超速保护卡

DFCS001超速保护卡使用说明书编号KM901-006000ASM版本号A2008年8月东方汽轮机有限公司DONGFANGTURBINECo.,Ltd.编号KM901-006000ASM编制校对审核会签审定批准DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM共1页第1页目录序号章－节名称页数备注10—1前言120—2硬件简介130—3功能简介140—4使用说明1150—5状态指示160—6性能参数170—7使用注意事项1DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM换版记录版本号日期换版说明A2007年8月首次发布A2008年8月收换DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM编制校对审核标审录入员0-1-10—1前言DFCS001超速保护卡是为全电调控制系统DEH配套而专门设计的。该卡采用了Infineon高档16位单片机XC164CS芯片和高性能的可编程逻辑阵列CPLD构成控制核心，采用16位高速串行A/D芯片配合XC164CS内部高速工作单元采样及处理转速信号，提高了转速的测量范围及精度；同时卡件能输出与转速相对应的4～20mA标准信号及标准脉冲信号，并能在检测到超速、功率、负荷不平衡的情况下，输出相应开关量信号。卡件的电源部分采用了先进的DC-DC隔离转换器，确保卡件的工作电源和供电电源的充分隔离，使卡件的电源回路工作有效可靠，同时在硬件电路设计中对卡件供电进行了多级保护，并在初始化过程中将测速齿轮齿数、加速度限制值、电功率、中排压力计算因子存入非易失性存储器FRAM中，从而保证卡件可带电插拔。DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM编制校对审核标审录入员0-2-10—2硬件简介1.DFCS001超速保护卡件超速保护卡采用的是两层印制板布线工艺，具有极高的EMC抗干扰能力。板上主要元器件均采用进口优质元件。1.1CPU采用Infineon先进的高档16位单片机XC164CS，运算处理速度极快，能达到20MHz的CPU频率。该单片机功能强大、扩展性好，自恢复能力强。1.2采用ALTERA公司先进的CPLD作为单片机的接口部件。该芯片可以将众多硬逻辑功能用软件实现，访问速度极快，同时通过该芯片丰富的I/O口，可简化卡件电路，提高卡件的集成度，从而增强卡件可靠性。1.3同时配置了磁阻式传感器和电涡流传感器信号采集处理电路，提高了卡件的信号处理能力。1.4采用专用16位A/D芯片配合XC164CS内部高速工作单元对转速传感器信号进行采样及处理，有效的提高了转速的测量范围及精度，并实现了与转速相对应的4～20mA标准信号输出及与转速相对应的标准脉冲信号输出。1.5内设四路隔离标准4～20mA的模拟信号输入通道，其中三路采集电功率信号，一路采集中排压力信号，四路信号经A/D芯片转换后同时送入CPU进行处理，通过判断功率、负荷的平衡情况，来输出相应的继电器保护信号。1.6显示模块由Microchip公司的8位单片机和Agilent的高档集成LED显示器等构成，可实时显示转速，指示卡件运行状态。1.7采用双路24VDC供电，任意一路电源故障，不影响模板正常工作，同时各工作模块均采用DC-DC隔离电源，模拟通道采用隔离运放，数字通道采用光隔处理，确保卡件各工作模块的独立性，使卡件的电源回路和信号处理通道在使用中更为安全可靠。1.8超速保护卡由主卡和插接在其上的CPU卡、涡流信号处理卡、显示卡构成。2.超速保护卡件配套机箱组件2.1机箱采用19”的电磁屏蔽机箱及组件。机箱后面的接线端子统一焊接到电源母板上，接线方便。2.2卡件插入机箱时使用推拉式结构，插拔十分方便。DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM编制校对审核标审录入员0-3-10—3功能简介1.