汽轮机505使用说明书
85017V1
505型蒸汽汽轮机用数字调速器，带单程或分程传动机构
卷1
WOODWARD(伍德沃德)调速器公司 操作手册 85017V1
警 告
在执行本设备及其软件的安装、操作和维护之前，请阅读本手册及与执行工作相关的出 版物。执行所有设备和安全说明及预防措施。如不能遵守本手册之说明将会导致人员伤害和
/或财产损失。
发动机、汽轮机或其它类型的原动机应配备一超速停车装置（视需要，配备超温或超压 停车装置），该装置用来防止发动机、汽轮机或其它类型原动机失控或损坏以及由于机械液 压调速器或电控装置、传动机构、燃料控制装置、驱动机构、联动装置或受控装置故障而导 致的可能人员伤害或死亡。
告 诫
电子控制装置包括静电敏感部件。请注意以下预防措施以防止对这些部件造成损害：
在搬运该控制装置之前，需要消除身体静电(关闭该控制装置的电源，使其与一接 地表面接触，并在搬运时保持这种接触)。
在印刷电路板(PCBs)周围避免出现所有类型（抗静电类型除外）的塑料、乙烯树 脂和泡沫聚苯乙烯。
严禁用手或导电装置触摸印刷电路板上的元件或导线。 在没有装入控制装置中时，模块应保存在一个10" x 12"的抗静电防护袋中(P/N
4951-039)。
当本手册内容有重要更改时，手册编号后的字母将按照字母顺序改为下一个字母。 更改的内容将以黑线表示。
Woodward(伍德沃德)调速器公司将保留在任何时间更新本出版物任何部分内容的权利。 Woodward(伍德沃德)调速器公司提供的资料应视为正确的和可靠的。但是，Woodward(伍
德沃德)调速器公司将不承担任何责任，除非另有书面承诺。
© Woodward(伍德沃德) 调速器公司, 1997，保留所有权利
介 绍
本手册 (85012)介绍汽轮机用Woodward(伍德沃德) 505型数字调速器。英语版为
9907-162, 9907-163,和9907-164。下列任选图表展示了部件编号之间的差别。本手册的第一 卷提供安装说明，描述控制装置，并解释配置（编程）和操作步骤。卷2则包括有关控制装置 特定应用的备注、维护模式信息以及505型调速器硬件规格。本手册不包括整个汽轮机系统的 操作说明。有关汽轮机或设备的操作说明，请联系相关设备制造商。
手册85017用于介绍用于抽汽式汽轮机的505E型数字调速器。
部件编号任选
部件编号 电源
9907-162 HVAC (180-264 VAC)
9907-163 AC/DC (88-132 VAC),或(90-150 VDC)
9907-164 LVDC (18-32 VDC)
任选护墙安装箱(NEMA 4X) P/N 8923-439
一般安装和操作备注和警告：
本设备适用于I级, 2区 , A, B, C, 和 D组 (I级, 2区, IIC组) 或非危险区域。 现场布线操作必须在75°C下进行，操作环境温度要求超过50°C。 外围设备必须适合其所使用的位置环境。
布线操作必须符合I级, 2分区 (2区)布线方法以及相关部门的规定。 爆炸危险－替换元件可能会消弱对I级, 2区的适用性。
警告
爆炸危险－当电路处于使用中时，不要切断电路；除非处于非危险区域。
告诫
除非在非危险区域中，否则严禁使用电源和控制板上的所有测试点。
本版本手册中涉及的505型调速器 软件变更：
1. 断开：增加了一种任选维护模式“使用断开继电器中的外部断开机构”。当程序 出现故障时，外部断开输入仅使505型调速器断开而不是断开继电器。
2. 传动机构输出：增加了用于维护模式的传动机构线性曲线(11-点) 。
3. 动态：增加了一种在“键任选”标头下停用所有PID动态调节的维护模式。
4. 控制停机：增加了一种在“键任选”标头下停用控制停机特点的维护模式。
