、辅助接点输入输出三种。 控制器具有三种工作模式：程序模式、运行模式和服务模式。 控制器的配置只能适应特定的控制要求，程序模式一旦配置就不能改变。 只有当需要改变控制功能时，程序模式才能进入停止状态进行配置。 运行方式主要用于对汽轮机的启动、正常运行和停机进行操作。 在程序模式下，可以在运行状态下修改运行参数，根据具体的汽轮机控制需要，通过编程配置作用于相应的系统。

输入输出

505系统控制器有两个控制回路，可输出4~20mA标准电流信号，负载能力360欧姆，也可控制0~10mA的振动电流； 控制器有两个速度传感器输入，信号输入为高电平选择。 模拟量输入为4~20mA，有6个通道，具体应用组态编程。 输入阻抗为200欧姆，可用于电源和主汽压输入。 由于只有一个通道被隔离，因此在使用两个以上通道输入信号时需要考虑信号隔离。

模拟量输出为4~20mA，有6路可供用户选择，负载能力为600欧姆，可用于输出某一变量，如转速、功率等。接点输入为干接点，共20个，包括启动、停止（机组正常运行时常闭）、外部复位（闭合短脉冲信号）、增速（闭合短脉冲信号）、减速（闭合短脉冲信号）。 可以配置和使用其余的触点。 用于并网运行的汽轮发电机组必须配置两个发电机出口油压开关触头和并联电网油压开关触头。 这两个触点直接由油开关辅助。 触点引出（机组并网信号正常需常闭）。 另外，外部停机（闭合短脉冲信号）、抽汽控制激活/去激活（激活时常闭，释放时常开）、外部运行（闭合短脉冲信号）、抽汽升压（闭合短脉冲信号）也可配置。 脉冲信号），提取还原（闭合的短脉冲信号）。

继电器输出容量为28VDC1A。 共有八个继电器，其中两个指定为停机和报警。 停机继电器在正常运行期间充电，在停机期间不充电。 另外，抽汽单元可配置抽汽输入状态继电器，其它继电器可配置所需功能，也可配置停机。

控制系统输入测量元件

主要有测速、测功和测压元件。 测速元件可采用磁电式或涡流式测速探头。 该系统使用磁传感器。 磁电式传感器装有永磁体，在其端面的磁头处形成磁场。 一旦磁阻发生变化，传感器内部的线圈就会感应出相应的交流电压信号。 将导磁体传动齿轮安装在旋转体上，齿轮模数大于2。传感器可径向安装。 传感器端面距齿轮顶部1mm，距离越小，感应输出信号越大。 传感器输出为双绞屏蔽线，屏蔽线与任意一根双绞线并联后接505测速通道的“-”端。 压力测量元件采用常规电容式两线制压力变送器。 压力变送器的电源可由外接点火控制器自行供电。 由于505控制器只有一个模拟量输入通道是隔离的，当压力输入采用非隔离通道时，必须考虑输入隔离问题，否则必须使用505本身供电（通过505内部跳线). 建议使用外接电源。

测功机元件采用发电机功率变送器。

1 启动速度及速度控制与保护

您可以选择三种启动模式之一：自动、半自动和手动。 这三种模式的切换只能通过关机后更改控制器程序的配置来实现。 本系统一般采用前两种模式。

在505的控制下，可以进行电气超速保护试验和机械超速保护试验。 具有超速保护（109%）功能。

2 同步自动初始负荷控制

机组转速确定后，运行人员可通过手动或“自动准同步”装置调节机组转速，调整并网增速或减速信号。 机组并网后，505mm会自动给机组带一定的初始负荷，防止机组逆功率运行。 不使用工频控制时，控制器不设定初始负载。

3 负载控制和卸载

505系统可根据运行情况或电厂运行规程，在水轮发电机并网后，对水轮发电机进行从初始负荷到满负荷的控制。 要求参加 FM。 该系统具有开环和闭环控制方法来改变或维持其涡轮发电机的负载。

开环控制是根据速度给定值和频差信号确定阀门开度指令。 这种方法就是阀位控制方法。

闭环控制以七轮发电机的实际功率作为反馈信号，自动调节负载。 这种方法就是工频控制方法。

负载控制可以通过在并网后增加或减少速度设定点来实现。 抽取控制可以自动或手动启用。 在自动启用的情况下，请在显示蒸汽抽取菜单时进行操作。 然后可以通过增加或减少提取压力设定点来增加或减少提取负载。 当抽汽控制开启时，控制器将对机组的热电负荷进行自整定控制。 当机组甩负荷时，控制器自动切换到调速模式，切断电源和抽汽控制，使汽轮机保持在同步转速（2950转/分）空转，从而使汽轮机能够快速重连到网格。