工作原理DFCS001超速保护卡是通过采集前端磁阻或涡流转速传感器信号，计算出汽轮机转速并判断是否超限，同时对输入的电功率及中排压力信号进行计算并判断功率、负荷平衡情况，从而控制继电器是否输出相应保护信号，卡件同时可输出一路与转速相对应的4～20mA标准信号及一路与转速相对应的脉冲信号。通过面板上的指示灯及转速显示，可以实时了解卡件的工作状态。2.操作功能简介2.1初始化由面板的Speed/ALM按钮和母卡上1、2号编码盘组合使用，可设定测速齿轮齿数、加速度限制值、电功率、中排压力计算因子并存储在卡件所配的FRAM中，从而达到对卡件的初始化预置。2.2传感器选择该卡提供了磁阻式传感器和电涡流传感器选择开关及跳线，可以通过其状态选择接入的传感器类型。2.3卡件功能选择开关本卡面板提供了103%、110%、114%、ACC-L、PLU指示灯报警功能，可通过面板拨码开关的相应拨码位来进行相应功能的切除屏蔽。2.4Speed/ALM按键出现超速等报警后，可通过Speed/ALM按键在面板LED显示屏上切换显示速度和报警信息。2.5面板指示灯出现报警信息，通过面板上定义的各LED灯指示。2.6LED显示屏LED显示屏实时显示所测量的转速。3.功率、负荷不平衡计算公式电功率：4～20mA0～100%三路中排压力：4～20mA0～100%一路计算公式：中排压力－电功率（3取中）﹥30%额定功率动作对象：OPC动作（103%输出继电器）DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM编制校对审核标审录入员0-4-10—4使用说明1.跳线及拨码S1设置在使用超速保护卡之前，必须先根据使用的情况进行跳线及拨码设置。同时要完成机箱的正确接线后，方可上电。跳线见表0-4-1。表0-4-1标号1-2连接3-2连接说明J10将磁阻信号直接接入模拟处理电路将涡流信号经过子板处理后接入模拟处理电路因为磁阻和涡流信号的不同特性，涡流信号要经过子板处理后才可以接入模拟处理电路J11将子板信号直接引入数字处理电路将信号经模拟处理后引入数字处理电路默认3-2连接，有更高的可靠性J13信号进入锁相电路前2分频信号进入锁相电路前4分频默认1-2连接J14信号4分频后输入给CPU信号2分频后输入给CPU大的分频数可降低CPU的负荷，默认1-2连接J15倍频信号8分频后输入给CPU倍频信号4分频后输入给CPU大的分频数可降低CPU的负荷，默认1-2连接J11、J13、J14、J15跳线器设置用户不得自行更改。拨码S1设置说明见表0-4-2。表0-4-2拨码号ONOFF1110%功能投入110%功能切除2无无3无无DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM0-4-22.接口说明2.1超速保护卡机箱超速保护卡机箱是由电磁屏蔽机箱和背板端子以及卡轨组件组成。背板是一块印刷电路板，所有超速保护卡件的插座均焊接在背板上。外部接线均通过背板上的接线端子接入。2.2超速保护卡机箱外形图见图0-4-1。图0-4-1：超速保护卡机箱外型图图0-4-1中上面一幅为插有超速保护卡后机箱的正视图，其中②为插有卡件的插槽，③为没有插卡用使用空面板的空插槽；图0-4-1中下面一幅图为机箱的俯视图。2.3超速保护卡的背板外观图所有的外部接线均从超速保护卡机箱的背板上接入。其中TB23是为通讯预留的设计，目前无使用；TB25为直流电源24V的接入端子；TB1～TB20是为机箱内所有超速保护卡提供的接线端子。其中一块卡占用两组接线端子，如插在左边第一卡轨上的超速保护卡的接口信号就是通过(TB1，TB2)接入和输出，依次类推。整个背板的接线端子分布见图0-4-2。DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM0-4-3TB25TB23TB1TB2TB3TB4TB5TB6TB7TB8TB9TB10TB11TB12TB13TB14TB15TB16TB17TB18TB19TB20TB21TB22图0-4-2：超速保护机箱背板端子图（从背面正视）2.4超速保护卡背板上接口端子的定义超速保护卡每两组端子为一块卡使用。