5. 自动启动程序：增加了一种在每个空载设定点自动使自动启动程序模式停止的任 选程序模式。
6. 速度设定点速率：改变空载/额定速率、最小速率、连接开通速率、快速率、极限 速率以及自动启动程序速率的最大允许速率（调节窗口）。
7. 负荷控制：增加一用于调节零负荷（S-值）设定的维护模式。如果发电机断路器 关闭并且机组不在额定蒸汽条件时，可以对该值进行调节（即入口压力远低于正 常值）。
8. 最小负荷：变更最小负荷，组合在级联式、远程速度、和断路器维护模式标头下 的独立“使用最小负荷”任选。
9. 级联式升高/降低触点输入：增加了在“级联式控制”标头下的一维护模式任选， 用于停用速度设定点的该级联式升高/降低调节。
10. Mod母线继电器：增加了借助通信链接，瞬间激发Modbus继电器的命令。
11. 最大编程值全部改为 +/- 20000。
第一章 静电消除事项
所有电器设备均为静电敏感型，其中某些元件表现的更敏感一些。为保护这些元件免受 静电损害，必须采取特殊措施使静电降至最小或将静电消除。
1. 在电子控制装置上进行维修工作之前，应通过触摸或握住一接地金属物体（管道、 柜体、设备等）来消除操作人员身体上的静电。
2. 严禁操作人员穿着合成材料制作的工装以避免人体上积存静电。应着装不易积存 静电的棉或棉混纺材料制作的工装。
3. 除非绝对需要，否则不能将印刷电路板(PCBs)从控制装置上拆下。当搬运印刷电 路板时，必须遵守以下注意事项：
· 除边缘外，严禁触摸印刷电路板的任何部分。
· 严禁用手或导电装置触摸印刷电路板、接头或其它元件。
4. 严禁在控制装置和印刷电路板周围以及工作区域存放塑料、乙烯树脂和泡沫聚苯 乙烯。诸如塑料/泡沫聚苯乙烯咖啡杯、咖啡杯托架、香烟包装、玻璃纸糖果包装、 乙烯树脂书本或文件夹、塑料瓶以及塑料烟灰缸均能产生并积存静电。
第二章 总说明
介绍
基于微处理器的505型调速器控制装置用于控制单或双（分程）传动机构汽轮机（抽汽 式汽轮机需要505E型调速器）。505型调速器为现场可编程型，可使一单一设计用于许多不同 控制用途并降低费用和交付时间。它采用的菜单驱动软件可指导工程师在现场编程以使得控 制装置适用于一指定发电机或机械驱动用途。505型调速器可以配置为一独立操作装置，亦可 与机组的分散控制系统连接使用。
操作员控制盘
505型调速器为一可现场配置型汽轮机控制装置并且可与操作员控制盘（OCP）组合使用。 一套完整的操作员控制盘包括一两线（每线24字符）显示器，一套位于505型调速器前面板上
的30键键盘。该控制盘用于配置505型调速器，进行在线程序调节，以及对汽轮机/系统进行 操作。通过操作员控制盘的两线显示器，操作员可轻易阅读提供的英文说明并自同一屏幕浏 览实际的和设定点值。
汽轮机控制参数
505型调速器接口配备有一个或两个控制阀，用来每次控制一个参数，并且如果需要的 话，可限制一附加参数。这个受控参数一般为速度（或负荷）。另外，也可利用505型调速器 来控制或限制：汽轮机入口压力或流量，排汽（背）压力或流量，第一级压力，发电机功率 输出，机组进口和/或出口等级，压缩机出口或排放压力或流量，装置/机组频率，工艺温度， 或与汽轮机相关的任何其它工艺参数。有关应用的详细情况，请参见本手册的2卷。
通信
通过两个Modbus®通信端口，505型调速器可直接与设备分散控制系统和/或基于操作员 控制盘的CRT进行通信。这些端口支持采用ASCII或RTU MODBUS 传输协议的RS-232, RS-422, 或RS-485通信。通过硬连线接口，也可实施505型调速器与一设备DCS之间的通信。 由于所有 505型调速器 PID 设定点均可通过模拟输入信号进行控制，所以不会损失接口分辨率和控 制。
