WOODWARD 2301D設(shè)置、操作手冊

26288 (Revision C)

使用WOODWARD 2301D進(jìn)行柴油機(jī)無差速度調(diào)節(jié)控制，相關(guān)設(shè)置、操作如下：

啟動過程說明

   采用自動啟動控制過程，由控制臺控制全部過程，啟動控制原理：通過識別柴油機(jī)由被動運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變到主動運(yùn)轉(zhuǎn)，實現(xiàn)啟動過程自動控制，識別原理:

風(fēng)馬達(dá)定速在點(diǎn)火速度以上，怠轉(zhuǎn)速度以下，通過識別風(fēng)馬達(dá)達(dá)到點(diǎn)火速度后，柴油機(jī)會主動運(yùn)轉(zhuǎn)，并由調(diào)速器配合，控制到怠轉(zhuǎn)速度，即認(rèn)為啟動成功，如果超時達(dá)不到怠轉(zhuǎn)速度，認(rèn)為啟動失敗。

                        硬件

1.   開關(guān)輸入控制

1.1    接線圖

1.2   啟動控制描述

1.2.1  系統(tǒng)通電，自檢通過，符合啟機(jī)條件

1.2.2  28號端子同31號端子【停車】觸點(diǎn)閉合

1.2.3  28號端子同33號端子【怠轉(zhuǎn)/額定】觸點(diǎn)分開，其他控制觸點(diǎn)分開

1.2.4  啟動風(fēng)馬達(dá)

1.2.5  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速后，柴油機(jī)點(diǎn)火主動運(yùn)轉(zhuǎn)

1.2.6  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到啟動控制速度后，調(diào)速器開始調(diào)整油門，逐步控制到怠轉(zhuǎn)

1.2.7  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到怠轉(zhuǎn)速度后，關(guān)閉風(fēng)馬達(dá)，啟動成功

1.2.8  如果超時未達(dá)到怠轉(zhuǎn)速度，則認(rèn)為啟動失敗，執(zhí)行停機(jī)過程

1.3   運(yùn)行控制描述

1.3.1  閉合28號端子同33號端子【怠轉(zhuǎn)/額定】觸點(diǎn)（一直閉合）, 調(diào)速器控制到額定轉(zhuǎn)速

1.3.2  28號端子同35號端子【升速】36號端子【降速】點(diǎn)動閉合，轉(zhuǎn)速上升或下降

1.4   停機(jī)控制描述

1.4.1  打開28號端子同33號端子【怠轉(zhuǎn)/額定】觸點(diǎn)，等待發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降到怠轉(zhuǎn)速度后

1.4.2  打開28號端子同31號端子【停車】觸點(diǎn)，調(diào)速器控制到停車狀態(tài)

注意：不可將【停車】觸點(diǎn)直接用于停車，因為可能在額定高轉(zhuǎn)速下，直接切斷油路，對發(fā)動機(jī)不利，所以必須在怠轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)速下，切斷油路，使發(fā)動機(jī)熄火，達(dá)到停機(jī)目的。

      不可將【停車】觸點(diǎn)用于緊急停車，以防執(zhí)行器被卡，達(dá)不到緊急停車目的。   

注意：在不使用模擬線路控制時，應(yīng)將模擬線路設(shè)置為不使用。

2.  模擬輸入控制

2.1 接線圖

2.2    4mA-20mA啟動控制描述

2.2.1  系統(tǒng)通電，自檢通過，符合啟機(jī)條件

2.2.2  28號端子同31號端子【停車】觸點(diǎn)閉合（常閉觸點(diǎn)）

2.2.3  加入4mA電流，啟動風(fēng)馬達(dá)，

2.2.4  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速后，柴油機(jī)點(diǎn)火主動運(yùn)轉(zhuǎn)（點(diǎn)火轉(zhuǎn)速為多少？理論值為158rpm）

2.2.5  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到啟動控制速度后，調(diào)速器開始調(diào)整油門，逐步控制到怠轉(zhuǎn)

2.2.6  當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到怠轉(zhuǎn)速度后，關(guān)閉風(fēng)馬達(dá)，啟動成功（應(yīng)該是正常啟動后就關(guān)閉氣動馬達(dá)，為什么要達(dá)到怠速后才關(guān)閉呢？）

