• 關鍵詞： PEAK150調節器 自動控制 Modbus通信
• 摘要：文章介紹了美國WOODWARD公司PEAK 150調節器在風機轉速控制中的原理、工作方式、系統功能及通訊方式等。

　　上世紀九十年代開始，國產汽輪機組和進口汽輪機組開始使用電液調速系統，它具有控制精度及自動化程度高的特點以及現場菜單操作功能。由于使用了中間過程自動執行及邊界調節設定，可防止操作人員誤操作，克服因液壓調速系統失靈而造成的風機停車事故。其中的核心設備是智能電子調節器WOODWARD  PEAK150，它具有對本系統故障報警和跳閘顯示的功能，為現場迅速作出故障判斷帶來便利。另外它帶有計算機通信接口，用戶可對它作更高自動化功能的遠程控制。

　　1PEAK 150調節器簡介

　　PEAK 150是以微處理器為基礎的數字式調節器，用于控制單閥或一個伺服閥的汽輪機。它以其組態設置的靈活性為適應用戶的特定控制要求提供了保證。它能在現場進行組態的特點使得單一的設計可用于許多不同的控制用途，這也正是它在各類風機控制中被廣泛使用的一個重要因素。

　　1.1 啟動方式

　　手動啟動方式：調速器從其下限轉速開始控制轉速

　　自動啟動方式：調節器從暖機轉速（低于調節器下限轉速）開始控制轉速。

　　1.2 操作方式

　　手動方式

　　遙控轉速設定方式

　　在此方式下，汽輪機轉速受制于遙控轉速設定模擬輸入。當遙控轉速設定投入觸點閉合并且汽輪機轉速達到或高于調節器下限轉速時，汽輪機將從調節器下限轉速按用戶設定的速率勻速升到遙控值，在轉速給定輸出與遙控轉速設定信號一致后，轉速將按由用戶確定的新的流程控制速率變化。

　　組合方式：在此方式中，轉速指令信號的產生由觸點和模擬（遙控轉速設定）信號比較而取高值作為給定轉速傳送出去。

　　1.3 I/O輸入

　　2個磁電式傳感器（MPU）或前置探頭可選擇。

　　4個專用觸點輸入：外部緊急停機、外部清除/復位、升基準轉速、降基準轉速。

　　22個可編程接點輸入：外部正常停機、外部啟動、開閥、關閥、提高與輔助基準、發電機斷路器、電網斷路器、超速試驗、MPU故障超越、提高串級基準、暖機/額定、投入串級控制、投入遙控、允許啟動、投入輔助控制、投入遙控升速/降速、繼續/中止自動啟動、高壓閥開關、低壓閥開關、抽汽設定升/降 抽汽控制投入、遙控抽汽投入。

　　6個模擬量（4-20mA）輸入：串級控制信號抽汽/補汽壓力、功率（負荷）遙控抽汽壓力設定、遙控轉速基準、輔助控制、負荷分配。

　　2個專用觸點輸出：報警、停機。

　　6個可編程觸點輸出。

　　2風機自控系統

　　2.1  組成

　　整個風機自控系統由儀表檢測系統、PEAK150調速系統及計算機數據監控系統組成。它包括1個操作站、1個控制站、2臺差壓變送器、6臺壓力變送器、20個熱電阻、2個位移探頭、2個振動探頭、4臺現場數顯表、2臺PEAK150調節器。差壓和壓力變送器選用PMC一體化變送器，其精度0.5級。PLC監控系統選用西門子S7-300系列，系統基于Windows 2000平臺，利用了Windows 2000操作系統安全可靠平穩的控制理念與技術，系統便于維護管理，操作簡單。監控軟件采用選用西門子的WinCC，實現對風機系統的監控和管理。

　　2.2  調速系統控制原理及實現過程

　　當風機增加負荷時，汽輪機轉速下降，轉速探頭MPU（MPU1和MPU2兩個轉速探頭為一備一用。兩者通過一個信號高選柵HSS，接受高選信號）將轉速信號傳給電子調速器，這時實際轉速N1小于設定轉速N2，兩者之間有偏差，PID運算器將通過運算在原有輸出電流信號I上增加一個△I，通過電液轉換器，控制油壓的輸出也在原有基礎P上增加一個△P，使錯油門帶動油動機將調節汽閥開大，進入汽輪機內蒸汽增多，提高汽輪機轉速，使N1達到設定轉速N2。反之，當風機減小負荷時，汽輪機轉速增高，這時實際轉速N1大于設定轉速N2。PID運算器將通過運算，在原有輸出電流信號I上減少一個△I，通過電液轉換器，控制油壓的輸出也在原有基礎上減少一個△P，使錯油門帶動油動機將調節汽閥關小，從而使進入汽輪機內蒸汽減少，汽輪機轉速降低，N1達到與設定轉速N2相同。

　　2.3  PEAK150四種通訊方式

　　調節器面板

　　手持式編程器

　　作為調節器指令的遙控輸入

　　任選的Modbus串行接口

　　PEAK150調節器采用MODICON公司的MODBUS通信協議，有ASCⅡ和RTU兩種傳輸方式，采用RS-422通訊接口。

　　2.4  系統功能

　　風機操作站有5幅流程圖畫面、5幅歷史趨勢記錄畫面、1幅實時數據畫面、1幅報警信息畫面，操作人員依此對工藝過程進行監測和控制。

　　安全性訪問權限。

　　轉速調節功能、超速跳閘試驗、暖機/目標功能、流程遙控功能、串級控制功能、臨界轉速規避。

　　系統對重要數據進行歷史記錄，記錄時間任意設定，通過對歷史趨勢查詢故障數據，為設備故障追憶分析提供依據。

　　減輕勞動強度，準確快速調速。

　　通過聲光報警及時發出異常狀態信息。

　　3  應用效果

　　PEAK150調速系統經過長期的現場運行，證明操作簡單，性能可靠，控制精確度高，為穩定風機運行提供了良好的保障。