附加特性功能
505型调速器也可提供以下特性功能：先岀（First-Out）断开（跳闸）显示（共5个断开 输入），临界速度回避（2个速度带），自动启动程序（热和冷启动），双速度/负荷动态， 零速度检测，用于超速断开（跳闸）的峰速度显示，以及机组之间的同步均分负载（带一DSLC）。
505 型调速器的使用
505型调速器控制装置具有两个正常操作模式，即程序模式和运行模式。其中程序模式 用于选择需要的任选项配置到控制装置以适合用户的特殊汽轮机应用。一旦完成控制装置的 配置， 一般就不再使用程序模式，除非汽轮机任选项或操作改变。完成配置后，即可使用运 行模式进行汽轮机自启动到停车的操作。此外，可使用维护模式进行在线调节（参见卷2）。
505型调速器的输入和输出
控制输入：
两个速度输入为可配置用于MPU (电磁式拾波器) 输入或接近探测头的跨接线。6个可编 程模拟输入可用作以下任选之一：辅助输入、远程辅助设定点、远程级联式设定点、机组负 荷输入、远程速度设定点、同步均分负载、同步和均分负载，以及第一级压力。第六个模拟 输入配有隔离电路，用于没有隔离的一自备电源信号。有16个触点输入可供使用。其中有4 个专用于停车、重置、提高速度设定点及降低速度设定点。如果控制装置用于发电机的话， 另外2个必须专用于发电机断路器和公用工程断路器。还可配置10个附加触点输入。如果控制 装置不是用于发电机的话，那么就可以配置12个附加触点输入。
在控制装置的前面板上有4个功能键。F1 和 F2 分别用于报警和超速。F3 和 F4则用于
启用或停用控制装置的各种功能。
控制输出：
2个配有线性曲线的传动机构输出；如果不用作一传动机构输出的话，第二个传动机构 输出可以用作一附加读出。6个4-20 毫安 输出用于表计或其它读出。在8个C－格式继电器触 点输出中，6个是可以配置的。另外2个继电器输出专用于停车和报警显示。
控制接口：
2个Modbus® 端口用作控制接口。协议为ASCII或RTU，通信为RS-232, RS-422, 或
RS-485。一个计算机（PC）端口用于程序配置储存。图2-1所示为505型调速器功能概述。利 用该方块图即可将控制装置的功能与现场需要的特定用途相匹配。
控制概述
505型调速器具有2个独立的控制信道，即速度/负荷和辅助控制器。利用另一个信道―― 阀限制器对这2个控制的输出进行低信号选择（LSS）。该LSS输出将直接设定传动机构驱动器 输出的位置。除这些信道外，还可以利用另一控制器――级联式控制器来控制速度/负荷控制 器。级联式控制器与速度控制器“级联式”，由此可利用级联式控制器输出直接变更速度控 制器的设定点。辅助控制器即可以作为控制信道亦可以作为限制信道。所有这3个PID控制器 均具有利用一模拟输出信号远程调节其设定电大额任选功能。505型调速器的附加功能包括频 率控制、同步均分负载（利用DSLC）、临界速度回避、空载/额定控制和自动启动程序。2个 串行通信端口可以用来监测和控制采用Modbus协议的汽轮机。
速度控制装置 该速度控制装置可接收来自一个或两个电磁式拾波器或接近探测头的汽轮机速度信号。
然后，该速度PID（比例、积分、微分）控制放大器将该信号与速度设定点进行比较并产生一 输出信号，通过一低信号选择母线传送至传动机构。
通过控制装置前面板上的键盘、远程触点输入或通信链路，利用升高或降低命令来调节 速度控制装置的设定点。该设定点也可以通过键盘直接输入新设定点或通过Modbus通信直接 设定。另外，可以编程一模拟信号来远程调节该速度设定点。
远程速度设定点
4-20 毫安输入之一可以配置用于控制速度设定点。典型地，通过505型调速器接口连接 的一外部工艺控制，利用该输入来调节汽轮机的速度或负荷以控制一相关的工艺。
