وودوارد 9907-164 505 گاورنر دیجیتال

Woodward 505 Digital Governor یک سیستم کنترل پیشرفته است که به طور خاص برای توربین های بخار طراحی شده است و برای کنترل توربین های بخار با محرک های تک برد یا تقسیم برد مناسب است. 9907-164 یک مدل خاص در این سری است که برای محیط های منبع تغذیه DC ولتاژ پایین (LVDC) طراحی شده است و به طور گسترده در کاربردهای مختلف صنعتی، تولید برق و درایوهای مکانیکی استفاده می شود. این کنترلر عملکرد کنترل را با یک پنل اپراتور در یک واحد ادغام می کند. برنامه‌ریزی قدرتمندی از طریق نرم‌افزار مبتنی بر منوی بصری دارد و به کاربران این امکان را می‌دهد تا پارامترهای کنترلی را برای کنترل دقیق و پایدار توربین پیکربندی کنند.

به عنوان یک محصول کلاسیک از Woodward، 505 Governor به دلیل قابلیت اطمینان بالا، سازگاری قوی و عملکرد کاربر پسند خود مشهور است، که آن را به گزینه ای ارجح در سیستم های کنترل توربین های بخار در سراسر جهان تبدیل می کند. این نه تنها الزامات اولیه کنترل سرعت را برآورده می کند، بلکه ویژگی های پیشرفته ای مانند کنترل آبشاری، کنترل کمکی، نقطه تنظیم از راه دور و اشتراک بار را نیز ارائه می دهد که آن را برای شرایط عملیاتی پیچیده از جمله تولید برق، تولید همزمان، درایوهای کمپرسور و درایوهای پمپ مناسب می کند.

2. ویژگی های کلیدی و مزایا

1. یکپارچگی بالا و کاربرپسند بودن: 9907-164 505 کنترل کننده و کنترل پنل اپراتور (OCP) را یکپارچه می کند. پنل جلویی دارای نمایشگر LCD دو خطی (هر کدام 24 کاراکتر) و 30 کلید است. تمام برنامه نویسی، نظارت و عملیات را می توان از طریق پنل انجام داد و نیاز به کنسول های کنترلی اضافی را از بین می برد.

2. قابلیت برنامه‌ریزی قدرتمند: از نرم‌افزار برنامه‌نویسی مبتنی بر منو استفاده می‌کند و به کاربران اجازه می‌دهد تا به طور انعطاف‌پذیری منطق کنترل، توابع ورودی/خروجی، پارامترهای PID، دنباله‌های شروع/توقف و غیره را بر اساس برنامه خاص (مثلاً مجموعه ژنراتور یا درایو مکانیکی) پیکربندی کنند و درجه بالایی از سفارشی‌سازی را ممکن می‌سازد.

3. توابع کنترل و محدود کننده چند لایه:

• کنترل سرعت/بار: کانال کنترل اصلی با تنظیم تناسبی، انتگرال، مشتق (PID).

• کنترل کمکی: می تواند به عنوان یک کانال کنترل مستقل یا یک کانال محدود کننده برای کنترل یا محدود کردن پارامترهای فرآیند مانند قدرت، فشار یا دما عمل کند.

• کنترل آبشار: می تواند به کنترل کننده سرعت آبشاری شود تا یک پارامتر فرآیند مربوط به سرعت/بار (به عنوان مثال، فشار ورودی، فشار خروجی اگزوز) را کنترل کند.

• محدود کننده سوپاپ: یک کانال مستقل برای محدود کردن موقعیت سوپاپ، کمک به راه اندازی/خاموش کردن و عیب یابی.

• گذرگاه انتخاب سیگنال کم (LSS): به طور خودکار سیگنالی را که کمترین موقعیت سوپاپ را می طلبد از بین خروجی های سرعت، کمکی و محدود کننده سوپاپ انتخاب می کند و ایمنی را تضمین می کند.

4. ویژگی های راه اندازی و حفاظت پیشرفته:

• از حالت های شروع دستی، نیمه اتوماتیک و خودکار پشتیبانی می کند.