2.2.7  如果超時未達(dá)到怠轉(zhuǎn)速度，則認(rèn)為啟動失敗，執(zhí)行停機(jī)過程（啟動失敗/沒有點(diǎn)火則關(guān)閉氣動馬達(dá)/斷電，等待再次啟動，啟動失敗也就不用停機(jī)）

2.3   運(yùn)行控制描述

2.3.1  4mA-20mA對應(yīng)怠速到額定轉(zhuǎn)速控制

2.4   停機(jī)控制描述

2.4.1  將電流降到4mA，等待發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降到怠轉(zhuǎn)速度后

2.3.2  打開28號端子同31號端子【停車】觸點(diǎn)，調(diào)速器控制到停車狀態(tài)

2.5   4mA-20mA對應(yīng)軟件設(shè)定轉(zhuǎn)速，一般將4mA對應(yīng)到怠速，將20mA對應(yīng)到額定轉(zhuǎn)速，以上認(rèn)為4mA對應(yīng)怠速，20mA對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速

注意：不可將【停車】觸點(diǎn)直接用于停車，因為可能在額定高轉(zhuǎn)速下，直接切斷油路，對發(fā)動機(jī)不利，所以必須在怠轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)速下，切斷油路，使發(fā)動機(jī)熄火，達(dá)到停機(jī)目的。

      不可將【停車】觸點(diǎn)用于緊急停車，以防執(zhí)行器被卡，達(dá)不到緊急停車目的。（緊急停車怎么設(shè)置？沒有表現(xiàn)出來）

                             軟件

軟件操作內(nèi)容共分兩大類，即：Service (服務(wù)) 和 Confingure（配置），根據(jù)Service (服務(wù)) 和 Confingure（配置）相關(guān)內(nèi)容，為了通俗易懂，現(xiàn)將Service (服務(wù)) 翻譯成顯示及設(shè)置，Confingure（配置）翻譯成配置設(shè)置，其他翻譯按原意，以行業(yè)術(shù)語優(yōu)先，部分翻譯為快速理解，增減些內(nèi)容。如有不理解，請參見軟件及隨機(jī)手冊，這里不進(jìn)行英文對照。以下僅與速度控制相關(guān)的部分主要內(nèi)容需要設(shè)置改變，其他保持默認(rèn)，不影響速度控制（代理方技術(shù)人員已確認(rèn)），希望以后有時間把與速度控制有關(guān)的全部參數(shù)理清楚。

并切把不使用功能的參數(shù)也理清楚，避免可能存在的交叉參數(shù)影響(即兩個以上功能用一個參數(shù)) ，是否可以關(guān)掉不使用的功能等。只有理清全部參數(shù)，才可放心使用。

3.    顯示及設(shè)置說明service confingure

3.1   顯示（A）A**display menu**

3.1.1  第1項：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速顯示 (n轉(zhuǎn)/分)engine speed (rpm)

3.1.2  第3項：發(fā)動機(jī)當(dāng)前設(shè)定轉(zhuǎn)速 (n轉(zhuǎn)/分)speed reference (rpm)

3.1.3  第4項：當(dāng)前燃油量顯示 (0.00 %)fuel demand(%)

3.2   速度設(shè)置（G）G**speed settings**

3.2.1  第1項：調(diào)速器起控速度，該數(shù)值應(yīng)大于發(fā)動機(jī)點(diǎn)火速度，小于怠轉(zhuǎn)速度 (n轉(zhuǎn)/分)

start speed (rpm)

3.2.2  第2項：最高轉(zhuǎn)速限制 (n轉(zhuǎn)/分)raise speed limit (rpm)

3.2.3  第3項：最低轉(zhuǎn)速限制 (n轉(zhuǎn)/分) (不能低于怠速)lower speed limit (rpm)

3.2.4  第4項：怠速設(shè)置 (n轉(zhuǎn)/分)idle speed (rpm)

3.2.5  第5項：28號端子同33號端子【怠轉(zhuǎn)/額定】觸點(diǎn)閉合，從怠速升到額定轉(zhuǎn)速時間 (n秒)accel ramp time (sec)

3.2.5  第6項：28號端子同33號端子【怠轉(zhuǎn)/額定】觸點(diǎn)分開，從額定轉(zhuǎn)速降到怠速時間 (n秒)decal ramp time (sec)

