摘要：505调速控制系统是美国WOODWAED公司的产品，是基于32位微处理器适合于汽轮机控制用的数字控制器，它集现场组态控制和操作盘于一体，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可以用来实现汽轮机从冲转、暖机、定速并网和带负荷以及各种试验 的控制系统。汽轮机采用505调节系统结构简单，省去了高压抗燃油系统，使用低压透平油为动力油，因此得到了广泛的应用和推广。本文从505调速控制系统的特点说起，浅论其在汽轮机中的应用。
关键词：505；汽轮机；应用
505电子调节器比一般液压系统控制精度高，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。
一、505系统介绍与构成
505控制系统由美国Woodward公司设计生产，该系统控制器以微处理器为基础实现控制，可用于单个或双个执行机构的蒸汽轮机。Woodward 505控制系统有两种操作方式:编程模式和运行模式。编程模式用于选择控制器内部配置及运行方式的设置;运行模式则根据设定的程序实现控制。在控制逻辑中，系统通过对阀门限制器的输出和转速PID、辅助控制器PID的输出的低选(LSS)来设置执行机构的输出。其中，阀门限制器起到了限制调门最大位置的作用。同时，在控制系统出现故障时，阀门限制器可以手动控制调门位置，避免系统在危险工况点运行。在数字式远方终端驱动器中有两个独立的通道，每个通道接收从控制器发出的指令信号并且产生驱动信号到相连接的执行机构。每个执行机构通过线性差动变压器(LVDT)提供位置反馈信号。两个通道的运行方式完全相同。
在控制回路，控制器内有三个相互独立的控制器通道：转速负荷控制回路、辅助控制回路、抽汽控制回路。前两者通过低选输出，另外有一个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。
本系统控制器有两个控制回路输出负载能力为欧姆同时可以加颤振电流为。控制器有两个转速传感器输入，其信号输入为高选，模拟量输入为有六个通道可用于组态满足具体使用，输入阻抗为欧姆。可用于功率及主汽压输入，由于只有一个通道是隔离的，当采用其余通道输入时需考虑信号隔离问题。
接点输入为干接点，共有个，其中个指定用于停机（机组正常要求常闭），外部复位（闭合短脉冲信号，转速升高（闭合短脉冲信号），转速降低（闭合短脉冲信号。其余接点可组态使用，用于并网运行汽轮机的控制系统必须组态两个用于发电机出口油开关触点及并网油开关触点，这两个触点直接由油开关辅助触点引出（机组并网正常要求常闭），另外也可组态外部停机（闭合短脉冲信号），投入解除抽汽控制（投入时为常闭，解除时为常幵，外部运行（闭合短脉冲信号），抽汽升高（闭合短脉冲信号，抽汽降低（闭合短脉冲信号。继电器输出容量为共有八个继电器，其中两个用于指定为停机及报警，停机继电器正常带电，停机时不带电，另外抽汽机组可组态抽汽投入状态继电器，其余继电器可组态所需功能，同样也可组态停机。
二、505系统在汽轮机中的具体应用
汽轮机釆用由数字电液控制系统实现的控制方式，并网前对汽轮机进行转速控制，在并网后对汽轮机进行负荷控制，并能在纯凝工况或抽汽工况下安全经济地运行。505控制系统的基本自动控制功能是汽轮机的转速控制和负荷（热电负荷）控制功能。负荷控制是通过提高转速设定完成的，同时它也具有其它辅助功能。
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1.启动升速及转速控制和保护
可以选择自动、手动、半自动三种启动方式之一，这三种方式的切换只有在停机后在控制器程序组态中改变来实现。在505控制下可进行电超速保护试验，机械超速保护试验，具有超速保护功能。
2.同步及自动初负荷控制
机组定速后，可由运行人员通过手动或“自动准同期”装置发出的转速增减信号调整机组转速以便并网。机组并网后，505控制器立即自动使机组带上一定的初负荷以防止机组逆功率运行，当不采用功频控制时控制器将不设初负荷。
3.负荷控制及甩负荷
505系统能在汽轮发电机并入电网后可根据运行情况或电厂运行魏程，运行人员通过操作控制器转速设定控制汽轮发电机从带初始负荷直到带满负荷，并应能根据电网要求，参与一次调频。系统具有开环和闭环两种控制方式去改变或维持汽轮发电机的负荷。开环控制根据转速给定值及频差信号确定阀门的开度指令。闭环控制则以汽轮发电机的实发功率作为反馈信号进行负荷自动调节，该种方式即为功频控制方式。负荷控制可以通过在并网后增加或减少转速设定来实现。抽汽控制可自动或手动投入，在自动投入情况下，在抽汽菜单显示时操作投入，然后通过增加或减少抽汽压力设定即可增减抽汽负荷。投入抽汽控制时控制器将对机组热电负荷进行自整控制，当机组思负荷时控制器切换到转速控制方式并切除功率和抽汽控制，维持汽轮机在同步转速下空转，以便汽机能迅速重新并网。
4.操作及通讯
所有控制指令可以通过控制器本身键盘、触点、遥控或通讯方式。控制器配
备有RS-232、RS422、RS485三种通讯接口供用户选择与DCS通讯。通讯协议采用MODBUS协议。例如转速设定升降可以通过505面板ADJ键调节，也可以通过505外部转速升降触点控制。硬接线幵关量采用干接点，模拟量采用4-20mA。所有控制指令可以通过控制器本身键盘，遥控或通讯方式输入。
三、小结
通过本文的研究可以看出Woodward 505作为给水泵汽轮机的控制系统，具有快速响应、可靠性高的特点，所有阀门关闭延时不超过0.13 s。其内部的控制回路、控制逻辑、保护逻辑是基本固定的，可以根据实际情况方便地更改参数设置以及功能投用，但极少进行逻辑修改，这在产品出厂时通过设置口令的方式，防止进行不必要的修改，以保证控制系统的可靠性。其次该系统的模块化程度较高，功能实现完全通过参数设置的方式，工作人员可以根据厂家提供的参数进行调试和正常投运后的系统维护，易于掌握和使用，可操作性强。
参考文献
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论文作者:侯永鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
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