HWLT-4型微机励磁调节器调试说明书

HWLT-4型微机励磁调节器调试说明书哈尔滨电机厂有限责任公司控制设备事业部二OO二年二月HWLT－4型微机励磁调节器调试说明书一．总体介绍HWLT－4型微机励磁调节器主要硬件采用的是台湾研华公司的MIC－2000系列板卡，使用时只要按照相应的说明设置地址和跳线就可以。

其它的板卡是自己开发的脉冲发生，脉冲放大和计数板，不需要设置。

所以调试的重点就是检查软件功能的完善和全部回路的正确。

而调试人员的任务就是熟悉调节器系统并准确设置系统的PID参数和将相关的输入量定标。

1．调节器的特点1．1调节器的控制结构是传统的PID＋PSS，但独特之处在于为了增强AVR 的稳定性，AVR中又加入了一个小电流环。

1．2调节器采用的是混合冗余容错技术，包括二个微机模块和一个独立备用模拟FCR模块。

而且因为是硬件发生脉冲，所以三个模块的切换点是在脉冲放大的前级，也就是说三个模块都产生相应的脉冲，但只有工作模块的脉冲才能达到脉冲放大。

1．3调节器的人机界面用的是最先进的工业级电脑，并有图形画界面。

调试时可以方便地观察到相应的数据。

1．4为了增加电源系统的可靠性，除了采用了二个一体化的电厂用专用电源模块，可以交直流三路电源输入。

还将计算机的输入电源换做＋24V输入。

1．5输入和输出都采用了继电器的电磁隔离，区别在于输入继电器为220V 线圈，输出继电器为24V线圈。

二．硬件整体介绍1．计算机模块功能介绍计算机选用的是台湾研华公司的MIC2000系列，用的是背板技术，前端出线，很方便调试。

计算机的电源模块用的是24V输入的专门开关电源。

输出为＋5V，－5V，＋12V，－12V。

（在只检查电源时，输出要低，因为没有负载）CPU板是MIC－2340，在上面附加了PC104模块的电子盘。

利用电子盘替代了传统的硬盘，这样减少了因为机械部件引起的故障，并且读取数据的速度大大提高。

电子盘上事先安装好DOS操作系统和相应的调节器控制程序。

计算机上电后自动进入控制程序运行。

AI板是MIC－2718，输入范围为0V―＋10V。

特别是利用板上FIFO功能，使AI板可以独立于CPU板工作，系统只是在需要的时候由CPU到AI板上的FIFO中取得数据。

而不用浪费时间在等待AI板的工作上。

AO板是MIC－2728，输出范围为－10V―＋10V。

只有一路输出作为脉冲发生器的控制电压（也就是模拟调节器的适应电压）DI板是MIC－2730,16路输入，有光电隔离。

有信号输入的通道在面板上有绿色的二极管指示。

DO板是MIC－2750,16路输出，也有光电隔离。

有信号输出的通道在面板上有红色的二极管指示。

因为两个计算机模块的开关量输出是共用相同的继电器作为电磁隔离的，所以DO板相应的输出各自串接了一个隔离二极管（B6.40。

＊）才并在一起。

计数板是自己开发的板卡，主要用途是测量转速和功率，还可以进行双机切换。

双计算机模块在工作时没有指定主，从状态，只是在上电时哪一个先工作就作为主机，在主机发生故障时，从机自动投入。

并且工作状态也相应变为主机。

只有主机的状态和数据可以实时的上传到上位机（人机界面），进行显示和分析。

从机只和上位机进行很少的信息交流。

2．备用A/FCR模块功能介绍备用A/FCR模块是由数字电路来实现的，可以进行闭环的A/FCR调节。

具用自动跟踪功能。

当计算机模块工作时，它进行跟踪，同时也有适应电压输出至脉冲发生部分并形成脉冲，只是不能进入脉冲放大。

当所有的计算机模块都不能工作时，自动切换至备用A/FCR模块运行。

只要计算机模块恢复运行，备用A/FCR模块自动退出运行。

紧急情况下，备用模块接受“逆变”命令停机，然后自动复归到最小位置――大约15%的励磁电流给定位置。

注意：在调节器上电的时候，由于计算机模块先进入DOS系统，然后进入控制程序运行，这就需要一定的时间，而备用模块不需要这个过程，所以总是备用模块先投入运行很短的时间，马上计算机模块就会接过去工作。

