FCS165用户手册

FSH01液压伺服模件用户手册版本号：V01中国华能集团公司技术中心第一章模件介绍综述FSH01液压伺服模件是用于阀门位置控制的I/O模件。主处理器模件通过液压伺服模件控制电液伺服阀，进而控制液压执行机构。液压伺服模件通过改变电液伺服阀线圈的电流，改变液压执行机构的行程位置。线性可调差接变压器（LVDT）给液压伺服模件提供执行机构的行程位置反馈。它的典型应用是控制蒸汽轮机的调节门、燃气轮机的燃料阀和挡板角度调节。使用提示用户在安装、使用、维护液压伺服模件之前，应仔细阅读本手册。模件的安装、调试、故障判断和更换，需要对电子线路、液压执行机构、电液伺服阀有操作经验的工程师来进行。模件的操作、参数设定需要对汽轮机启动、电厂发电工艺流程有操作经验的工程师来进行。模件简述FSH01液压伺服模件是带嵌入式数字信号处理器的智能I/O模件，它由四层印刷线路板和面板组成。面板上有一个双色LED、两个单色LED模件状态指示灯。它占用FCS165系统模件安装单元的一个标准槽位。模件应用FSH01液压伺服模件为处理器模件提供对液压执行机构的电液伺服阀的驱动。在大多数情况下，处理器模件配合使用FSD01测速模件、FSH01液压伺服模件完成汽轮机转速的精确闭环控制。通过I/O总线接受处理器模件的阀门开度指令，输出相应电流驱动电液伺服阀、通过LVDT自动检测阀门开度、实现汽轮机阀门开度的线型闭环控制，同时向处理器模件反馈阀门开度及状态信号。模件主要功能及特点电液伺服阀驱动部分：双路±100mA伺服阀电流驱动输出，可驱动MOOG阀、I/H转换器；驱动输出可设定为平衡位置输出微负电流，负电流为开阀门信号，正电流为关阀门信号。采用电流驱动技术，对温度引起伺服阀线圈阻抗的变化不敏感。冗余的伺服阀输出可选择双路伺服阀控制或单阀控制，一路备用。防卡瑟功能：可选择叠加频率、幅值可调的Dither信号（通过软件参数设置），防止油动机卡瑟。阀位反馈部分：能够接受三路互为备用的ACLVDT或DCLVDT阀位反馈信号（通过端子单元和模件上跳线器选择及参数设置），可设定为三选中模式、三选大模式。自动判别故障（断线或其他）并切换ACLVDT初级采用DDS技术可输出高稳定度、低失真、大电流正絃波激励信号，驱动距离大于1000米。频率可参数设定、幅值自动调整。次级采用精密整流技术，对温度引起的信号绝对值变化、LVDT相移变化不敏感。DCLVDT从系统获取24VDC电源，系统接受DCLVDT输出的电流信号4～20mA，输入阻抗200欧。并具有电源监视功能。自动校验阀位功能：能够接受控制器的指令，自动慢速开启和关闭汽机调节阀门，采集LVDT信号，并记忆阀门100％、0％开度的LVDT值，作为控制和反馈阀门开度的参数。阀位的自动校验，消除了偏差，提高了模件的精度闭环控制功能：阀位指令与选择后的LVDT阀门反馈信号比较，对偏差进行PI调节；能够通过控制器修改P、I及死区参数。跳闸保护功能：可接受一个硬接线无源接点，强制关闭阀门；紧急手动功能：当该模件与控制处理器的通讯中断自动进入紧急手动模式，驱动输出保持原开度。在该模式下输出一个无源接点报警，同时接受2个外部无源接点信号，一个为强制开阀信号，一个为强制关阀信号。通过控制器设置紧急手动操作的开关阀速率提高系统的可操作性。现场阀位指示功能：模件输出一路4～20mA电流信号，可作为现场阀位指示，带载能力可达1K。高精度AD和DA转换器、精确的LVDT信号、隔离的开关量和模拟量提高了模件的精度；模件技术模件采用高集成度的、高速的单片数字信号处理器技术（DSP），确保了数据采集、代数运算、逻辑控制实时性和参数设置的方便性。模件采用高精度的AD和DA转换器，确保了系统控制的精度。模件采用了输入/输出通道的数字隔离技术，避免了远端电位引起的地环流影响。模件采用四层印刷电路板技术，分区域设置了电源隔离层，确保了模件的稳定性。