3.2.6  第7項：28號端子同35號端子【升速】閉合，從最低到最高轉(zhuǎn)速時間 (n秒)

speed trim inc time (sec)

3.2.7  第8項：28號端子同36號端子【降速】閉合，從最高到最低轉(zhuǎn)速時間 (n秒)

speed trim dec time (sec)

3.3   動力參數(shù)設(shè)置（H）H*DYNAMICS*（該模塊還有其他功能，但是配套的執(zhí)行機(jī)構(gòu)齊全嗎？

3.3.1  第1項：怠速增益 (P = n.nn )PROP GAIN(控制器對于發(fā)動機(jī)速度與參考速度設(shè)定之間偏差的反應(yīng)快慢，增益設(shè)定提供了發(fā)動機(jī)在輕載或卸載條件時的穩(wěn)態(tài)控制。

3.3.2  第2項：額定轉(zhuǎn)速增益 (P = n.nn)reset

3.3.3  第3項：積分 (I = n.nn)actuator compensation

3.3.4  第4項：微分 (D = n.nn)windowwidth

3.3.5  第5項：輔助增益調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速波動范圍 (n轉(zhuǎn)/分)gain ratid

3.3.6  第6項：輔助增益調(diào)節(jié)比率 (P = n.nn)speed filter freq

3.4   燃油限制設(shè)置（L）L*fuel limiters

3.4.1  第1項：啟動燃油限制 ( n %)start fuellimit ( n %)

3.4.2  第2項：燃油在第1項被限制的基礎(chǔ)上，每秒以該值遞增值 (n % 秒)start ramp rate

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

3.5           模擬輸入設(shè)置（P）P*analog inputs settings*

3.5.1  第3項：4mA對應(yīng)的最低轉(zhuǎn)速  (n轉(zhuǎn)/分)speed w/rmt in@min (rpm)

3.5.2  第4項：20mA對應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速 (n轉(zhuǎn)/分) speed w/rmt in@max (rpm)

3.5.3  第6項：從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速所需升速時間 (n秒)rmt spdref inc time (sec)

3.3.4  第7項：從最高轉(zhuǎn)速到最低轉(zhuǎn)速所需降速時間 (n秒) rmt spdref dec time (sec)

4.               配置設(shè)置說明confingure

5.              

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

4.1.1          第1項：額定轉(zhuǎn)速設(shè)置 (n轉(zhuǎn)/分)enter rater speed (rpm)

4.1.2          第7項：超速保護(hù)設(shè)置，當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到該轉(zhuǎn)速后，觸發(fā)停車命令 (n轉(zhuǎn)/分)overspeed setting（超速停止裝置必須獨(dú)立于原動機(jī)的控制系統(tǒng)。超溫或是超壓停機(jī)裝置也必須安全和適當(dāng)。

4.2    發(fā)動機(jī)參數(shù)設(shè)置 (B)B*diacrete in options*

4.2.1  第1項：飛輪盤齒數(shù) (n)

4.2.2  第3項：發(fā)動機(jī)缸數(shù) (n)

4.2.3  第4項：轉(zhuǎn)速傳感器失效比例 (n %)

4.2.3  第8項：發(fā)動機(jī)沖程數(shù) (n)

4.3    模擬輸入設(shè)置 (E)

4.3.1   第2項：模擬輸入線路1設(shè)置 (n)（參見隨機(jī)手冊P55 E02）

4.3.2   第4項：設(shè)置線路1輸入類型 (n)（參見隨機(jī)手冊P55 E04）

4.3.3   第7項：模擬輸入線路2設(shè)置 (n)（參見隨機(jī)手冊P55 E07）

4.3.4   第9項：設(shè)置線路2輸入類型 (n)（參見隨機(jī)手冊P55 E09）

4.3                執(zhí)行器輸出類型(F)

4.4.1           第1項：執(zhí)行器輸出類型 (n)（參見隨機(jī)手冊P56F01）

        其他

5.1               必須按照WOODWARD 隨機(jī)手冊及軟件相關(guān)定義, 正確操作設(shè)置

5.2               啟機(jī)前，應(yīng)保證調(diào)速器參數(shù)正確

5.3               調(diào)速器通電后，有25秒不反應(yīng)期，調(diào)速器狀態(tài)燈同時亮25秒

5.4               新試樣機(jī)應(yīng)確保調(diào)速器使用的轉(zhuǎn)速傳感器信號正常

5.4.1          在怠轉(zhuǎn)時，信號應(yīng)大于1V，占空比50%，誤差小于等于±10%，在額定轉(zhuǎn)速時，信號應(yīng)小于30V，占空比50%，誤差小于等于±10%