为了防止在调试或投运过程中出现问题，上电的时候最好将“逆变”命令投入，计算机模块工作后才解除。

3．脉冲电路功能介绍调节器有三个相同的脉冲发生电路。

分别为1＃，2＃计算机模块和备用模块形成控制脉冲。

三个脉冲电路都工作，但只有主机的脉冲才能送到脉冲放大进行调节。

主机的脉冲电路有“发光二极管”指示。

脉冲电路的控制信号分别为计算机模块的AO板输出电压和备用模块的输出电压。

并且还有最大角（145）和最小角（15）控制。

4．脉冲放大电路功能介绍调节器一般有二个脉冲放大电路，分别对应二个功率屏。

脉冲放大的输出级也有控制电路，由计算机来控制在功率屏故障的情况下自动将故障屏退出运行，由另一个功率屏独自满足各种运行功况。

脉冲放大电路有输入脉冲次序依次为A，B，C，－A，－B，－C的6个工作通道。

并在输入级有脉冲丢失检测电路，由小继电器将故障信号传给计算机。

为了方便调试和运行时的更换，脉冲放大电路增加了2路备用通道。

如果发现脉冲故障时，可以将6路脉冲通道相应移动，（次序不能变），避开故障通道。

脉冲放大的输出级一定要注意检查与隔直电容相连再接至功率屏的脉冲变压器，防止因输出级短路而烧坏。

5外围电路功能介绍5．1输入信号调理电路这部分电路的作用是将信号调理成计算机AI板可以接受的信号（0－10V）。

电路全部应用无源元器件，即电阻，电容，二极管等实现，减少应用运放等有源器件出现的故障可能性。

5．2大信号变换成小信号电路主要是用了一些变压器来实现。

PT来的信号用的是三相变压器，100V/10V，有三路信号，机端1＃PT，2＃PT和电网电压PT。

电流信号用的是三个单相的变压器，有二路信号，定子电流和转子电流。

其中定子电流用了四个变压器，有一个变压器是用了测量定子电流和定子电压的功率角的。

输入信号为定子电流的B相。

阳极电压同步信号用的是三相变压器，220V/10V，输出是六相电压信号。

有二路信号。

一路用于1＃和2＃脉冲发生电路的输入信号，另一路用于备用通道脉冲发生电路的输入信号。

这样如果计算机模块的阳极电压有故障时，也不会影响到备用通道的正常工作。

5．3调节器工作电源使用的发电厂一体化开关电源的交流和直流输入都为220V，直流输入为电厂直流电系统（蓄电池供电），交流输入分别为厂用电和自用电（有的电厂也采用双段厂用电供电）。

为了防止交流电系统和直流电系统互相干扰，用了二个单相的变压器进行隔离。

自用电的变压器是跟据机组的阳极电压确定的。

副边都是220V。

厂用电的变压器是固定的（380V/220V）.输入信号为厂用电的AC相。

因为调节器的人机界面用的平板式工业电脑为厂用电220V输入，所以一定要将厂用电的中性点接至端子B7.6计算机模块中的开关电源为直流24V供电，注意不要将直流COM和电源接地接错。

