505调节系统中文说明书

一、引言

505/505E是以微处理器为基础的调速器，适用于单执行机构或双执行机构的汽轮机控制。调速器采用菜单驱动软件以引导现场工程师根据具体的发电机或机械驱动应用要求对调速器进行编程组态。本说明书主要介绍调速器的工作原理、系统构成、面板操作。由于英文版手册存在不断增加和更改内容等方面的因素，使用woodward 505/505E时，还请参考随调速器提供的woodward正式英文版手册。

二、505/505E的工作原理及系统介绍

505/505E电子调节器比一般液压系统控制精度高，自动化水平大大提高，热电负荷

自整性也高，它能实现升速（手动或自动），配合电气并网，负荷控制（阀位控制或功频

控制），抽汽热负荷控制及其它辅助控制，并与DCS通讯，控制参数在线调整和超速保护

功能等。能使汽轮机适应各种工况并长期安全运行。

基本原理

并网前在升速过程中，转速闭环为无差控制，505/505E控制器将测量的机组实际和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后输出标准电流信号给电液转换器，电液转换器接受调节器输出的标准电流信号，输出与输入电流信号相对应的调节信号油压。调节信号油压经液压伺服机构放大，控制油动机活塞移动，通过调节杠杆，改变调节汽阀的开度，调节汽轮机高压段、低压段的进汽量。从而减少转速偏差，达到转速无差控制，当转速达到3000r/min，机组可根据需要定速运行，此时505/505E可接受自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令，调整机组实现同步，以便并网。

机组并网后，如果采用功率闭环控制，可根据需要决定505/505E使机组立即带上初负荷，DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号，转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正，功率给定与功率反馈比较后，经PID运算和功率放大后，通过电液转换器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号，对机组功率实现无差调节，若功率不反馈，则以阀位控制方式运行，即通过增加转速设定，开大调节汽阀，增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时，505/505E自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。

在机组带上一定电负荷后可根据需要带热负荷，投入抽汽控制。505/505E控制器根据

机组工况图对机组电负荷及抽汽压力进行自整控制。

505/505E系统构成

505/505E是基于32位微处理器控制用的数字控制器。它集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘包括一个两行（24个字符）显示，一个有30个操作键的面板，操作盘用来组态505/505E，在线调整参数和操作汽轮机起停及运行。通过操作面板上的两行液晶屏可观察控制参数的实际值和设定值。

控制回路/ / 505/505E控制器内有三个相互独立的控制器通道：转速/负荷控制PID 回路、辅助控制PID回路、抽汽控制PID回路。前两者通过低选输出，另外有一个PID控制回路可串接在转速控制回路上用于串级控制。其通讯接口有三种。控制器有三种操作模式：程序模式、运行模式和服务模式，程序模式用于组态控制器的功能以适合具体的控制要求，程序模式一旦组态后不再改变，直至需要改变控制功能时。运行模式主要用于操作汽轮机启动正常运行至停机整个控制过程。服务模式可以在运行状态修改参数，根据具体汽轮机控制需要通过编程组态于相应的系统。

输入及输出2.3.12.3.22.3.32.3.42.3.5

（EXT/ADM）: 抽汽/补汽

给键盘输入的数值加上小数点或显示抽汽补汽信息（运行方式）。

EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON: 紧急停机按纽

壳体面板上的大红色八角按纽。这是调速器的紧急停机按纽。

三、调速器的安装

505/505E调速器装在一个嵌装式壳体中，这种壳体设计成安装于控制室的屏上或柜子中，所有的现场接线都通过调速器后面的可拆卸端子块与调速器连接。

调速器接线图

安装

调速器的安装必须留有足够的接线空间。面板上的8个螺钉保证了调速器的牢固安装，其重约为4千克，允许在-25o C到65o C的环境温度下运行。

电气连接

电气接线请参考我公司另提供的《电气原理图》。由于电磁干扰的原因，建议小电流接线（端子52到121）与大电流接线（端子1到51）分开布线。

505/505E调速器要求电源具有一定的输出电压和电流的能力。在大多数情况下，这个功率额定值由伏-安(VA)来表示。电源的VA数应大于或等于调速器所要求的VA。下面列出了调速器不同电源的额定值以及熔断器的规格：

