ZETA伺服控制器用户使用手册-TRT.doc

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12

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ZETA伺服控制器

用户手册

西安陕鼓动力股份有限公司
浙大人工环境工程技术有限公司
目 录
1．概述 2
2．产品外观与型号规格 2
2.1 外观尺寸 2
2.2 型号规格 2
3．工作原理 3
4．主要功能 3
4.1 控制功能 3
4.2 参数调整功能 3
4.3 信号丢失报警与记忆功能 4
4.4 通信功能 4
4.5 高级算法嵌入功能 4
5．安装和接线 5
5.1 安装 5
5.2 接线 6
6．主要技术参数和性能指标 10
7．选型使用说明 10
8．伺服控制器的调校 11
8.1 静叶伺服控制器调校 11
8.2 旁通阀伺服控制器调校 12
9．我公司的联系方法 12
ZETA系列伺服控制器
1．概述
ZETA品牌ZSA系列伺服控制器是专为陕鼓3H-TRT系统配备的高精度智能型伺服控制器。该控制器不仅具备高精度位置控制、零点与量程调整、正反作用切换和信号丢失报警等功能，而且针对TRT装置控制需求设计有指令信号和反馈信号丢失记忆功能，保证静叶和旁通阀在信号丢失的情况下不发生误动作。ZETA伺服控制器控制精度高、分辨率高、漂移小、抗干扰能力强、现场调试十分方便。其设计充分考虑了行业用户的特点，具有很强的针对性。
2．产品外观与型号规格
2.1 外观尺寸
ZETA品牌ZSA系列伺服控制器外观如图1所示，外形尺寸(W× H × D)为320×200×85mm，该机箱还可内置两个完全独立的伺服控制器，即二通道伺服控制器。

图1 ZETA伺服控制器外观图

2.2 型号规格
ZETA的ZSA系列伺服控制器型号规格包括：
l ZSA-1C-1T：单CPU单通道伺服控制器，TRT专用；
l ZSA-2C-1T：单CPU双通道伺服控制器，TRT专用；
l ZSA-3C-1T：单CPU三通道伺服控制器，TRT专用；
l ZSA-2C-2T：双CPU二通道伺服控制器，TRT专用。
3．工作原理
ZETA的ZSA系列伺服控制器工作原理图如图2所示。控制器一方面接收来自主控室位置指令信号（4～20mA），另一方面接收来自位移传感器（角位移传感器或线位移传感器）测量的实际位置反馈信号。伺服控制器在内部对这两个信号进行转换、比较，并经过一定的控制运算，产生一个可以驱动电液伺服阀SV的电流信号。在伺服阀的控制下，动力油作用于伺服油缸SM，带动静叶角度或阀门达到预期位置，从而实现静叶或阀门位置调节的目的。同时，伺服控制器还送出一路电流信号（4～20mA）到控制室指示静叶角度或阀门的位置。
图2 ZETA伺服控制器工作原理示意图
4．主要功能
4.1 控制功能
ZETA的ZSA系列伺服控制器是3H-TRT系统的重要组成部分。该控制器可以驱动MOOG阀等多种伺服阀，配合不同位置传感器和伺服执行机构，构成高精度的位置伺服控制系统，确保高炉顶压的高精度稳定性。控制器具有控制精度高、量程可调范围宽、分辨率高、漂移小、工作稳定、抗干扰能力强、现场调试十分方便等突出优点。
4.2 参数调整功能
控制器上可以十分方便的设置传感器位置反馈信号和位置指示信号的零点和量程。对静叶和旁通阀的位置传感器及伺服执行机构的正反作用安装方式具有很强的适应性，可以方便的切换正反作用控制方式。本控制器既可适用于角位移传感器，也可适用于线位移传感器。控制器参数调整方便、应用灵活、适应性强。
4.3 信号丢失报警与记忆功能
l 指令信号丢失报警功能
控制器提供一组指令信号丢失报警有源触点。当指令控制信号低于最小值的90%时，控制器产生报警，有源触点输出24V高电平；当指令控制信号大于最小值的90%时，控制器报警消失，有源触点输出0V低电平。用户实际使用时可根据自己的需要连接报警系统。
l 指令信号丢失记忆功能
控制器在产生指令信号丢失报警的同时，会将指令控制信号锁定在丢失前的最后一次正常设定值，从而避免由于指令控制信号丢失而使控制器产生误动作，导致高炉顶压剧烈波动，严重影响TRT机组安全。
l 反馈信号丢失报警功能
控制器提供一组位置反馈信号丢失报警有源触点。当位置反馈信号低于最小值的90%时，控制器产生报警，有源触点输出24V高电平；当位置反馈信号大于最小值的90%时，控制器报警消失，有源触点输出0V低电平。用户实际使用时可根据自己的需要连接报警系统。
l 反馈信号丢失记忆功能
控制器在产生位置反馈信号丢失报警的同时，会将位置反馈信号锁定在丢失前的最后一次正常测量值，从而避免由于位置反馈信号丢失而使控制器产生误动作，导致高炉顶压剧烈波动，严重影响TRT机组安全。
4.4 通信功能
控制器集成有RS-485接口，可以与TRT主控系统及其它控制器组成通信网络。TRT主控系统可以通过通信网络读取控制器内部历史数据，对控制器内部故障进行诊断。使用者可以通过通信网络对控制器参数进行远程设定。
4.5 高级算法嵌入功能
控制器内部可嵌入3H-TRT控制系统高级算法功能块，确保高炉顶压高精度稳定和TRT机组的运行安全。
5．安装和接线
5.1 安装
控制器可采用水平固定式、壁挂式和导轨式等安装方式，用户可根据需要自行选择。由于控制器的正常工作温度为0℃～55℃，用户在选择安装位置时必须考虑环境温度的影响。控制器设计有4个Φ5安装孔，其具体位置如下图所示。