注意：计算机的DO板在带电的状态下为高阻态。

因为DO板接至继电器的线圈，而继电器的线圈有工作电源输入的情况下一直有电，所以计算机的电源开关不要断，即计算机要保证只要外部的电源上电，它就同时上电。

如果调节器整体断电时，只需要将端子上的输入电源端子拉开。

（是保险端子）。

三．软件整体介绍1．总体控制流程下位机的控制程序是在DOS系统下运行的。

DOS系统和应用程序都存放在CPU 板的电子盘中，上电后，自动进入应用程序运行。

程序分为主控程序和中断程序两大部分。

主控程序又根据外部控制信号分为四个过程：等待过程，启励过程，调节过程和停机过程。

中断程序则自动地从AI板中取得相应的数据，并进行简单的处理。

上位机的程序是在WINDOW95系统下运行的。

正常运行时一直和下位机进行通讯。

在下位机的四个过程中，都在和上位机进行通讯并且还要进行双机之间的通讯，同时还要对DI板的信号进行检测，并控制DO板状态和控制信号的输出和AO板电压信号的输出。

整个控制周期在10MS之内。

2．等待过程计算机进行上电自检和所有板卡的初始化工作。

并且在这个过程中调入存储在电子盘的数据文件，里面包括PID参数和重要的定标参数和控制参数。

如果所有的外部信号都正常，计算机发出“允许启励信号”，并等待启机信号的到来。

在这个过程中脉冲是闭锁的，也就是AO板控制电压信号是负的。

3．启励过程如果计算机接到“启励信号”，就解除脉冲闭锁，并且根据相应的机组参数进行快速启励，保证机组能够快速，平稳，超调不大的进入指定状态。

启励过程结束的条件是10S内达到机端电压的30%。

如果不能成功建压，则退到等待过程，并报出“启励失败”信号。

在这个过程中有时会用到“软启动”技术，脉冲有时是按照一些方式给出的。

注意：启励设计为只能有三次机会，如果用三次都没有启励成功，计算机将会闭锁启励这个过程，必须重新启动计算机才能再次启励。

4．调节过程在启励过程结束后，自动进入调节过程，这个过程中脉冲按照调节得出的结果进行控制。

有调节过程中有四种运行方式：AVR方式，FCR方式，恒Q方式和恒COSQ方式。

其中后二种方式必须在油开关闭合下才可以运行。

注意：如果是自并励系统，调节器会一直比较阳极电压和机端电压。

如果相差30%以上，会判断出故障。

因些在调试过程中，一定要将阳极电压和机端电压控制在接近状态5．停机过程计算机接到停机的相应命令后，先进行逆变，然后5秒后回到等待过程，同时闭锁脉冲。

注意：在这个过程中，有一个很重要的工作就是将在线修改的各种参数进行存储的工作，将数据文件写入电子盘。

因些修改参数后一定要有一个停机过程的操作。

四．控制结构介绍1．总体控制结构调节器采用的是传统的PID＋PSS控制。

PID用的是并联方式。

但是与常规不同的是我们在AVR中引入了电流环，这样增加了稳定性，并且限制和跟踪也十分方便。

PSS功能的输入是功率信号，经过双超前滞后环节，再控制调节器的AVR输入。

2．PID参数设定PID参数可以在线进行修改，在人机界面相应的页面进行操作。

五．调试介绍1．参数定标调节器能够正确工作，主要在于能够正确的取得各种信号。

其中各种模拟量信号作为反映一个机组工作功况的重要表述，则更加重要。

可以说调节器调试工作中最重要的工作就是将模拟信号进行定标―――计算机可以认知一个量并可以简洁处理。

HWLT－4型调节器应用了软件定标技术，没有任何小电位器进行调整，非常方便。

只要将需要定标的量输入在相应的端子，并且根据输入量的大小在人机界面上写下相应的标么值。

因为双机之间是互相进行通讯的，所以定标的过程是双机同时进行的，不需要分别进行定标。

注意：在对机端电压进行定标时，要同时将双路电压信号加入端子排，因为双路电压信号分别接入相应的计算机模块。

而定标是同时进行的，如果一路没有信号，将会定标不正确。

如果在真机试验过程中，需要对转子电流重新定标时，最好分开定标。

因为转子电流一直都在调节过程中，而双机通讯有一个时间过程，这样不容易将双机的转子电流定标准确，从而影响到双机切换时的电流和电压的波动。