18-32VDC 内置熔断器，77VA最大)

88-132Vac@47-63Hz或90-150Vdc 内置熔断器，143VA最大)

180-264Vac@47-63Hz 内置熔断器，180VA最大)

屏蔽与接地

在接线端子块上，每个转速传感器输入，执行机构输出，模拟输入，模拟输出和通信口都分别有一个独立的屏蔽接线端。所有这些输入都应该采用双股绞合屏蔽线。继电器输出，触点输入和电源接线通常是不要求屏蔽的，但如果需要也可以屏蔽。

四、汽轮机的启动

执行器的标定

在汽轮机第一次运行前或可能影响执行机构或阀门维修后应按下述步骤进行阀门的标

定以确保调速器的标定与汽轮机调节阀一致。步骤如下：

1.在标定过程中，紧急停机触点输入必须闭合或跨接。

2.执行系统RESET指令。（按“RESET”键）

3.按调速器面板上的“Emergency Shutdown(紧急停机)”按纽。

4.按“ACT”键，然后按下翻键直到出现“Stroke Actuatou dsbled ,Steam Must be off”

(确认主汽门已经切断了汽轮机的汽源)

5.按“YES”键（屏幕显示“Stroke to Min-Enabled, Mincurr Adjust *”）

6.按“YES”键进入该方式或下翻箭头键转入所需的方式。

Stroke to Min-Enabld, Min Curr Adjust *—按YES键迫使执行机

构输出至下限值。按上升或下降键来改变0%执行机构行程时的电流值。

Stroke to Max-Enabld, Max Curr Adjust *—按YES键迫使执行

机构输出至上限值。按上升或下降键来改变100%执行机构行程时的

电流值。

Manually Adjust - Enabld, Stroke Valve —在该屏幕显示下按上

升、下降键将以5% /秒的速率在0-100%之间改变阀门的输出电流。

7.当标定结束时，505/505E所显示的0-100%阀门位置必须等于0-100%的

实际阀门行程。

8.按二次CLEAR键来保存更改值并退出标定方式。

汽轮机的启动方式

505/505E有三种可供选择的汽轮机启动方式：手动、半自动或自动。这三种启动方式在程序模式下选择，更改启动方式只能在停机后进入程序模式才能进行。

三种启动方式的操作分别介绍如下：

4.2.1 手动启动方式

当组态了手动启动方式时，采用下列启动操作程序：

1.确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）

2.发一复位（RESET）指令(使所有报警和停机状态复位)。

3.关闭电动隔离门及其旁通阀门，然后全开主汽门。

4.发出运行（RUN）指令。

☆这时，调速器将以“阀位限制器速率（Valve Limiter RATE）”开启调节阀至其最大位置。

☆转速给定值以“至最低转速速率（Rate To Min Rate）”从零变化至最低控制转速。

5.以可控速率开启主汽门前旁通阀门。

☆当汽轮机转速升高至最低控制转速时，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.将电动隔离门开启至100%开度。

