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摘要：通過對(duì)原WOODWORD 505調(diào)速器的調(diào)速功能的剖析，我們利用日本富士多回路多功能調(diào)節(jié)器Compact Controller M,型號(hào)：PDA3，替代原調(diào)速器，組成性價(jià)比較高的靈活調(diào)速系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：調(diào)速器 模塊 PDA3 強(qiáng)制 常數(shù)

        為了使DCC-Ⅱ裝置富氣壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)更加可靠安全的運(yùn)行，并有良好的備件儲(chǔ)備，我們使用最新型的PDA調(diào)節(jié)器取代PMK調(diào)節(jié)器，本文對(duì)該系統(tǒng)的調(diào)速原理，PDA調(diào)節(jié)器信號(hào)流程及PDA調(diào)節(jié)器應(yīng)用程序進(jìn)行了詳細(xì)分析和說明，并為類似的控制方案提供了很好的借鑒。

1.轉(zhuǎn)速控制方案
       富氣壓縮機(jī)的速度將直接影響到反應(yīng)器的壓力，所以機(jī)組速度控制是控制系統(tǒng)中很關(guān)鍵的一部分。本機(jī)組最小轉(zhuǎn)速為5333rpm，最大轉(zhuǎn)速為8000rpm，跳閘轉(zhuǎn)速為8800rpm，超速測試極限速度為9680rpm。
當(dāng)機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速大于5333rpm時(shí)，在條件允許的情況下，系統(tǒng)將由操作員切換到遠(yuǎn)程過程控制。此時(shí)，由DCS對(duì)富氣壓縮機(jī)一段入口壓力（PT2461）進(jìn)行P、I、D運(yùn)算后，將調(diào)節(jié)器（PC2461）的OP值通過一定的轉(zhuǎn)換，作為機(jī)控室內(nèi)的速度控制器的給定值SP。這樣，對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速可在DCS室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，可以有效防止反應(yīng)器壓力與機(jī)組之間的相互影響，導(dǎo)致裝置生產(chǎn)波動(dòng)。
       由此可見，速度控制器SV的信號(hào)轉(zhuǎn)換過程是最關(guān)鍵的，為了計(jì)算的簡便，我們把轉(zhuǎn)速量程定為0～10000 rpm。其遠(yuǎn)程SV（以下稱RSV）的范圍是4～20mA對(duì)應(yīng)5333～10000rpm。如圖1：

可以根據(jù)此坐標(biāo)圖建立數(shù)學(xué)模型:Y=KX+B,經(jīng)過很簡單的方程組求解，相對(duì)于轉(zhuǎn)速量程的百分?jǐn)?shù)得到：Y=46.67%X+53.33%這個(gè)方程，此方程可以很容易在PDA調(diào)節(jié)器中通過計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在我們來討論調(diào)速器的邏輯部分。通過對(duì)富氣壓縮機(jī)原WOODWORD 505調(diào)速器各項(xiàng)功能的詳細(xì)分析，經(jīng)過簡化，保留了其中必不可少的部分，對(duì)一些輔助功能進(jìn)行了屏蔽，并添加了便于識(shí)別和防止誤停機(jī)的保護(hù)措施。內(nèi)容如下：
（1）在開機(jī)過程中，PLC輸出的開機(jī)信號(hào)和允許開機(jī)信號(hào)作為調(diào)速器連續(xù)控制的前提條件，確保調(diào)速器能在遠(yuǎn)程控制方式下運(yùn)行。
（2）當(dāng)跳閘信號(hào)發(fā)出時(shí)，調(diào)速器輸出信號(hào)強(qiáng)制為0％，使主汽門全關(guān)。
（3）如果在機(jī)組正常運(yùn)行過程中，由于轉(zhuǎn)速探頭的故障，將會(huì)產(chǎn)生PV值異動(dòng)，可能會(huì)造成誤停機(jī)，在本程序中，我們?cè)O(shè)置了輸入信號(hào)異常檢測功能，這樣，一旦輸入信號(hào)異常（－12.5％～112.5％），調(diào)節(jié)器的輸出將會(huì)保持。同時(shí)有聲光報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)聯(lián)系儀表處理，并能在線復(fù)位。
該調(diào)速系統(tǒng)的信號(hào)流程見圖2。