4 操作与通讯

所有的控制指令都可以通过控制器本身的键盘、接点、遥控器或通讯方式发出。 控制器配备RS232、RS422、RS485三种通讯接口，供用户选择与DCS通讯。 通讯协议采用MODBUS协议。 例如，速度设定的升降速可以通过505操作面板上的ADJ键来调节，也可以通过505外部的升降速接点来控制。

硬接线开关量采用干接点，模拟量采用4~20mA。 所有的控制指令都可以通过控制器本身的键盘、遥控器或通讯方式输入。

2、汽轮机的启动

1 执行器的标定

汽轮机首次运行不足或可能影响执行机构或阀门检修后，应按以下步骤进行阀门标定电力测功器，确保调速器标定与汽轮机调速阀一致.

进行如下：

1 标定过程中，急停接点输入必须闭合或桥接。

2 执行系统复位命令。 （按“复位”键）

3 按下调速器面板上的“紧急停机”按钮。

4 按“ACT”键，再按下键直到出现“StrokeActuatoudsbled,SteamMustbeoff”（确认主汽阀已切断汽轮机汽源）

5 按“YES”键（屏幕显示“StroketoMin-Enabled, MincurrAdjust*20.000”）

6 按“YES”键进入该模式或关闭该键进入所需模式。

6. aStroketoMin-Enabled,MincurrAdjust*xxx.xx----按“YES”键强制执行器输出到下限或零。

6. bStroketoMax-Enabled, MaxcurrAdjust*xxx.xx----按“YES”键强制执行器输出到上限值。 Shore life down 键更改 100% 执行器行程的当前值。

6. cManuallyAdjust-Enabled, StrokeValuexxx.xx----在此显示画面中，按上下键以5%/秒的速率在0和100%之间改变阀门的输出电流。

7 标定结束时，505显示的0~100%阀位必须等于0~100%实际阀位。

8按 CLEAR 键两次以保存更改并退出校准模式。

2 如何启动汽轮机

505 汽轮机启动方式有手动、半自动和全自动三种。 这三种启动方式都是在程序模式下选择的，开机模式的改变只有在关机后进入程序模式后才能进行。

三种启动方式的操作介绍如下：

4.发出“运行”命令。 *此时，调速器将调节阀打开至“ValveLimiterRATE”的最大位置。 * 速度设定点从零变为最小控制速度，速度为“Rate To Min Rate (RateToMinRate)”。

5、以可控的速度打开主蒸汽阀前的旁通阀。 *当汽轮机的转速增加到最低控制转速时，调速器的转速PID通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。

6、将电气隔离门开至100%开度。 *速度保持在最低控制速度，直到操作员操作它。 如果配置了“Autostart Sequence”，则 Autostart Sequence 程序开始控制。

2 半自动启动方式

当配置为半自动启动模式时，使用以下启动程序：

1、确认汽轮机已进入准启动阶段。 （开机前的准备工作请参考《安装及使用说明书》）

2、发送复位“RESET”命令（复位所有报警和关机状态）。

3、打开主汽阀（确认汽轮机不加速）。

4. 发送“运行”命令。 *此时，速度设定点从零变化到最小控制速度设定点在“到最小速度速率（RateToMinRate）”。

5. 以受控速率升高调速器阀位限制器。 *当汽轮机的转速增加到最低控制转速时，调速器的转速PID通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。

6. 将阀位限制器提升至 100% 开度。 *速度保持在最低控制速度，直到操作员操作。 如果配置了“Autostart Sequence”，则 Autostart Sequence 程序开始控制。

3种自动启动方式

配置自动启动模式时，使用以下启动程序：

1、确认汽轮机已进入准启动阶段。 （开机前的准备工作请参考《安装及使用说明书》）

2、发送复位“RESET”命令（复位所有报警和关机状态）。

3、打开主汽阀（确认汽轮机不加速）。

4. 发送“运行”命令。 *调速器将以“阀门限制器速率”将调速器阀打开到最大位置。 *速度设定值以“Rate to Min Speed”的速度上升到最小控制速度。 *当汽轮机转速升高并与转速给定值一致时，调速器的转速PID通过控制调节阀的开度来控制汽轮机的转速。 * 速度保持在最小控制速度，直到操作者操作或最小控制速度延时完成，速度开始按新的速度设定值变化。