☆转速维持在最低控制转速下直到操作人员进行操作，如果组态了“顺序

自动启动”则就由顺序自动启动程序开始控制。

4.2.2 半自动启动方式

当组态了半自动启动方式时，采用下列启动操作程序：

1.确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）

2.发一复位（RESET）指令(使所有报警和停机状态复位)。

3.打开主汽门（确认汽轮机没有加速）。

4.发“RUN”指令。

☆此时，转速给定值以“至最低转速速率（Rate To Min Rate）”从零变化至最低控制转速给定值。

5.以控制的速率提升调速器的阀位限制器。

☆当汽轮机转速升高至最低控制转速时，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。

☆转速维持在最低控制转速下直到操作人员进行操作，如果组态了“顺序

自动启动”则就由顺序自动启动程序开始控制。

4.2.3 自动启动方式

当组态了自动启动方式时，采用下列启动操作程序：

1.确认汽轮机已进入准启动阶段。（启动前的准备参考“安装使用说明书”）

2.发一复位（RESET）指令(使所有报警和停机状态复位)。

3. 打开主汽门（确认汽轮机没有加速）。

5.发“RUN”指令。

☆调速器将以“阀位限制器速率”开启调节阀至最大位置。

☆转速给定值以“至最低转速速率”升高至最低控制转速。

☆当汽轮机转速升高且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转速。

☆转速维持在最低控制转速下直到操作人员进行操作，如果组态了“顺序自动启动”则就由顺序自动启动程序开始控制。

顺序自动启动

该功能不同于“自动启动方式（AUTOMATIC START MODE）”。顺序自动启动能够与三种启动方式中的任意一种一起使用。

采用这一功能，发出“RUN”指令后顺序自动启动程序就将转速给定值升至低暖机转速设定值，并在该设定值下保持一段时间。再将转速给定值升至高暖机转速设定值，同样在该设定值下保持一段时间。然后将转速给定值升至额定转速设定值。热态启动和冷态启动的所有升速率和保持时间都是可编程的。利用跳闸后的停机时间计时器来确定热态启动和冷态启动的不同控制。当执行停机指令且汽轮机转速降至低于暖机转速设定值时开始计时。

采用顺序自动启动程序，如果在发出“RUN”指令时，系统的停机时间处于所设定的“热态启动”和“冷态启动”时间之间，调速器将在热态启动和冷态启动参数之间进行内插计算以确定启动升速率和保持时间。

随时都能从键盘，触点输入或通过Modbus暂停执行顺序自动启动程序。可以通过暂停指令，转速给定值提升或降低指令来暂停执行顺序自动启动程序，也可以从键盘或Modbus通信直接输入转速给定值来暂停执行顺序自动启动程序。三个指令源中任意一个最后发出的指令将决定了程序的运行方式。不过，停机状态将使该功能退出执行，只有在执行启动后才能要求重新投入该功能。

转速PID运行方式

转速PID根据组态和系统条件，按下列方式之一进行运行：

1.转速控制

2.频率控制

3.机组负荷控制

当组态为非发电机运用时，转速PID始终以转速控制方式运行。而当组态为发电机运用时，发电机和电网断路器的状态决定了转速PID的运行方式。

4.4.1 转速控制发电机断路器触点断开时，转速PID以转速控制方式运行，转速PID 将汽轮机控制在恒定的转速或频率下而与其实际负荷无关。

4.4.2 频率控制发电机断路器触点闭合而电网断路器触点断开时，转速PID以频率控制方式运行，机组将运行于恒定转速或频率下而与其实际负荷无关，当断路器的状态使转速PID切换到频率控制时，转速给定值立即跃阶变化至选择频率控制前最后一次检测到的转速。如果最后一次检测到的转速不同于“额定转速给定值”，转速给定值将以1转/秒的缺省速率变化至“额定转速给定值”。

4.4.3 机组负荷控制当发电机和电网的断路器都闭合时，转速PID以机组负荷控制方式运行。在电网中并列运行时，给定值高于额定转速就能使负荷从0增加到100%。机组的负荷被转换成额定转速的百分比。