        從圖2中不難看出，R/A切換時(shí)，SV是通過斜坡發(fā)生器輸入調(diào)速器中的。因?yàn)樵谡{(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)R/A之間雙向無擾動(dòng)切換不能實(shí)現(xiàn)。這會(huì)給調(diào)速器在向遠(yuǎn)程控制切換時(shí)，造成很大的擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)組停機(jī)甚至事故。設(shè)置斜坡發(fā)生器后，在設(shè)定的全刻度行程時(shí)間內(nèi)，SV以斜坡的形式向目標(biāo)值靠近，時(shí)間設(shè)定為0.06分鐘，完全可以實(shí)現(xiàn)R/A雙向無擾動(dòng)切換，滿足了控制要求。

2.模塊連接
        方案的最終實(shí)施是通過對(duì)PDA調(diào)節(jié)器提供的功能模塊進(jìn)行連接，PDA提供了方便的模塊連接畫面，只需將各功能代碼填入輸入/輸出端口即可。模塊連接如圖3：

2.1模塊功能簡介：
（1）在模塊連接圖中，41～44為PDA調(diào)節(jié)器2次位置型調(diào)節(jié)模塊組，對(duì)回路調(diào)節(jié)而言，是最基本的組成模塊，該模塊組的連接是比較固定的模式，只是在選擇SV方式時(shí)，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
（2）66號(hào)模塊是邏輯運(yùn)算模塊，在圖2中，我們看到的開機(jī)信號(hào)和輸入異常的邏輯運(yùn)算，都是通過該模塊實(shí)現(xiàn)的。
（3）A5是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器模塊，完成程序中的R/S觸發(fā)器功能。
（4）67是切換模塊，通過邏輯模塊運(yùn)算后的開關(guān)信號(hào)控制輸入端的預(yù)置值輸出到相應(yīng)的端子。跳閘信號(hào)產(chǎn)生后，調(diào)節(jié)器輸出的0％和輸入異常后的輸出保持值是由該模塊輸出的。
（5）8A為斜坡函數(shù)模塊，在設(shè)定的全刻度行程時(shí)間內(nèi)，SV以斜坡的形式向目標(biāo)值靠近，完成R/A雙向無擾動(dòng)切換。另外，在開機(jī)過程中，通過該功能可以實(shí)現(xiàn)讓蒸汽主汽門緩慢打開，保證升速過程的穩(wěn)定。
（6）C6完成輸入異常檢查，輸出數(shù)字控制信號(hào)。
（7）Y=46.67％X+53.33％公式是通過64模塊實(shí)現(xiàn)的。
2.2本程序中涉及到了很多常數(shù)，下面我們來了解一些關(guān)鍵的常數(shù)。
（1）Y=46.67％X+53.33％公式是通過0064模塊實(shí)現(xiàn)的，這里涉及到2個(gè)常數(shù)CON5和CON6，其中CON5=46.67％,CON6＝53.33％。
（2）當(dāng)機(jī)組跳閘信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，調(diào)速器的輸出將強(qiáng)制為0％，通過0067切換模塊切斷原來的連續(xù)控制模式，將常數(shù)CON1=0％送到調(diào)速器MV端子，使主汽門全關(guān)。如果要進(jìn)行連續(xù)控制，則必須需要開機(jī)條件滿足要求。這些功能可在圖2中清晰看到。
（3）在輸入信號(hào)異常檢測中，調(diào)速器認(rèn)定范圍是－12.5％～112.5％，在2個(gè)比較模塊00C6中，常數(shù)CON8=112.5％，CON9＝－12.5％
（4）調(diào)速器處于“R”工作模式時(shí)，CON3=0.01。
（5）斜坡時(shí)間系數(shù)CON7=6％。

3.結(jié)束語
       通過調(diào)試，該調(diào)節(jié)器能按要求正常運(yùn)行，可滿足控制要求。但是，因機(jī)組目前正在運(yùn)行，調(diào)速器仍為PMK，我們等待合適的時(shí)機(jī)將其替換。由于原WOODWORD 505調(diào)速器功能比較全面，它與PLC之間存在著數(shù)據(jù)交換的通信功能，隨著WOODWORD 505調(diào)速器的損環(huán)，通信功能已遭廢棄，相應(yīng)的，PLC因?yàn)檎{(diào)速器的故障會(huì)有跳閘信號(hào)的響應(yīng)，現(xiàn)在，這一信號(hào)已被屏蔽。但是，PDA調(diào)節(jié)器本身通過組態(tài)及相應(yīng)硬件的配置，與PLC的通信是可以恢復(fù)的，此時(shí)，這個(gè)調(diào)速系統(tǒng)才是比較完美的。下一步，我們將以此為方向，努力完善該調(diào)速系統(tǒng)。

參考資料
1. DCC-Ⅱ日本荏原富氣壓縮機(jī)隨機(jī)資料。
2. 富士CC-M調(diào)節(jié)器，型號(hào)PDA3使用說明書。