3顺序自动启动

此功能与“AUTOMATIC STARTMODE”的不同之处在于顺序自动启动可以与三种启动模式中的任何一种一起使用。 具有此功能，发出“RUN”命令后，顺序自动启动程序会将转速给定值提高到低暖机发动机的设定值，并保持在设定值以下一段时间的时间。 然后将转速给定值提高到高怠速设定值，同时也保持在这个社会设定值下一段时间。 然后将给定速度值增加到额定速度设定值。 热启动和冷启动的所有上升速率和保持时间都是可编程的。 使用跳闸后停机计时器来确定热启动和冷启动的不同控制。 当执行停机命令并且涡轮速度降至低怠速设定点以下时，计时器开始计时。 采用顺序自动启动程序。 如果发出“运行”命令时系统停机时间在设定的“热启动”和“冷启动”次数之间，则调速器将在热启动和冷启动时启动。 在启动参数之间执行插值以确定启动斜率和保持时间。

程序可以随时从键盘、触点输入或通过 Modbus 暂停序列自动启动。 可以通过暂停命令和速度给定值上下命令暂停顺序自动启动程序的执行，也可以直接从键盘或Modbus通讯输入速度给定值暂停顺序自动启动程序的执行. 三个指令源中的任何一个发出的最后一条指令将决定程序如何运行。 但是，暂停状态将使函数停止执行，要求它只有在执行开始后才能重新委托。

4段PID运算方式

速度 PID 根据配置和系统条件以下列方式之一运行：

1.速度控制；

2、变频调速；

3、机组负荷控制

当配置用于非发电机应用时，速度 PID 始终在速度控制模式下运行，而当配置用于发电机应用时，发电机和电网联络断路器的状态决定了速度 PID 的运行模式。

(1)速度控制

当发电机断路器触点打开时，速度PID 运行在速度控制方式下，速度PID 控制汽轮机以恒定速度或频率控制汽轮机，而不管其实际负载如何。

(2)变频调速

当发电机断路器触点闭合，电网断路器触点打开时，速度PID以频率控制方式运行，机组将与实际负载无关地以恒速或频率运行。 当断路器的状态导致速度 PID 切换到频率控制时，速度设定值立即上升到选择频率控制之前最后检测到的速度。 如果最后检测到的速度与额定速度设定值不同，则速度设定值将以 1 rpm 的默认速率斜升至额定速度设定值。

(3)机组负荷控制

当发电机和公用事业联络断路器都闭合时，速度 PID 以单位负载控制模式运行。 在电网中并联运行时，如果给定值高于额定转速，可将负载从0增加到100%。 单位去河北换算成额定速度的百分比。 Droop % X Generator load X Rated speed = Change of the given value 例如：5% X 100% X 3000 = 150 这意味着当机组在电网并联运行时，给定转速可以从 3000 rpm 调整到3150 RPM 将单位负载从 0 增加到 100%。

5 超速测试

无论采用何种方式启动机组，当自动启动程序按预先设定的顺序稳定在额定转速时，即可进行汽轮机的超速试验。 超速测试步骤如下：

1、将速度给定值提高到调速器的上限速度设定值；

2、为了记录本次超速试验室达到的最高速度值，如有必要，请清除“HighestSpeedReached”值。 要清除，请按 OSPD（OVERSPEED）键，向下滚动到显示屏幕 2，然后按 YES 键。 注意：更改也可以在 CONT 键下清除或读出。

3、测试时，同时按下OSPD键和AdjustUP键，增加速度给定值。 当速度给定值高于调速器的上限速度设定值时，OSPD键中的输入超速测试LED灯亮。 如果此时松开OSPD键，速度给定值将返回到调速器上限速度设定值。

4、当汽轮机转速达到调速器内部OVERSPEEDTRIPLEVEL设定值时，OSPD的LED闪烁，屏幕闪烁显示“Speed>Trip”信息。

5. 如果在超速测试 LED 闪烁时松开 OSPD 键，单元将因超速而跳闸。

6、如果进行机械超速测试，不要松开OSPD键，继续调整速度给定值，使其达到超速测试的极限值。 超速测试指示灯会以较快的频率闪烁，表示已达到最大速度给定值。 该装置应由外部跳闸装置跳闸。