远程速度设定点输入可直接影响该505型调速器的速度设定点。远程输入信号能够改变 速度设定点，其最大速率是可编程的。当启用该远程设定点时，该设定点将以非常缓慢的速 率升高直到两个设定匹配，此时，该设定点将可以升高到最大速率。利用前面板键盘、远程 触点输入或通信链路，根据需要启用或停用该远程设定点功能。
图2-1 505型调速器功能概述
辅助控制 该辅助控制信道即可用于控制一参数亦可用于限制一参数。该辅助PID控制器能够用于
控制或限制机组负荷/功率、设备进口/出口等级、入口压力、排汽压力、温度或任何直接与 汽轮机负荷有关的其它工艺参数。
该辅助输入为一4-20 毫安的电流信号。该辅助PID控制放大器将该输入信号与一设定点 进行比较并产生一传送至数字LSS（低信号选择）母线的控制输出。该LSS母线将该最低信号 发送至传动机构驱动器电路。
通过控制装置前面板上的键盘、远程触点输入或通信链路，利用升高或降低命令来调节 该辅助设定点。该设定点也可以通过键盘直接输入新设定点或通过Modbus通信直接设定。另 外，可以编程一模拟信号来远程调节该辅助设定点。
远程辅助设定点
4-20 毫安 输入之一可配置用于远程调节该辅助设定点。该远程辅助设定点输入可直接 影响该辅助设定点。远程输入信号能够改变辅助设定点，其最大速率是可编程的。当启用该 远程设定点时，该辅助设定点将以非常缓慢的速率升高直到两个设定匹配，此时，该设定点 将可以升高到最大速率。利用前面板键盘、远程触点输入或通信链路，根据需要启用或停用 该远程辅助功能。
均分负载输入
505型调速器能够利用一模拟信号接收一来自Woodward(伍德沃德)数字同步器和负荷控 制装置(DSLC™)的均分负载信号。该输入与DSLC一起可使该控制装置与采用DSLC的任何其它 系统同步均分负载。505型调速器的内部求和中继以速度/负荷PID的基准增加该信号。除进行 均分负载外，至505型调速器的该DSLC输入还可用来使机组即与设备母线亦与公用工程同步。
级联式控制 该级联式控制装置配置用于与汽轮机速度或负荷相关或受其影响的任何系统工艺。典型
地，该控制器可用作汽轮机入口或排汽压力控制器。 该级联式控制器为一PID控制器，可将一4-20 毫安工艺信号与级联式设定点进行比较。
该PID控制器设定速度控制器设定点直到该工艺信号与该设定点匹配。 通过控制装置前面板上的键盘、远程触点输入或通信链路，利用升高或降低命令来调节
该级联式设定点。该设定点也可以通过键盘直接输入新设定点或通过Modbus通信直接设定。 另外，可以编程一远程级联式设定点模拟信号来远程调节该级联式设定点。
远程级联式设定点
4-20 毫安 输入之一可配置用于远程调节该级联式设定点。该远程级联式设定点输入可 直接影响该505型调速器的级联式设定点。远程输入信号能够改变级联式设定点，其最大速率 是可编程的并在运行模式下进行改变。当启用该远程设定点时，该级联式设定点将以非常缓 慢的速率升高直到两个设定匹配，此时，该设定点将可以升高到最大速率。利用前面板键盘、 远程触点输入或通信链路，根据需要启用或停用该远程级联式功能。
阀限制器 阀限制器用于限制传动机构输出信号或阀位置以有助于实现汽轮机的启动和停车。该阀
限制器的输出为该速度/负荷和辅助控制信道的低信号选择。要求最低阀位置的该控制装置或 限制器信道将控制阀位置。由此，该阀限制器将限制最大阀位置。通过键盘、外部触点闭合 或Modbus命令可对阀限制器进行调节。
该阀限制器还可用来排查系统动态问题。如果认为505型调速器为系统不稳定来源的话， 可将阀限制器调为手动控制阀定位。在该模式下使用阀限制器时，必须小心不能使系统接近 一危险操作点。
启动特性
