控制器是調速器的核心部件，控制器完成調速器的信號采集、數據運算、控制規律實現、運行狀態切換、控制值輸出及其他附加功能。因此，控制器的選擇對新型調速器的開發至關重要。目前，市場上的控制器很多，如單片機、PLC、PCC等，但由于調速器是工業現場的設備，對可靠性要求很高。選擇控制器的重要原則是，要選用適合工業現場使用的抗干擾能力強、可靠性高、選擇余地大、操作維護方便的控制器。我們經過對各種控制器的深入研究，分析對比，結合水輪機調速器的特殊性，發現奧地利貝加萊(B&R)公司的PCC是能夠滿足上述原則的最合適的控制器，故選擇PCC作為數字閥PCC智能調速器的控制核心。

 

　PCC代表著一個全新的控制理念，它既具有可編程邏輯控制器(PLC)的標準控制功能（可靠性高、易擴展），又具有工業計算機（IPC）的系統功能（運算能力強、適時性好、編程方便等特點）。氣動調節閥它能方便地處理開關量，模擬量，進行回路調節。并能用高級語言編程，具備大型機的分析運算能力。其硬件具有獨特新穎的插拔式模塊結構，可使系統得到靈活多樣的擴展和組合。軟件也具備模塊結構，系統擴展時只需在原有基礎上疊加運用軟件模塊。PCC的CPU為32位，運行效率高，具有高速的智能處理器TPU，TPU功能可使系統響應時間達到微秒級，而CPU不需作任何加載。用戶存儲器容量大。具有良好的電磁兼容能力和現場總線全面支持技術，體現了工控領域的發展方向。

 

　數字閥PCC智能調速器包括單調整型和雙調整型，本文介紹雙調整型調速器的主要特點、功能及構成。

 

　數字閥PCC智能調速器的主要特點

 （1）全新的控制理念。采用不同于常規PLC的新一代可編程計算機控制器--PCC，面向控制過程，采用高級語言，分析運算能力強，在同一CPU中能同時運行不同程序。程序運行時僅掃描部分程序，效率很高。

 （2）全PCC化，具有極高的可靠性。從輸入到輸出,從測頻到控制脈沖等各環節均實現了PCC化。PCC的平均無故障時間MTBF高達50萬小時，即57年。

 （3）多任務的優點。在傳統PLC中，并行處理是靠程序掃描來完成的。但事實上多任務才是并行處理的邏輯表達式，更簡單直接的方法就是采用多任務技術。PCC恰恰可以滿足這種需求，當某一任務在等待時，電動調節閥其他任務仍可繼續執行。PCC將整個調節控制分成若干個具有不同優先權的任務等級（Task Class）。優先權越高的任務等級，其掃描周期越短，優先權越低，其掃描周期越長。把適時性要求高的程序放在高速任務層，把一般的邏輯判斷處理程序放在普通任務層，這樣可以提高調節系統的性能指標。 

 （4）智能型調速器。采用自適應式變結構，變參數并聯PID調節，采用對常規PID調節器改進后的算法[2]。自動識別電網的性質，并自動適應電站的各種特殊運行方式，如孤網運行，及或由大電網解列為小電網運行的突變負荷等特殊情況時，均可保證機組穩定運行。人性化設計，具有很強的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能。當出現故障時，自動彈出故障診斷畫面，并自動顯示故障原因及處理辦法。

 

 

 （5）采用PCC高速計數模塊(HSC)測頻。PCC高達6.3MHz的計數頻率，具有很高的測頻精度和可靠性，從而使調速器的輸入通道－測頻環節的可靠性有了根本的保證。

 （6）采用數字協聯方式，且可現場修改協聯曲線并記憶修改后的數據，以便根據電站的實際條件按最優曲線運行，槳葉隨動系統準確度高。

 （7）PCC的大內存，為智能型調速器提供了資源保證。用戶內存：1.5 MB FLASH PROM。

 （8）采用電磁球閥做數字閥作為電液轉換元件。徹底解決了常規調速器電液轉換元件油污發卡的問題，使電站可以實現完全可靠的自動運行。

 （9）具有故障鎖錠的功能。由于數字閥只有通/斷兩個狀態，且數字閥采用錐閥密封可以保證在31.5MPa下無泄漏，所以，數字閥又具有液壓鎖的功能，因此當測頻信號消失及斷電等情況下，具有故障鎖錠的功能。

 （10）無杠桿結構。該系列調速器采用了數字閥液壓隨動系統，自動時有電氣返饋，手動無需反饋，因此取消了杠桿，消除了因為杠桿造成的死區，提高了調速系統的精度，而且無管路，結構簡單，美觀。

 （11）友好的人機界面。采用觸摸屏做為人機界面，畫面美觀逼真，全中文顯示，操作方便，可以同時顯示很多信息。具有屏幕保護功能，以延長觸摸屏的壽命。 

 （12）維護簡單調試方便。由于PCC的高度集成化和高可靠性，對于運行維護人員沒有太高的特殊要求，調試只需設定有關數字，沒有太多的電位器等可調元件。

  數字閥PCC智能調速器的主要功能

  數字閥PCC可編程智能調速器具有自動、電手動、手動三種操作方式，且可無條件無擾動切換。具有很多功能，實用性智能性很強，除常規功能外具有如下主要功能。

 （1）空載運行時，能自動跟蹤系統頻率,實現快速并網。

 （2）具有頻率調節、開度調節、功率調節三種模式，并可實現調節模式間的無擾動切換。功率調節模式下，可接受上位機控制指令，實現發電自動控制功能(AGC)。

 （3）具有很強的自診斷、防錯、糾錯及容錯功能，并可將有關故障信息顯示在屏幕上，或發出報警信號。具有下述在線診斷和容錯功能：模擬/數字轉換器和輸入通道故障；反饋通道故障；液壓控制系統故障；程序出錯和時鐘故障；事故關機回路故障；操作出錯；測頻回路故障；其他故障。

 （4）與上位機通訊的功能，接受上位機的控制命令，給上位機傳送有關信息。

 （5）開停機智能控制。

 （6）輔助試驗功能。通過觸摸屏可以很方便地進行靜態特性、空載擾動及空載擺動等試驗。

 （7）具有水位調節功能。

 （8）波浪控制，以避免甩負荷時上下游水位發生較大的波浪。 

 （9）多級密碼保護功能。持有密碼級別的高低，決定了對系統行使權利的大小。運行人員只能觀察到常規顯示畫面并進行常規操作，檢修人員或管理人員可對調節參數等進行修改。

 （10）具備折線關機功能，并由標準的插裝閥完成，結構簡單，動作可靠。

 

  數字閥PCC智能調速器的構成

  數字閥PCC智能調速器的結構框圖如圖1所示。

  根據用戶的要求既可采用機電合柜型也可采用機電分柜型。結構布置簡潔合理，人性化設計，便于檢修，便于操作。調速器上的觸摸屏、儀表、按鈕等，安裝在相應柜子儀表盤上，便于觀測且對稱地排列，所有的儀表及控制裝置，外觀相互協調。