5.4.2          信號無畸變，過零無畸變

5.4.3          轉(zhuǎn)速傳感器同發(fā)動機(jī)齒輪間距及發(fā)動機(jī)飛輪齒寬，應(yīng)符合WOODWARD Manual 82510要求（間距是多少）

5.5               由于柴油機(jī)理論數(shù)學(xué)模型與實際相差甚遠(yuǎn)，采用湊試法，調(diào)整PID

如對文中有異議，應(yīng)組織研討，及時改正錯誤。

本操作說明對原理與接線方式做了詳細(xì)的表達(dá)，但是在安裝后參數(shù)設(shè)

2301A面板上的電位器的初始整定

    a.額定轉(zhuǎn)速電位器(Rated speed)，將發(fā)電機(jī)組控制柜門上的速度給定電位器R1調(diào)至中間位置(5圈)，將額定轉(zhuǎn)速電位器調(diào)至最小位置，待柴油機(jī)升速后，調(diào)它使柴油機(jī)到達(dá)額定轉(zhuǎn)速1500rpm，順時針旋轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)速升高。

    b.怠速電位器(Low Idle Speed)，設(shè)置至最大位置，順時針方向為升高怠速值。

    c.初始燃油限制電位器(Start Fuel Limit)，置于最大位置，順時針方向為增大初始值。

    d.升速時間電位器(Ramp Time)，使其在最小位置，順時針為時間加長。

    e.增益電位器(Gain)和穩(wěn)定性電位器(Reset)，置于中間位置?？焖傩噪娢黄?Actuator Compensation)放在0～2范圍內(nèi)的刻度上， 順時針方向為增強(qiáng)性能。

    f.負(fù)荷增益電位器(Load Gain)，置于中間位置，順時針方向增大負(fù)載輸出信號。

    g.調(diào)差電位器(Droop)，處于最小位置，順時針方向增大調(diào)差。

    (3) 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作調(diào)整

    a.若柴油機(jī)快速振蕩，應(yīng)逆時針慢慢減小增益(Gain)電位器，直到穩(wěn)定為止。

    b.若柴油機(jī)慢速游蕩，應(yīng)順時針增加穩(wěn)定性(Reset)直到穩(wěn)定為止。

    如果調(diào)大穩(wěn)定性電位器不能改善柴油機(jī)的穩(wěn)定，則還需慢慢調(diào)小增益電位器或增益和快速性(Actuator Compensation)電位器都慢慢調(diào)小。

    c.小范圍的慢速不穩(wěn)應(yīng)順時針增大快速性(Actuator Compensation)  電位器，小范圍的快速不穩(wěn)應(yīng)逆時針調(diào)小快速性電位器。

    (4) 轉(zhuǎn)速動態(tài)調(diào)整

    a.調(diào)整增益和穩(wěn)定性電位器，使轉(zhuǎn)速變化獲得最佳動態(tài)響應(yīng)。

    b.用高靈敏電壓表監(jiān)視20＃(A+)和21＃(B-)為執(zhí)行器輸出的直流電壓。

    c.調(diào)大增益電位器，可使突變負(fù)載時提供轉(zhuǎn)速變化的快速傳輸響應(yīng)， 應(yīng)慢慢順時針增大增益電位器，直至監(jiān)視20＃、21＃上的電壓表現(xiàn)出輕微不穩(wěn)，然后輕微逆時針調(diào)小一點(diǎn)增益電位器，使監(jiān)視表上的電壓穩(wěn)定可讀。

    d.為了減小加載后的執(zhí)行器抖動，應(yīng)順時針調(diào)大穩(wěn)定性電位器。

    e.當(dāng)穩(wěn)定性電位器調(diào)整至0～3刻度范圍之內(nèi)，若順時針增大穩(wěn)定性電位器時，還可能需要逆時針減小增益才能保持穩(wěn)定工作。

    f.若柴油機(jī)動態(tài)響應(yīng)速度慢，應(yīng)反時針調(diào)小穩(wěn)定性電位器，以減小積分時間常數(shù)，使柴油機(jī)能快速達(dá)到平衡狀態(tài)。