• عملکرد قابل برنامه ریزی Idle/Rated برای تغییرات سریع سرعت.

• دنباله شروع خودکار، تنظیم خودکار زمان گرم کردن و نرخ شتاب بر اساس زمان خاموشی (شروع گرم / سرد).

• اجتناب از سرعت بحرانی، با باندهای اجتنابی قابل تنظیم برای عبور خودکار به سرعت و جلوگیری از تشدید.

• منطق خاموش کردن جامع: از جمله خاموش شدن اضطراری، خاموش شدن کنترل شده، خاموش شدن تست بیش از حد و غیره.

5. ارتباطات و رابط های گسترده:

• دو پورت ارتباطی مستقل Modbus (پشتیبانی از پروتکل های RS-232/422/485، ASCII/RTU) برای ادغام مستقیم با سیستم های DCS یا SCADA کارخانه.

• یک پورت اختصاصی کامپیوتر برای آپلود/دانلود تنظیمات برنامه.

• ورودی/خروجی آنالوگ غنی، ورودی/خروجی دیجیتال و خروجی های رله برای برآوردن نیازهای مختلف رابط سیگنال.

6. قابلیت اطمینان و ایمنی بالا:

• تایمر Watchdog و مدار نظارت بر خطای پردازنده، خاموش شدن ایمن را در صورت خرابی پردازنده تضمین می کند.

• تشخیص جامع خرابی سنسور (به عنوان مثال، از دست دادن سنسور سرعت، از دست دادن سیگنال ورودی آنالوگ).

• مناسب برای استفاده در مکان های خطرناک کلاس I، بخش 2 / منطقه 2 (مدل های تایید شده خاص).

• تخته های مدار دارای یک پوشش منسجم پلی آکریلات مقاوم در برابر گوگرد برای بهبود قابلیت اطمینان در محیط های خورنده هستند.

3. ماژول های عملکردی هسته دقیق

1. کنترل سرعت: عملکرد اصلی 9907-164. سرعت توربین را از طریق یک یا دو سنسور سرعت حس می کند، آن را با یک نقطه تنظیم داخلی مقایسه می کند و پس از محاسبه PID سیگنال کنترلی را خروجی می دهد. در برنامه های ژنراتور، بر اساس وضعیت کنتاکت های Generator و Utility Tie به طور هوشمند بین سه حالت سوئیچ می کند: کنترل سرعت (شکن باز)، کنترل فرکانس (Gen breaker، Tie open) و Load Control (هر دو بریکر بسته، با استفاده از کنترل Droop یا اشتراک بار هم زمان).

2. کنترل کمکی: یک کنترلر PID مستقل. ورودی آن می تواند هر سیگنال فرآیند 4-20 میلی آمپر (به عنوان مثال، فشار، دما، جریان) باشد. می توان آن را در دو حالت پیکربندی کرد:

• حالت محدود کننده: به طور مداوم یک پارامتر فرآیند را نظارت می کند. هنگامی که پارامتر از حد تعیین شده فراتر رود، تقاضای سوپاپ را کاهش می دهد تا آن پارامتر محدود شود و از اضافه بار تجهیزات جلوگیری می کند.

• حالت کنترلر: وقتی 'فعال' باشد، کنترل کامل شیر را در اختیار می گیرد. کنترلر Speed ​​آن را ردیابی می کند و امکان انتقال بدون ضربه را فراهم می کند. برای کنترل دقیق پارامترهایی مانند خروجی MW ژنراتور، فشار ورودی و غیره استفاده می شود.

3. کنترل آبشار: کنترل کننده PID مستقل دیگری که خروجی آن مستقیماً به نقطه تنظیم برای کنترل کننده سرعت تبدیل می شود. برای کنترل یک پارامتر فرآیند 'بالادست' که به شدت با سرعت/بار مرتبط است (مثلاً تنظیم سرعت/بار توربین برای حفظ فشار اگزوز ثابت) استفاده می‌شود. همچنین از ردیابی نقطه تنظیم برای تعامل بدون ضربه پشتیبانی می کند.