不等率% X 发电机负荷 X 额定转速=给定值变化

例如： 5% X 100% X 3000 = 150rpm

这说明：当机组在电网中并列运行时，转速给定值能从3000rpm调整至3150 rpm使机组负荷从零增加到100%。

超速试验

当机组无论按哪种方式启动，并按事先组态好的顺序自动启动程序稳定在额定转速时，就可以进行汽轮机的超速试验。超速试验的步骤如下：

1.将转速给定值提升至调速器上限转速设定值。

2.为了记录本次超速试验时所达到的最高转速值，必要的话，请清除掉“Highest Speed

Reached”值。清除时按OSPD键，下翻至显示屏2，按YES键。注意：该值也能在控制（CONT）键下清除或读出。

3.试验时同时按OSPD键和Ajdust Up键提升转速给定值。转速给定值升高至高于调速

器上限转速设定值时，OSPD键中的投入超速试验LED将亮起。如果此时释放OSPD键，转速给定值将返回到调速器上限转速设定值。

4.一旦汽轮机转速达到调速器的内部OVERSPEED TRIP LEVEL设定值，OSPD的LED就闪

烁且屏幕闪烁显示“Speed>Trip”信息。

5.如果在超速试验LED闪烁时释放OSPD键，机组将因超速而跳闸。

6.如果进行机械超速试验，则不要释放OSPD键且继续调整转速给定值就能使其达到超

速试验极限值，超速试验LED将以较快的频率闪烁，表示已达到最大转速给定值，机组应已由外部跳闸装置跳闸。

机组带电负荷 505/505E接收到发电机断路器触点和电网断路器触点闭合信号后即可带电负荷。此时，调整转速设定点值，如果转速不等率设置为5%，那么，当转速设定点值从3000 Rpm上升至3150Rpm时，机组就能从0 带满100%电负荷。加负荷控制见《安装使用说明书》加负荷曲线。

机组投抽汽，带热负荷（如果使用505E调速器）

投入抽汽的条件是：（1）抽汽信号没有失效。

（2）机组带上25%额定电负荷。

（3）发电机断路器触点闭合。（如果组态）

（4）电网断路器触点闭合。（如果组态）

可以采用手动和自动两种方式投入/切除抽汽控制。手动投入抽汽控制时，慢慢降低低压阀位限制器，直到低压阀位限制器到它的最小开度位置，抽汽PID开始工作，此时抽汽控制就投上了。手动切除抽汽控制时，慢慢升高低压阀位限制器，直到低压阀位限制器到它的最大开度位置，抽汽PID停止工作，此时抽汽控制就切除了。当505E收到一个投入/切除指令时，505E能自动降低/升高低压阀位限制器开度位置，来投入/切除抽汽控制。停机

可以通过“CONT”键控制机组自动停机。也能采用手动方式，按一定的速率降负荷，负荷减到零，得到“解列”信号后，打闸关闭主汽门和调节汽阀。

五、调速器的编程组态

上图为调速器通电时的屏幕显示以及如何进入编程方式。

一旦组态检查完毕且汽轮机处于停机状态就可进入调速器的编程方式（组态）。为了安全，汽轮机运行时只能检查程序而接受对程序的任何更改。按PRGM键，输入口令（1113），然后按ENTER键，显示器上将出现SHUTDOWN CONTROL Y/N的提示。如果按了YES键，调速器将触发停机并可进入编程方式。如果按了NO键，调速器将返回到选择方式屏幕且不进入编程方式。

一旦组态完毕后，要退出编程方式应按两次CLEAR键，这样就使调速器保存所组态的内容并启动组态检查程序。如果编程组态无出错，调速器将显示”Controlling Parameter/

Press Run or Program”,如果出错，将显示“Config ERROR-Press PRGM”以及所发现的组态错误。

调速器在出厂前已经针对具体的运用进行了组态，用户必须按我公司提供的《电气原理图》接线，否则要进入编程方式进行组态修改。

六、505/505E的操作

505/505E通过用户友好的操作屏触点和模拟输入输出或Modbus通信进行人机对话,当调速器通电作简短的CPU自检后就显示备用状态(Controlling ParameterPush Run or Program)。505/505E ?的正常操作可分为两部分：运行方式和编程方式。编程方式用于为指定的使用场合进行505/505E ?的组态并设置所有的运行参数，运行方式只是正常的汽轮机运行方式，用于观察运行参数和操纵汽轮机。另外还有一个服务方式在机组运行时进行附加的在线调整。