6 单位活荷载

505接收到发电机断路器触点和电网断路器触点的闭合信号后，即可对负载进行充电。 此时，调整速度设定点值。 如果速度差率设置为 5%，则当速度设定点值从 3000 rpm 上升到 3150 rpm 时，装置将能够从 0. 负载带来 100% 的功率。 负载控制见《安装使用说明书》中的负载曲线。

7 个带蒸汽抽取和热负荷的装置（如果使用 505E 调速器）

投入蒸汽提取的条件是：

(1)提取信号不无效；

(2) 机组在25%的额定电负荷下损坏；

(3)发电机断路器触点闭合； （如果配置）

(4)电网断路器触点闭合。

（如果配置）可以在手动和自动模式下启用/禁用抽取控制。 手动开启抽汽控制时，慢慢降低低压阀限位器，直到低压阀限位达到最小开度，抽汽PID开始工作，此时抽汽控制开始。 手动切断抽汽控制时，慢慢升高低压阀限位器，直到低压阀位达到最大开度，抽汽PID停止工作，此时抽汽控制被切断。 当 505 接收到启用/断开命令时，505 会自动降低/升高低压阀位限制器的开启位置以启用/禁用抽汽控制。

3.8 关机

机组自动停机可通过“CONT”键控制。 也可采用手动方式，按一定速率减载，直至减载为0。接到减载信号后，制动器关闭，关闭主汽阀和调速阀。

3、调速器的安装

1 安装

安装调速器必须有足够的接线空间。 面板上的8颗螺丝保证调速器安装牢固。 它重约4公斤，允许在-25摄氏度至65摄氏度的环境温度下运行。

2 电气连接

电气连接参见我公司提供的《电气原理图》。 由于电磁干扰，建议将低电流接线（端子 52 至 121）与高电流端子（端子 1 至 51）分开布线。

505调速器要求电源具有一定的输出电压和电流能力。 在大多数情况下，此额定功率以伏安 (VA) 表示。

电源的额定功率应大于或等于调速器的额定功率。 以下是调速器不同电源的额定功率值和保险丝规格：

18~32VDC (6.25A 内置保险丝, 77VA max) 88~132VAC@47~63Hz 90~150VDC (2.5A 内置保险丝, 143VA max) 180~264VAC@47~63Hz (1.5A 内置保险丝,最大 180VA)

3 屏蔽接地

在接线板上，每个速度传感器输入、执行器输出、模拟量输入、模拟量输出和通信接口都有一个独立的屏蔽端子。 所有这些输入都应使用屏蔽双绞线。 继电器输出、触点输入和电源接线通常不需要屏蔽，但如果需要可以屏蔽。

4、调速器配置编程

调速器上电后自动进入自检状态，包括自硬件检查和配置检查。 一旦检查了配置并关闭了涡轮机，就可以进入调速器的编程模式进行配置。 按PRGM键，输入密码1113，再按ENTER键，显示屏会出现提示SHUTDOWNCONTROLY/N。 如果按下 YES 键，调速器将触发关机并进入编程模式。 如果按下 NO 键，调速器将返回到选择模式屏幕并且不会进入程序模式。 配置完成后，退出编程模式，按两次CLEAR键，调速器将保存配置内容并启动配置检查程序。 如果配置没有错误，调速器会显示“ControllingParameter/PressRunorProgram”； 如果有错误，会显示“ConfigERROR—PressPRGM”和发现的配置错误。