图3 ZETA伺服控制器正面示意图

图4 ZETA伺服控制器侧面示意图
5.2 接线
ZETA控制器（以ZSA-1C-1T为例）侧面有两排接线端子：X1和X2，如下图3所示。

图5 ZETA伺服控制器接线图

各端子具体接线如下：
l X1-1——供电电源直流24V输入正端
l X1-2——供电电源直流24V输入负端
l X1-3——指令信号丢失报警触点正端
l X1-4——指令信号丢失报警触点负端
l X1-5——传感器反馈信号输入正端
l X1-6——传感器反馈信号输入负端
l X1-7——伺服阀驱动电流正端
l X1-8——伺服阀驱动电流负端
l X1-9——位置指示电流信号（4～20mA）输出正端
l X1-10——位置指示电流信号（4～20mA）输出负端（COM）
l X2-1——反馈信号丢失报警触点正端
l X2-2——反馈信号丢失报警触点负端
l X2-3——伺服阀24V 电源正
l X2-4——伺服阀24V 电源负
l X2-5——控制指令电流信号（4～20mA）输入正端
l X2-6——控制指令电流信号（4～20mA）输入负端
l X2-7——电源接地端
l X2-8——保留
l X2-9——保留
l X2-10——保留
注：1 上述说明中所指“输入”和“输出”都是指信号相对于控制器而言
2 接线时请务必注意各信号正负极，否则将导致系统故障！

l 位移传感器的接线方法如下
（1）二线制电流输出(4～20mA)传感器的接线方法：

正端
端子
传
感
器

控
制
室
负端

24VDC
电源
正端

负
端

控
制
器

5
F+

X1

6
F-

注:接线时请务必注意24VDC电源的正负极,否则将导致系统损坏!

如有配电器,建议用户采用如下接线方法,这样可以减少干扰,提高可靠性,同时有利于对系统故障的判断。
传
感
器

端子
负端
正端

控
制
器

5
F+

X1

6
F-

配电器

输出1正

输出1负

输入正

至显示仪表或计算机
输入负
输出2正

输出2负

（2）四线制电流输出(4～20mA)传感器的接线方法：

信号负端
信号正端
负端
24VDC
电源
正端
6
F-
5
F+
X1
控
制
器
电源负端
电源正端

端

子

传
感
器
控
制
室

注:接线时请务必注意24VDC电源的正负极,否则将导致系统损坏!

l 指令信号丢失报警接线
报警触点
负端
4
3
报警触点
正端

X1

控
制
器

控
制
室

开关量
输入端
DC24V
正端
指令信号丢失报警开关量输入通道

l 反馈信号丢失报警接线
报警触点
负端
2
1
报警触点
正端

控
制
器
开关量
输入端
DC24V
正端
反馈信号丢失报警开关量输入通道

控
制
室

X2

l 伺服阀接线

伺服阀
控制器

4

伺服
阀引
出线

X2
电源正
3
SV24V+
SV24V-
电源负
X1
7
SV+
控制电流

注:直流24V电源驱动4～20mA电流信号控制的伺服阀!