4. محدود کننده سوپاپ: یک کانال محدود کننده موقعیت سوپاپ دستی/اتوماتیک مستقل. برای باز کردن آهسته شیر در هنگام راه اندازی استفاده می شود. تنظیم دستی حداکثر حد باز شدن در حین کار؛ یا برای عملکرد دستی شیر در هنگام راه اندازی و عیب یابی سیستم.

5. مدیریت راه اندازی و خاموشی:

• حالت‌های شروع: کاربر می‌تواند دستی (اپراتور به صورت دستی دریچه دریچه گاز را باز می‌کند)، نیمه خودکار (اپراتور به صورت دستی محدودکننده سوپاپ را بالا می‌برد)، یا خودکار (کنترل‌کننده به طور خودکار محدودکننده سوپاپ را بالا می‌برد) را بر اساس تمرین سایت انتخاب کند.

• Idle/Rated: به اپراتور اجازه می دهد تا به سرعت بین سرعت های از پیش تعیین شده Idle و Rated جابجا شود.

• دنباله شروع خودکار: ایده آل برای توربین هایی که نیاز به گرم کردن شدید دارند. به‌طور خودکار کل دنباله را محاسبه و اجرا می‌کند - 'گرم کردن بی‌حرکت کم، گرم‌کردن بی‌حرکت زیاد، سرعت دادن به رتبه‌بندی' - بر اساس زمان توقف، با قابلیت مکث/ادامه.

• خاموشی: متمایز به خاموش شدن اضطراری (بستن آنی شیر) و خاموش شدن کنترل شده (سرعت رمپ ها با نرخ از پیش تعیین شده قبل از بستن شیر به صفر می رسد)، که دومی استرس کمتری بر تجهیزات وارد می کند.

6. همگام سازی و اشتراک گذاری بار:

• همگام سازی: سیگنال های تنظیم دقیق را از طریق ورودی همگام سازی اختصاصی دریافت می کند (معمولاً به یک سنکرونایزر دیجیتال Woodward DSLC متصل می شود) تا به طور خودکار فرکانس و فاز ژنراتور را با باس برای بسته شدن صاف شکن مطابقت دهد.

• اشتراک بار: هنگامی که با DSLC استفاده می شود، اشتراک گذاری خودکار و متناسب بار واقعی توان را در بین چندین واحد ژنراتور که به طور موازی کار می کنند را فعال می کند.

7. ارتباط: دو پورت Modbus امکان ادغام آسان در شبکه های صنعتی مدرن را فراهم می کند. تقریباً تمام پارامترهای عملیاتی، نقاط تنظیم، وضعیت آلارم و دستورات کنترلی را می توان از طریق پروتکل Modbus خواند و نوشت و نظارت از راه دور و مدیریت متمرکز را تسهیل می کند.

4. حوزه های کاربردی

گاورنر دیجیتال Woodward 9907-164 به طور گسترده در زمینه های زیر استفاده می شود:

• تولید برق صنعتی: کنترل مجموعه ژنراتورهای محرک توربین های بخار، مناسب برای نیروگاه های محبوس، نیروگاه های حرارتی کوچک، نیروگاه های زیست توده و غیره.

• حرارت و توان ترکیبی (CHP): برای کاربردهایی که هم به نیروی الکتریکی و هم انرژی حرارتی (بخار فرآیند یا گرمایش) نیاز دارند، که کنترل دقیق استخراج توربین یا فشار برگشتی را فراهم می کند.

• درایو مکانیکی: کنترل توربین‌های بخار که تجهیزات دوار بزرگی مانند کمپرسورها، پمپ‌ها و فن‌ها را به حرکت در می‌آورند، که امکان تثبیت پارامترهای فرآیند (مانند فشار، جریان) را فراهم می‌کند.

• نفت و گاز: برای کنترل توربین های کمپرسور محرک در عملیات انتقال خط لوله، پردازش گاز و پالایش.