调速器在出厂前已根据具体应用进行配置。 用户必须按照“电气原理图”接线，或进入编程模式修改配置。

五、使用说明

1SPEED速度监控画面

2LMTR 阀位限制器屏幕

3ACTR执行器屏幕

4CONT控制参数画面

5DYN动态参数屏

6AUX辅助控制屏

7 远程速度给定值

8KW机组负荷监控屏

9报警

10 行程

11档速度级联及辅助动态参数调整

505E调试

1.505E配置；

2、SPC阀位控制器配置（内部参数预置）；

3、固定好LVDT传感器，只露出第一条线标；

4、将阀位调到505E，测量程控器37、38端子电流（4～20mA）；

5、拔掉电液转换器信号线，启动高压油泵和电控油泵，轻敲错油门杆，不能上下移动（否则油门不被控制，应更换电液转换器）；

6、机械对中：调整电液转换器下部的螺母，使其上的两个螺母拧紧在一起，消除间隙，杠杆应处于水平位置；

7、如下图所示：松开错节流阀上的螺母5，调整4，使错节流阀活塞6上升或下降。 宜调整1、2，使3能用力旋转；

8、标定：启动高压油泵，停电控油泵，当场用力拉错油门杆电力测功器，用软件调整阀位零点和满刻度； 如果不工作，可能是油压意外，涡轮必须运行复位；

9、插上电液转换器信号线，启动高压油泵和电控油泵拉阀，将阀位设定在505E，观察高低档实际开度门;

10、拉阀操作：“RESET”-“RUN”-“LMTR(6)”=显示“@HPLmtSetptxxx%”-“ENTER”-“x”-“ENTER”； “钻石钥匙”=显示“@LpLmtSetptxxx%”；

11、修正阀位零点和满刻度：505E开门-“ACT”-“钻石钥匙”=显示“SteamMustBeoff!!!” - “YES”=显示“MinCurrAdjust*x.xxx” -“菱形键”=显示“Max.CurrAdjust*x.xxx”，分别用“ADJ”键增加或减少505E输出电流至SPC 4~20mA；

12、用信号发生器输入3000HZ频率作为速度接入和4~20mA信号作为抽取压力的反馈，在505E上增减速度，高台门应相应打开或关闭； 在 505E 上设置给定抽气压力值，薄型门应相应动作；

13、让市电运行，闭合发电机出口断路器，按“DYN”键，505E上显示的离线应变为在线，同时电量会增加或减少，505E上的速度设定值应该增加或减少。

第二部分

1. 505总体介绍

(1)505调速器的键盘与显示

505调速器的操作画面由键盘和操作面板上的显示器组成。 The display has two lines, and each line displays 14 characters, which are used to display operating parameters and fault alarm and direction-finding parameters in English. In addition, there are 30 keys to provide all operations on the Ding 505 speed control panel. Turbine control operation does not require an additional control panel, and each turbine control function can be performed through the 505 speed controller panel.

(2) On the 505 keyboard: the function of each key

1) The large diamond-shaped key in the center of the keyboard with arrows on its four corners.

← → (turn left and right) to move the function block display left or right in programming or running mode.

↑ ↓ (flick up and down) to move the display of the function block in programming or running mode up and down.

2) SELECT (select key)

The selection key is used for the selection control of the uplink or downlink variables of the 505 display. The @ symbol is used to indicate which row (variable) can be adjusted by adjusting the key ADJ. Only when the upper and lower lines are adjustable variables, the SELECT key and the @ sign can work. When the display shows only one variable, the position of the SELECT key and the @ symbol will have no effect.

3) ADJ (adjustment key)

In the running mode, "▲" increases the adjustable parameter, and "▼" decreases the adjustable parameter.

4) PRGM (programming key)

When the 505 is in the state of jumping or stopping, use this key to select the programming mode. In the running mode, this key is used to select the program watching mode. In the program watching mode, the compiled program can be browsed but cannot be modified.

5) RUN (operation key)

From the state displayed on the 505 screen (CONTROLLING PARAMETR/PUSH RUN OR PRGM), trigger the steam turbine to run and start the command.

6) STOP (stop key)

Once confirmed, a controlled shutdown of the turbine is triggered (run mode). The value can be set through the service mode (under the "key selection" to cancel the "STOP" command.

7) RESET (reset button)

Reset/clear the alarm and shutdown status of the running mode. Pressing this key after shutdown can also return the governor to the (CONTROLLING PARAMETR/PUSH RUNORPRGM) state.

8) O/NO:

Enter O/NO or exit.

9) 1/YES:

Enter 1/YES or input.

10) 2/ACTR (executive agency):

Input 2 (programming mode) or display the position of the actuator (operation mode), press the "down arrow" to display the current input to the actuator.

11) 3/CONT (control parameters):

Input 2 (programming mode) or display control parameters (running mode), press the "down arrow" to display the reason for the latest trip of 505, the highest speed reached and local/remote status.

12) 4/CAS (cascade control):

Enter 4 or display cascade control information (operation mode), not used.

13) 5／RMT