6．主要技术参数和性能指标
l 指令输入信号： 4～20mA(输入阻抗250 W)
l 反馈输入信号： 4～20mA(输入阻抗250 W)
l 输出驱动电流： 4～20mA
l 位置指示电流： 4～20mA(输出阻抗≤500W)
l 分辨率： 优于 0.1%
l 精度： 优于 0.1%
l 工作电源： 22～26 VDC，或100～230V AC
l 工作环境温度： 0℃～+55℃
l 外形及尺寸：320×200×85mm
l 重量： 2 Kg

7．选型使用说明
ZETA品牌的ZSA系列伺服控制器功能齐全、性能优越、价格低廉、安装使用方便，且行业针对性强，是TRT装置中透平静叶和旁通阀位置伺服控制的理想选择。
ZETA伺服控制器选型使用举例说明：
以常规单机型TRT系统（包括一组透平机静叶和两个旁通阀）为例，可以采用三种选型方案：
a) 方案一：选用3个ZSA-1C-1T单CPU单通道伺服控制器，分别用于静叶和两个旁通阀的位置伺服控制。在这种选型方案中，静叶和两个旁通阀均独立控制，安全可靠性高。
b) 方案二：选用1个ZSA-1C-1T单CPU单通道伺服控制器，用于静叶位置伺服控制；选用1个ZSA-2C-1T单CPU双通道伺服控制器，用于两个旁通阀的位置伺服控制。在这种选型方案中，静叶和旁通阀独立控制，但两个旁通阀共用一个单CPU双通道伺服控制器。
c) 方案三：选用1个ZSA-1C-1T单CPU单通道伺服控制器，用于静叶位置伺服控制；选用1个ZSA-2C-2T双CPU二通道伺服控制器，用于两个旁通阀的位置伺服控制。在这种选型方案中，静叶和旁通阀独立控制，但两个旁通阀共用一个双CPU双通道伺服控制器。
d) 方案四：选用1个ZSA-3C-1T单CPU三通道伺服控制器，用于静叶和两个旁通阀的位置伺服控制。在这种选型方案中，静叶和旁通阀共用一个三通道伺服控制器。

8．伺服控制器的调校
ZETA系列控制器现场调校时，应首先调整好反馈信号（包括传感器位置和信号转换器或信号变送器）和输出指示信号，确定控制器正反作用方式，并使控制器处于工作状态（预热15 分钟以上）。
如果液压系统的设计和管路连接均按国标进行则按本用户手册安装和接线，ZETA控制器就能实现闭环控制。ZETA系列控制器所有产品在出厂前均已调试完毕，现场直接投运，使用非常方便。如无必要，原则上无须调整。
8.1 静叶伺服控制器调校
在TRT控制系统“主煤气画面”中点击静叶，弹出如下的静叶操作窗口：

在静叶操作窗口中，点击“闭锁”按钮使静叶处于闭锁状态，点击“关闭” 按钮，设置位置传感器零点；点击“开启” 按钮，设置位置传感器量程。分别点击“闭锁解除”和“手动”按钮，在指令设置数据域内输入“0”，设置位置指示零点，使位置反馈数据域内显示“0”；在指令设置数据域内输入“100”，设置位置指示量程，使位置反馈数据域内显示“100”。 如果出现液压系统管路连接反向等因素导致静叶伺服控制系统形成正反馈而无法实现位置控制，则可以通过调节正反作用方式来实现静叶控制。
8.2 旁通阀伺服控制器调校
在TRT控制系统“主煤气画面”中点击旁通阀，弹出如下的操作窗口（包括FV106和FV107旁通阀操作界面）：

以FV106旁通阀伺服控制器调校为例，点击“闭锁”按钮使旁通阀处于闭锁状态，点击“关闭” 按钮，设置位置传感器零点；点击“开启” 按钮，设置位置传感器量程。分别点击“闭锁解除”和“手动”按钮，在指令设置数据域内输入“0”，设置位置指示零点，使位置反馈数据域内显示“0”；在指令设置数据域内输入“100”，设置位置指示量程，使位置反馈数据域内显示“100”。 如果出现液压系统管路连接反向等因素导致旁通阀伺服控制系统形成正反馈而无法实现位置控制，则可以通过调节正反作用方式来实现旁通阀控制。

9．我公司的联系方法
n 单位名称：
ð 杭州浙大人工环境工程技术有限公司
n 单位地址：
ð 杭州市教工路88号，立元大厦六楼。
n 邮政编码：
ð 310012
n 业务电话：
ð [phone]
ð [phone]（传真）
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