• خمیر و کاغذ / مواد شیمیایی: برای توربین هایی که کمپرسورها یا پمپ های هوا را هدایت می کنند، که در آن ها به قابلیت اطمینان بالا و دقت کنترل فرآیند نیاز است.

5. خلاصه نصب و پیکربندی

1. نصب: باید طبق دستورالعمل های دستی برای نصب مکانیکی و سیم کشی برق انجام شود. برای به حداقل رساندن EMI، به محافظت و اتصال به زمین سیم های سیگنال آنالوگ و سنسور سرعت و جداسازی خطوط پر جریان (خروجی برق، رله) از خطوط با سیگنال کم توجه ویژه ای داشته باشید. برای نصب در مناطق خطرناک، کدهای الکتریکی مربوطه باید رعایت شود.

2. پیکربندی (برنامه نویسی):

• Turbine Start: حالت شروع را انتخاب کنید، پارامترهای Idle/Rated یا پارامترهای Auto Start Sequence را تنظیم کنید.

• کنترل سرعت: دندانه های دنده، نسبت، پارامترهای PID Off-line/On-line را تنظیم کنید.

• مقادیر تنظیم سرعت: تنظیم حداقل/حداکثر سرعت گاورنر، سطح سفر بیش از حد سرعت، باندهای اجتناب از سرعت بحرانی.

• پارامترهای عملیاتی: اگر برنامه ژنراتور است را انتخاب کنید، درصد Droop، سرعت نامی و غیره را تنظیم کنید.

• پیکربندی درایور: تنظیم نوع محرک (4-20 میلی آمپر یا 20-160 میلی آمپر)، استفاده از محرک دوم، تنظیمات دیتر و غیره.

• ورودی های آنالوگ / ورودی های تماس / رله ها / بازخوانی ها: عملکردهای خاصی را به هر نقطه ورودی/خروجی اختصاص دهید.

• کنترل کمکی / کنترل آبشار: در صورت نیاز پارامترهای مربوطه و PID را پیکربندی کنید.

• ارتباطات: پارامترهای پورت Modbus را تنظیم کنید.

• با خاموش شدن توربین، از طریق پنل جلویی (گذرواژه مورد نیاز) وارد 'حالت برنامه' شوید.

• برای پیکربندی متوالی بلوک‌های کلیدی، ساختار منوی واضح را دنبال کنید:

• پس از تکمیل تمام تنظیمات، سیستم یک بررسی منطقی خودکار را انجام می دهد. اگر خطایی پیدا نشد، برنامه را می توان ذخیره و از آن خارج شد.

3. کالیبراسیون و آزمایش: پس از پیکربندی، کالیبراسیون سوپاپ/محرک و تست ضربه را انجام دهید تا از مطابقت دقیق بین سیگنال کنترل و موقعیت واقعی سوپاپ اطمینان حاصل کنید.

6. حالت عملیات و اجرا

در 'حالت اجرا'، اپراتور می تواند از پانل جلویی برای موارد زیر استفاده کند:

• مانیتور: کلیدهای مربوطه (مانند SPEED، AUX، CAS، KW) را فشار دهید تا مقادیر زمان واقعی و نقاط تنظیم سرعت، پارامترهای کمکی، پارامترهای آبشاری، بار و غیره را مشاهده کنید.

• تنظیم: از کلیدهای افزایش/پایین آوردن یا ورود مستقیم عددی (کلید ENTER) برای تنظیم نقاط تنظیم سرعت، کمکی، آبشار و غیره استفاده کنید.

• کنترل شروع/توقف: از کلیدهای RUN، STOP، RESET برای کنترل توربین استفاده کنید.

• عملکرد فعال/غیرفعال: از کلیدهای عملکردی F3/F4 یا منوهای روی صفحه برای فعال/غیرفعال کردن عملکردهایی مانند نقطه تنظیم از راه دور، کنترل کمکی، کنترل آبشار استفاده کنید.

• مشاهده هشدارها و سفرها: از کلید ALARM و کلید CONT برای مشاهده علل هشدار/سفر فعلی و تاریخی استفاده کنید.