相关技术文档文档编号文档名称FSD01测速模件用户手册FCP01主控模件用户手册功能码用户手册模件技术规格项目名称规格/参数电源需求电压（VDC）电流（mA）功率（W）典型值最大值典型值最大值5243通道ACLVDT激励输出激励（mA）激励频率（Hz）激励电压（Vpp）典型值最小值最大值最小值最大值020K0183通道ACLVDT副边输入（共6路模拟量输入）阻抗（）输入电压（Vpp）共模电压（VDC）典型值典型值典型值10K28±73通道DCLVDT4～20mA模拟量输入输入阻抗最大值（）2002通道伺服阀线圈驱动输出（SW1\SW2跳线选择）序号输出电流（mA）线圈电阻（）典型值最大值1±163752±321873±481254±64934～20mA阀位指示输出输出电流（mA）负载阻抗（）4～20mA最大值5003通道开关量输入状态电压模式(VDC)接点模式ON16.5～30闭合OFF15.8断开1通道开关量输出状态电压（VDC）电流（A）ON02OFF2500EMC测试项目条件静电放电抗扰度试验遵循GB/T17626.2防静电试验,接触放静电2级(4kV),空气放静电3级(6kV)抗瞬间变化遵循GB/T17626.4，抗快速瞬变脉冲群抗扰度试验/突发变化等级3级(1kV峰值)抗浪涌冲击遵循GB/T17626.5，试验等级2级(1kV峰值)抗射频电磁场辐射遵循GB/T17626.3，试验等级3级（干扰场强10V/m，频率80MHz~1000MHz，安装在FCS165标准机柜内)抗电磁干扰符合相关国家标准电磁干扰测试（安装在FCS165标准机柜内)环境特性参数描述存储温度-40℃～85℃环境温度0℃～55℃符合GB/T18271.3标准湿度5％～90％RH(±5％)@0℃～55℃5％～40％RH(±5％)@55℃～70℃海拔高度3km第二章描述和操作综述本章介绍了FSH01液压伺服模件的操作和使用方法。从系统角度说明了液压伺服模件和相关模件的配合使用方法，并对关键电路进行了说明。环路控制应用液压伺服模件、测速模件、处理器模件构成了闭环系统的控制级。处理器模件完成系统的运算控制功能，液压伺服模件和测速模件为处理器模件提供设备接口功能。下图示出了典型的汽轮机速度控制环路及信号的对应关系。注释：1、电液伺服阀2、油动机3、汽轮机4、汽轮机调门5、磁阻式测速传感器FSD01测速模件FSH01液压伺服模件FCP01处理器模件I/OBUSFSH01FSH01FSD01FSD01FCP011234ACLVDTACLVDT5DSPACLVDTCONDITIONINGLOGICPOWERCONTROLLERSIGNALPOWERCONTROLLERDCLVDTDIGITALINPUTCONDITIONINGCONDITIONINGISOFLASHRAMWDTBUFFERCANBUSEEPROMCAPI/OBUSDRIVER12345159141617FSH01MOD_STATDIGITALOUTPUTCONDITIONING6SERVODRIVER7ANALOGOUTPUTV/ICONVERTER8OSCOSCACLVDTDITHERA/DCONVERTERCONVERTERD/A101112131831213液压伺服模件的使用液压伺服模件是处理器模件的I/O模件，它专用于伺服阀、I/H转换器的驱动，处理器模件通过它对燃气轮机的燃料阀、蒸汽轮机的调节阀进行阀位控制。液压伺服模件上的嵌入式控制器完成阀位闭环控制。配合调理电路，进行实时多任务控制。嵌入式控制器通过总线得到阀位给定值，自动采集阀位反馈值、通过PID运算设定输出制、将模件状态信息回送给处理器模件，同时具有直接的手动控制功能、自诊断功能。它由18个功能块组成，如下图所示：1、逻辑电源控制模块逻辑电源接收总线板的5V电源，变换为3V电源，为液压伺服模件上的处理器及外围器件提供的隔离于信号电源的内部电源。逻辑电源控制模块主要功能是侦测模件是否安装到位、延时、控制逻辑电源缓上电，并具有过流保护功能。