现以(TB1,TB2)为例说明每个接线端子的意义，端子编号从上到下为（1～16），如图0-4-3所示，1～4#继电器定义见表0-4-3：图0-4-3：接线端子定义对应转速脉冲信号（COM）TB2TB13#继电器常开触点2-23#继电器常开触点2-1伺服阀给定+（4-20mA）3#继电器常开触点1-2OUT_COM（输出公共端）3#继电器常开触点1-1故障输出（开出24V/2A）1#继电器常开触点2-2阀位减输出（开出24V/2A）1#继电器常开触点2-1阀位增输出（开出24V/2A）1#继电器常开触点1-2紧急手动输出（开出24V/2A）1#继电器常开触点1-1校验状态输出（开出24V/2A）对应转速脉冲信号（PULSE）转速传感器公共端（COM）校验允许输入（开入）转速传感器信号（SG）校验开始输入（开入）涡流传感器供电电源（VT）快速手动开入（开入）第三路电功率4～20mA输入（-）第三路电功率4～20mA输入（+）第一路电功率4～20mA输入（-）第一路电功率4～20mA输入（+）4#继电器常开触点2-24#继电器常开触点2-1LVDT2-2-2(LVDT2次2）4#继电器常开触点1-2LVDT2-2-1(LVDT2次2）4#继电器常开触点1-1LVDT2-1-2(LVDT2次1）2#继电器常开触点2-2LVDT2-1-1(LVDT2次1）2#继电器常开触点2-1LVDT1-2-2(LVDT1次2)2#继电器常开触点1-2LVDT1-2-1(LVDT1次2)2#继电器常开触点1-1LVDT1-1-2(LVDT1次1)对应转速4～20mA输出（-）对应转速4～20mA输出（+）中排压力4～20mA输入（-）中排压力4～20mA输入（+）第二路电功率4～20mA输入（-）第二路电功率4～20mA输入（+）SERV01+(伺服1驱动+)1615141312161514131211111010998877665544332211DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM0-4-4表0-4-3继电器序号接线说明1#103%超速保护及功率、负荷不平衡（PLU）保护2#110%超速保护3#114%超速保护4#加速度超限保护2.5超速保护卡机箱背板上TB25电源端子定义，见图0-4-4图0-4-4：电源端子定义图0-4-4中虚线部分为卡件内部接线。从图中可以看出，（1，2）、（3，4）、（5，6）、（7，8）四对端子在内部已经短接，不能更改。（1，2，3，4）构成一组输入电源，（5，6，7，8）构成另外一组输入电源。3.具体接线的使用说明由于在每个工程中使用的给定类型和传感器类型等可能不一样，现对某些接线情况给出具体说明。下列说明均以(TB1,TB2)为例。3.1传感器信号输入接线本超速保护卡对于不同的传感器，其具体接线情况如图0-4-5，0-4-6所示，0-4-7、0-4-8为外接线示意图。图0-4-5:涡流传感器接线图0-4-6:磁阻传感器接线24V输入+24V输入-24V输入-24V输入+12345678TB215678涡流传感器供电电源（VT）涡流传感器公共端（COM）涡流传感器信号（SG）空校验开始输入（开入）TB215678空磁阻传感器公共端（COM）磁阻传感器信号（SG）DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-006000ASM0-4-5图0-4-7:磁阻传感器外接线示意图图0-4-8:涡流传感器外接线示意图除了接线上的差异外，跳线器也有差异，当接入磁阻传感器信号时，短接J10的1、2脚；接入涡流传感器信号时，短接J10的3、4脚。3.2转速对应4～20mA输出接线本超速保护卡设有与转速对应的4～20mA电流输出端子,输出接线见图0-4-9，图0-4-10为对应转速4～20mA输出外接线示意图。图0-4-9：对应转速4～20mA输出接线图对应转速4～20mA输出（-）阀位输出-对应转速4～20mA输出（+）TB156DFCS001超速保护卡使用说明书KM901-0