505型调速器可提供3种不同启动模式选择：自动、半自动和手动。 该3种模式之一必须 编程为可使汽轮机以最小速度自停车状态至速度控制。该配置的启动模式和最小调速器控制 速度取决于正常设备启动程序和汽轮机制造商的建议。
如果编程为一空载速度（空载/额定或自动启动程序模式）的话，505型调速器能够提供 自动速度控制和临界速度消除。一“运行”命令可以通过键盘、远程触点输入或Modbus通信 发出。另外，可以编程一任选“启动允许”触点输入以防止如断开节流或节流阀没有关闭的 情况下的启动。
空载/额定
空载/额定功能可以使操作员能够以一配置速率在编程空载速度和编程额定速度之间进 行调节。利用前面板键盘、远程触点输入或Modbus通信链路选择空载或额定速度设定点位置。 另外，该空载/额定功能仅能够编程为等变－额定功能。
自动启动程序
该自动启动程序功能可使操作员能够自一编程低空载速度启动并保持到编程暖机时间 结束，然后执行一编程高空载速度并保持到编程高空载暖机时间结束，最后升高至编程额定 速度设定点。该保持时间和加速速率取决于视汽轮机停车时间而考虑汽轮机是处于“冷”状 态还是“热”状态。当汽轮机处于冷和热状态之间时，该控制装置将热和冷数据点之间的值 插入以测定大约的启动速率和保持时间。
如果需要的话，可以通过编程或使用自动启动程序停止/继续命令来停止和启动该自动 启动程序。利用505型调速器键盘、远程触点输入或Modbus通信选择停止或继续。另外，该自 动启动程序可编程为在每个空载设定点自动停止。
临界速度回避
在许多汽轮机中，由于汽轮机过度振动或其它因素，所以总希望能够避免某些速度或速 度范围（或尽可能快地通过这些速度或速度范围）。在编程期间，可以选择2个临界速度回避 带。这些带可以为小于调速器最小速度设定的任何速度范围。空载/额定或自动启动程序功能 必须编程执行临界速度回避。在一临界速度范围内，505型调速器会将该速度设定点调至编程 的临界速度并不允许该速度设定点停止在临界速度回避带范围内。如果汽轮机加速通过一临
界速度回避带并出现过度强振动的话，即选择速度设定点降低命令以使机组返回至回避带的 下限。
键盘和显示
505型调速器的操作盘包括位于控制装置前面的键盘和LED 显示器。LED显示器具有2个
24字符线，可用简单英语显示操作参数和故障排查参数。在505型调速器前面板上还有30个键 可以用来提供全部控制。汽轮机的操作不需要附加控制盘，每个汽轮机控制功能均可通过505 型调速器的前面板实施。
图2-2 505型调速器键盘和显示器
以下为每个键的功能说明。有些说明请参见编程（第五章）和操作流程图（第六章）中 的功能方块图。
翻页滚动（SCROLL）： 该键位于键盘中间，呈钻石形，其四个角上均配备有箭头。
符号< > (左、右滚动) 用于对程序或运行模式的功能方块图进行左右屏显示移动。符 号 , (上、下翻页滚动) 用于在程序或运行模式的功能方块图内上下翻滚屏幕显示。 选择（SELECT）：
选择键用于选择505型调速器显示屏顶或底线变量的控制。 符号@ 用于表示哪一个线
（变量）可以用调节键进行调节。仅当在两条线上（动态、阀校准模式）有一可改变的变量 时，“选择键”和符号@ 可测定哪一个变量可以进行调节。当每屏仅有一个变量时，“选择 键”和符号@的位置时不相关的。
调节（ADJ）：
在运行模式中，“ “ 可上移（增大）任何可调节参数，而“ “ 用于下移（减小） 任何可调节参数。
程序（PRGM）： 当控制装置停机时，该键用来选择程序模式。当在运行模式中时，该键可选择移程序监
控模式。在程序监控模式中，可以浏览程序，但不能更改。 运行（RUN）：
用于激发一汽轮机运行或启动命令（控制参数/按运行或程序键） 停车（STOP）：