面板上的30个操作键并不是在运行方式中都是始终激活的，不过由于当一个激活键被按下后就立即显示反馈，因此可以从调速器的操作屏上看到被激活的键，当有关的热键（AuxCasc?，KW?等）功能没被组态时，如果按了该相应的键就会出现FUNCTION NOT PROGRAMMED（该功能没被组态）下面对何时哪些键会起作用作一简单介绍。

●当显示给定值且给定值不处于远程控制或跟踪方式时ADJUST UP?DOWN键被激活。

●只要ADJUST UP/?DOWN键被激活，ENTER键就被激活。当显示器显示给定值且给定值

不受远程控制或处于跟踪方式时就是这种情况。

●当显示器显示状态指示和投入/退出功能有效时，YES/NO键就激活。

●CAS，AUX，KW和RMT键只有在编程方式中组态了相应的功能时才激活。

●SPEED，ACTR，LMTR，CONT和DYN键始终是激活的。

●PRGM，RUN，STOP，RESET和ALARM键始终是激活的。

●F3和F4功能键只有被组态后才激活。

●OVERSPEED TEST ENBL 是有条件地激活的，只有当允许超速OSPD试验时才激活。

SPEED键显示屏幕

下图展示了按SPEED键后可能出现的显示屏幕，只显示与转速控制所组态的功能有关的

屏幕。此外，根据控制的状态显示，屏幕的顺序可以有所变化。显示屏幕4，5和6将总是出现的。如果组态暖机额定功能将会出现显示屏幕1。如果组态了顺序自动起动功能将会出现显示屏幕2和3。一旦顺序自动起动程序执行完毕，这些显示屏幕就不再出现。

●如果组态了暖机/额定控制功能且转速小于额定转速设定值才出现显示屏幕1。一旦

转速超过了额定转速，显示屏幕4后出现显示屏幕1。

●如果组态了顺序自动起动功能且转速还没有达到额定给定值才出现显示屏幕2和3。

●如果使用动态调整才出现显示屏幕5和6。

星号（*）表示可调参数。要调整该参数，＠符号必须位于带星号的显示行上。

用SELECT键来移动＠符号。

6.1.1暖机/额定起动

当发出RUN指令时，调速器自动显示转速显示屏幕和暖机/额定状态。转速给定值立即置为实际汽轮机转速。要将转速提升至组态的“额定给定值”的设定值，选择“额定（rated）”指令。可以通过在暖机/额定屏幕（显示屏幕1）显示下按YES键，闭合暖机/额定触点（如果组态的话）或者从Modbus通信线路选择Go To Rated（至额定）指令来发出额定指令。

当转速给定值向额定转速给定值变化时，可以通过发出升或降转速给定值指令使其停留在临界转速避开带以外的任何转速下，能够通过在面板转速（speed）屏幕（显示屏幕1，2，3或4）显示下按ADJUST UP或DOWN键，闭合升/降转速触点输入，或者从Modbus通信线路上选择升/降转速来发出升/降转速给定值指令。

如果再次发出“额定”指令转速给定值将重新变化至额定转速设定值。重新发出“额定”指令，在暖机/额定显示屏幕下（显示屏幕1）按面板上的YES键断开暖机/额定触点再闭合如果组态的话或者从Modbus 通信线路选择Go To Rated至额定转速

起动后,转速给定值将升至暖机转速设定值。不过当条件允许时可以通过在暖机/额定显示屏幕下（显示屏幕1）按面板上的NO键，断开暖机/额定触点（如果组态的话）或者从Modbus通信线路选择Go To Idle（至暖机转速）来重新选择暖机转速设定值。

暖机/额定功能的另一特性是升至额定转速（Ramp to Rated）选项，它只允许转速给定值变化至额定转速设定值，不可选择暖机转速。这一特性只能在服务方式下进行组态。当这一特性与暖机/额定触点输入一起使用时，触点闭合使转速给定值升至额定转速。断开触点，转速给定值停止变化--而不是选择暖机转速。要使转速给定值继续向额定转速设定值变化，须重新闭合触点，在暖机/额定显示屏幕下（显示屏幕1）按面板上的YES键,或者从Modbus通信线路选择Go To Rated(至暖机转速)。