    (5)怠速和額定轉(zhuǎn)速的調(diào)整

    柴油機(jī)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)電機(jī)組控制柜門上的調(diào)速電位器置于中間位置，在怠速狀態(tài)下調(diào)怠速(Low Idle Speed)電位器至要求值600rpm，在額定狀態(tài)下調(diào)整額定轉(zhuǎn)速電位器(Rated Speed)，使其為要求值1500rpm。

    (6)初始燃油限制電位器調(diào)整

    a.若不需要應(yīng)用初始燃油限制，可將初始燃油限制電位器(Start  Fuel Limit)順時針調(diào)到最大即消除此功能。

    b.柴油機(jī)在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)下不帶負(fù)載,記錄調(diào)速器20＃(+),21＃(-)為執(zhí)行器輸出的電壓。

    c.關(guān)閉柴油機(jī)，在調(diào)速器16＃與18＃之間加一短接線，給18＃加入+24V電源，使之退出丟失測速信號保護(hù)。調(diào)初始燃油限制電位器，使20＃和21＃為執(zhí)行器輸出的電壓為其額定值的1.3倍。

    d.去掉16＃和18＃之間的短接線。起動柴油機(jī)，觀察其起動時間，轉(zhuǎn)速超調(diào)量以及排煙情況。若柴油機(jī)起動困難，應(yīng)順時針調(diào)大初始燃油 限制電位器，直到能起機(jī)為止。其柴油機(jī)起動時濃煙過量，應(yīng)逆時針輕微調(diào)小初始燃油限制電位器，同時應(yīng)保護(hù)冷熱狀態(tài)下都能起機(jī)。盡管初始燃油限制電位器調(diào)大可以使起機(jī)變得容易，但是一旦速度控制占主導(dǎo)地位時，燃油限制的功能則不起作用。

    (7) 升速時間的調(diào)整

順時針調(diào)大升速時間電位器(Ramp Time)可使柴油機(jī)從怠速狀態(tài)變?yōu)轭~定狀態(tài)的升速時間延長。應(yīng)調(diào)節(jié)此電位器以獲得所要求的升速時間。

    (8) 負(fù)載增益的調(diào)整

    分別使各柴油發(fā)電機(jī)組帶上額定負(fù)載，調(diào)整負(fù)載增益電位器(Load   Gain)，使調(diào)速器13＃(+)和11＃(-)負(fù)載信號輸出電壓為6V，當(dāng)負(fù)荷為半載的情況下為3V。

    (9) 調(diào)差特性的調(diào)整

    a.各機(jī)的負(fù)載增益調(diào)好后，調(diào)整調(diào)差電位器(Droop), 使各機(jī)組空載與滿載狀態(tài)下的頻率差都為要求值，如3%。

    b.各發(fā)電機(jī)組控制柜門上的調(diào)速電位器R2調(diào)在中間位置不動。分別調(diào)各機(jī)的額定轉(zhuǎn)速電位器(Rated Speed)使其空載頻率為51.5Hz，分別調(diào)各機(jī)的調(diào)差電位器(Droop)使其滿載頻率為50Hz。調(diào)差率即為3%。

 c.各發(fā)電機(jī)組控制柜門上的調(diào)速電位器R2置于中間位置不動。先將各機(jī)組獨(dú)立空載運(yùn)行，調(diào)整調(diào)速器上的額定轉(zhuǎn)速電位器(Rated Speed)使頻率為51.5Hz。將各機(jī)組單獨(dú)滿載運(yùn)行，調(diào)整調(diào)差電位器(Droop)使頻率為50Hz。短接調(diào)速器14＃和16＃，在14＃接通+24V電源，調(diào)速系統(tǒng)處于無差調(diào)節(jié)狀態(tài)下運(yùn)行。此種運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)的滿載頻率將升至空載頻率51.5Hz。最后再去掉14＃和16＃之間短接線，滿載頻率又降至50Hz。多機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行必須有差調(diào)節(jié)特性才能使各機(jī)負(fù)荷均勻分配。系統(tǒng)負(fù)荷變更時，各機(jī)組按調(diào)差特性曲線中的頻率分配負(fù)荷，調(diào)差特性的一致，空載轉(zhuǎn)速相等則可使各機(jī)負(fù)荷均衡。