用于在验证后，激发一受控汽轮机停车（运行模式）。可以通过一维护模式设定（在“键 任选”项）来停用“停车”命令。
重置（RESET）： 用于重置/清除运行模式报警和停车。按下该键也可使控制装置恢复到停车后的状态（控
制参数/按运行或程序键）。
0/否定（0/NO）： 用于输入0/NO或停用。
1/肯定（1/YES） 用于输入1/YES 或启用。
2/传动机构（2/ACTR）：
用于输入2 或显示传动机构的位置（运行模式）。
3/控制（3/CONT）：
输入3 或显示控制中的参数（运行模式）；按压向下翻滚箭头可显示控制装置最后一次 断开（跳闸）的原因、达到的最高速度以及现场/远程状态（如果需要的话）。
4/级联式（4/CAS）： 用于输入4或显示级联式控制信息（运行模式）。
5/远程（5/远程）： 用于输入5或显示远程速度设定点控制信息（运行模式）。
6/限制器（6/LMTR）： 用于输入6或显示阀限制器信息（运行模式）。
7/速度（7/SPEED）： 用于输入7或显示速度控制信息（运行模式）。
8/辅助（8/AUX ）： 用于输入8或显示辅助控制信息（运行模式）。
9/负荷（9/KW）： 用于输入9或显示KW/负荷或第一级压力信息（运行模式）。
清除（CLEAR）： 用于清除程序模式和运行模式的输入并使控制退出其当前模式。
输入（ENTER）： 用于在程序模式中输入新值并允许“直接输入”运行模式中的特定设定点值。
动态『DYNAMICS (+/-)』： 用于存取运行模式中用于控制传动机构位置的参数动态设定。可以通过一维护模式设定
（在“键任选”下）停用该动态调节。该键也可用于改变一输入值的符号。
.小数点键(DECIMAL KEY)：
用于自前面板输入所录入数字中的小数点。 报警『ALARM (F1)』
用于显示当该键的LED指示器亮起时，任何报警状态的原因（最后/最新的报警）。按压 向下翻滚箭头（钻石形键）将显示附加报警。
超速测试启用『OVERSPEED TEST ENABLE (F2)』：
允许将速度基准升高至超过最大控制速度设定点以测试电或机械超速断开（跳闸）。 功能键 F3『F3 (function key)』：
可编程功能键，用于启用或停用可编程控制功能。 功能键 F4『F4 (function key)』：
可编程功能键，用于启用或停用可编程控制功能。 紧急停车按钮（EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON）：
外壳前侧上的红色八角形大按钮，是用于控制装置的紧急停车命令。
监控定时器/CPU故障控制 一监控定时器和CPU故障电路监控微处理器和微处理器存储器的操作。如果微处理器在
最后重置的15微秒内不能重置定时器的话，CPU故障控制将激活该重置输出。这将重置该CPU， 断开所有继电器输出并关闭所有毫安输出。
第三章 安装步骤
本章提供关于如何安装505型调速器并将其接入一系统的说明。提供的硬件尺寸、额定 值和跨接线配置可使用户按照指定用途来执行505型调速器设备的安装、布线和配置。
提供的电额定值、布线要求和任选完全能够使用户将505型调速器安装入一新的或现有 的装置。
机械数据和硬件安装 如果外壳上标有UL/CUL符号的话，那么该505型调速器装置就能够用于UL文件E156028中
规定的危险位置。
设备适用于I级, 2区 , A, B, C, 和 D组 (I级, 2区, IIC组) 或非危险区域。 现场布线操作必须在75°C下进行，操作环境温度要求超过50°C。 外围设备必须适合其所使用的位置环境。
布线操作必须符合I级, 2分区 (2区)布线方法以及相关部门 文章图片来源于网络
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