下表列出了可能会出现在显示器上的暖机/额定状态信息及其含意。

信息1 含义

6.1.2顺序自动起动

当发出RUN指令时，调速器就自动显示转速（SPEED）屏幕（除非采用半自动起动方式），

并显示顺序自动起动状态（显示屏幕2）。转速给定值立即被置于汽轮机的实际转速，且起动程序从这一点继续。该程序是自动执行的，但能够暂停执行。要暂停执行顺序自动起动程序，在程序状态显示屏幕下（显示屏幕2）按面板上的NO键，断开暂停/继续触点（如果组态的话）从Modbus 通信线路选择暂停（Halt），或者选择升转速给定值或降转速给定值。

能够通过在顺序起动状态显示屏幕下（显示屏幕2）按面板上的YES键，闭合暂停/继续触点，或者从Modbus通信线路选择“继续”来重新执行顺序自动起动程序。下表列出了可能出现在显示器上的自动起动状态信息及其含意。

信息2 含意

6.1.3给定值的直接输入

能够在转速给定值显示屏幕下（显示屏幕4）采用ENTER键将转速给定值直接设定为一个具体数值，但该具体数值不能处于临界转速避开带内。显示器上出现的信息如下图所示，能输入的转速给定值的范围是受限制的，必须低于调速器上限转速设定值和高于暖机转速设定值。而且，如果机组为发电机组且并网运行的话，转速给定值不能低于最小负荷的设定值（可在服务方式下进行调整）。

转速给定值也能从任一Modbus线路直接输入，不过，允许的范围在调速器的下限和上限转速设定值之间。如果机组为发电机且并网运行的话，允许的给定值范围被限制在最小负荷和调速器上限转速的设定值之间。

能在通信线路上获得转速给定值和Modbus输入的转速给定值以提供Modbus 直接输入值的反馈

用数字键输入新的给定值后按ENTER键。

新输入的给定值必须在允许给定值范围入，否则显示器将显示出错信息。

给定值将以“输入速率”变化至新输入值。“输入速率”缺省设置为慢速率，但如需要可以在服务方式中调整。按上调或下调箭头键后，给定值将停留在当前位置。

出错信息

限制器（LMTR）键显示屏幕

下图展示了按LMTR键后所出现的显示屏幕，这些显示屏幕始终激活和显示。在正常运行时HP阀位限制器设定值为100%，即不起限制作用。

通常只有在起动过程或者查寻系统动态问题时才调整该参数。可以从显示屏幕2查看执行机构要求值和限制器设定值。使用阀位限制器来手动定位调节阀，限制器的设定值必须降低至低于执行机构指令信号[LSS（低选信号）总线输出]。一旦低于或等于该信号，限制器的设定值就是执行机构的输出信号，于是就可通过限制器手动调整调节阀阀位。

能够在任何限制器显示屏幕下使用面板ADJUST UP或DOWN键，阀位限制器升或降触点

输入（如果组态的话），或者通过Modbus线路指令来调整阀位限制器。此外，还可以在任意限制器显示屏幕下使用ENTER键来直接输入给定值。

执行机构ACTR键显示屏幕

下图展示了如按ACTR键可能会出现的显示屏幕。在这些显示屏幕下能调整的唯一参数是颤振设定值。调整颤振设定值（如必要的话），@符号必须位于含有星号(要调整的颤振值)的显示行上。用SELECT键来移动@符号的位置。

双执行机构选项显示两个执行机构输出要求值以及LSS要求值。如果2#执行机构的偏置值为零，所有这些显示值都相同。如果偏置值不为零，LSS将显示两个输出的总的升程要求值。1#执行机构为零时，LSS显示为零，2#执行机构达到100%时，LSS达到100%。通信线路将显示执行机构LSS值，1#执行机构要求值，2#执行机构要求值以及两个执行机构的实际执行机构输出电流值，单位为毫安。

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