为模件热插拔提供服务，隔离对系统的影响。2、信号电源控制模块信号电源控制模块接收总线板的24V电源，变换为±15V、±20V电源，为液压伺服模件上的调理电路提供正负电源。控制模块主要功能是侦测模件是否安装到位、延时、控制信号电源缓上电，并具有过流保护功能。为模件热插拔提供服务，隔离对系统I/O电源的影响。3、ACLVDT信号调理模块为三路ACLVDT源边提供差分激励驱动，接收三路ACLVDT六组副边交流信号、缓冲、异步解调、差分运算，将三路位移信息转换成标准电压信号送给A/D转换器模块，进行同步采样。ACLVDT源边激励信号的频率、幅值通过功能码参数设定。差分激励驱动电路具有1000米的无失真驱动能力。ACLVDT副边调理电路采用异步解调技术，对ACLVDT自身的相移不敏感。4、DCLVDT信号调理模块通过跳线选择及端子单元为三路DCLVDT提供具有过流保护功能的电源，接收三路DCLVDT输出的4～20mA电流信号、缓冲、I/V变换，送给A/D转换器模块，进行同步采样。负载阻抗小于200欧姆。5、D/I信号调理模块通过端子单元跳线选择为电压输入模式或接点输入模式。电压输入模式具有反响保护功能。三路光电隔离数字量信号具有专用功能：一路为强制手动功能，另外两路为开/关阀门功能。开/关比率可参数设定。6、D/O信号调理模块一路光电隔离数字量输出信号，模件具有80V/500mA的驱动能力，输出模式为接点方式，继电器位于端子单元上。该信号用于模件的运行状态指示：自动态或强制手动态。7、伺服阀驱动模块接收两路D/A转换器阀门开度信号、叠加防卡瑟DITHER振荡信号、V/I转换输出两路信号驱动伺服阀。阀门驱动采用电流模式，不受温度对伺服阀线圈内阻的影响。驱动能力为±100mA。具有过流保护功能。8、电流变换模块电流变换模块提供一路4～20mA电流输出信号，负载能力为1000欧姆。用于阀门开度的模拟指示。9、I/O总线接口模块对I/O总线进行隔离、缓冲、驱动、保护。处理器模件通过I/O总线接口模块与液压伺服模件通讯。处理器模件通过I/O总线发送过程数据、设定参数给液压伺服模件，液压伺服模件通过I/O总线发送过程反馈数据、模件状态信息给处理器模件。设定参数：类型描述数据类型范围默认值说明设置参数LVDT选择Unsignedchar0~1500x00：三路ACLVDT；0x02：两路ACLVDT；0x04：三路DCLVDT；0x08：两路DCLVDT。LVDT激励频率Float0~200002000HzLVDT激励幅值Float0~218VLVDT反馈零点Float-10~10-8V(EIOD区分通道)LVDT反馈满点Float-10~108V(EIOD区分通道)Dither使能Unsignedchar0\110：不使能；1：使能。Dither激励频率Float0~2KHz200HzDither激励幅值Float0~105%相对于阀的输出最大值PID比例常数Float-1PID积分常数Float-100sPID死区Float0~10伺服阀选择Unsignedchar0~25500x00：双路输出；0x02：单路输出；0x10：4~20mA；0x20：MOOG阀;0x40：DDV阀;0x80：NC高低位组合注3紧急开关阀速率Unsignedchar0~100－注2输入参数LVDT校验开关阀速率Unsignedchar0~100－％/s注1LVDT校验进行Unsignedchar0\1－阀位给定Float0~100－%注1：LVDT校验开关阀速率相同。例如：LVDT校验开关阀速率=5%/s，参数为：0x05。注2：参数紧急开关阀速率包括开阀速率和关阀速率，占用2字节，第一字节：开阀速率，默认值1；第二字节：关阀速率，默认值5。例如：开阀速率＝1％，关阀速率＝5％时设置参数为0x0105。注3：伺服阀选择:例如0x10:4~20mA双路输出,0x12:4~20mA单路输出。液压伺服模件发送给处理器模件