Woodward

2301D 负荷分配和速度控制器

    发电机系统用数字负荷分配和速度控制器 

     2301D 数字控制器  2301 重新设计标记 

    伍德沃德 2301D 速度控制器用于需要负荷分配的发电机系统中。可与柴油或燃气发动机或者蒸汽或燃气透平搭配使用,且兼容所有伍德沃德电子控制器。这款基于微处理器的数字控制器封闭在金属片机箱中,由单面印制电路板组成。其控制硬件中包含的灵活配置软件,易于更改,可适应发动机速度范围、齿轮齿,以及前向或反向作用选择。

    由于软件的灵活性得到提高,2301D 控制器加入了更多的控制功能,而之前版本的 2301A 控制系统需要添加其他设备才行。因此,2301D 控制器适合用于升级现有控制系统或增加新装置中的功能。

    2301D-EC 能使用 Modbus® RTU 协议进行通讯,其功用如同经由 RS-232 或 RS-422 驱动器驱动的 Modbus 从动装置。

     

    2301D 和 2301D-EC 具有四种工作模式:

     

     速度控制 

    • 多动态灵活性
    • 在泵或压缩机上运行
    • 可通过可配置的模拟量输入端提供 4-20 mA 远程速度参考

     同步负荷分配 

    • 与大多数现有负荷分配速度控制系统兼容
    • 软加载和卸载能力

     掉速基本负荷 

    • 可使用开关量增加/减少触点调节负荷控制

     同步基本负荷 

    • 提供相对总线的恒定负荷水平运行
    • 使用开关量增加/减少输入端或远程 4–20 mA 输入端可确定或更改负荷设置

    ® Modbus 是 Schneider Automation Inc. 的商标

     

    特性
    • 多动态
    • 油路块空气压力 (MAP) 限制器
    • 扭矩限制器
    • 低速感应功能
    • 远程速度和负荷参考
    • 软负荷转移
    • 自动怠速至额定切换
    • 甩载/负荷脉冲选择
    • 怠速掉速功能
    • 可用 PC 进行配置
    • 任选 Modbus® 串行通讯
    • 自适应速度感应算法

    伍德沃德零件号:
                                      8273-101       2301D 负荷分配和速度控制器,24 Vdc 输入,一般场所
                                      8273-135       2301D 负荷分配和速度控制器,24 Vdc 输入,危险场所

                                      8923-932       装有 Watch Window

                     额定电源      18–40 Vdc(安全特低压)
                      能耗       少于或等于 20 W(标称值)

     

                    输入电源电压       输入电源电流
                                               18 V      589 mA
                               24 V(标称值)      431 mA
                                               32 V      319.6 mA

                                涌入电流      7 A (0.1 ms)(低压型号)
                                涌入电流      22 A (15 ms)(高压型号)

              稳态速带      ± 0.25% 额定速度
                             磁电式转速传感器      100–25 000 Hz (300–3600 rpm)
                          开关量输入端(8 个)     24 Vdc 时 3 mA,阻抗大约为 5.2 kΩ
                远程基准输入       0–20 mA、4–20 mA、0–5 Vdc、1–5 Vdc 或 ± 2.5 Vdc 外部供电
                                   SPM-A 输入       ± 2.5 Vdc,外部供电
                           模拟量输出端 #1       0–20 mA、4–20 或 0–200 mA 至执行器,软件可配置
                           模拟量输出端 #2       0–20 或 4–20 mA 至转速计,内部供电
                       开关量输出端(4 个)       配置后可提供两个速度开关和两个负荷开关,采用外部供电

                                                              +12 Vdc 或 +24 Vdc 电源,最大输出电流 200 mA
     

                 额定开关量输出       低侧驱动器具有过电压保护功能,最大 200 mA
                通讯端口 (J2)      RS-232,RS-422,9 插脚接头,1200 至 38400 波特,全双工
     工作环境温度      –40 至 +70 °C(–40 至 +158 °F)
                      存放温度      –40 至 +105 °C(–40 至 +221 °F)
                                           湿度      根据 Lloyd’s Register of Shipping, Test Specification No. 1, 1996, Humidity Test 1 进行测试,95%(+20

                                                               至 +55 °C(+68 至 +131 °F)),冷凝
                       机械振动      Lloyd’s Register of Shipping, Test Specification No. 1, Vibration Test 2 (5–25 Hz, ± 1.6 mm, 25–100 Hz, ± 4.0 g)
                           机械冲击      US MIL-STD 810C, Method 516.2, Procedure I (basic design test), Procedure II (transit drop test, packaged), Procedure V (bench handling)
                  设备分类     类别 1(接地设备)

    2301D 数字负荷分配和速度控制器常见问题 

     

    如需有关以下主题的详细信息,请参阅手册 26065

     

    问题 1:控制器端子可使用哪种尺寸的电线? 

     

    答:可使用标准 2.5 mm 或 3/32 英寸平头螺丝刀拧动弹簧夹。端子排接受 0.08—4 mm² (27-12 AWG) 的电线。每个端子可轻松接入两根 18 AWG 或三根 20 AWG 电线。用于固定安装电源端子的电线应剥掉 5—6 mm(1/4 英寸)长。

    注:请勿在端子排的端子上焊接电线。装有弹簧的端子排设计为扁平绞线,如果将这些绞线焊接在一起,它们之间将失去连接表面积,且连接较差。

     

    2301d_wiring.jpg
     

     

     

    问题 2:如何连接开关量输入端?开关量输入端通常用于什么用途? 

       

    :开关量输入端(端子 28—38)为 2301D 控制器输入开关命令。开关量输入端的相互作用使得控制器在各种条件下均可实现发动机控制和电力管理。当输入开关或继电器触点关闭时,将向开关量输入端供给正电压。端子 30 是常见的输入电源,在开关量输入端上为负电源。该输入端必须连至电源负极上,输入端才能起作用。

     

    问题 3:2301D 上使用什么类型的通讯?所用电缆的尺寸是多少? 

     

    :2301D 使用两个程序:ServLink 和 Watch Window。必须打开这两个程序,才能与 2301D 通讯。可从伍德沃德网站下载这两个程序。

     

    电缆类型是 RS-232 零调制解调器电缆。下图显示了零调制解调器电缆所需的连接。这是最低要求的连接。有些零调制解调器电缆有更多 2301D 控制器不使用的互连。

     

      2301d_cable.gif 

     

    问题 4:2301D 的应用速度范围是多少?可用于透平应用吗? 

       

    :请参阅下图了解 2301D 的适用速度范围。不推荐将该控制器用于透平应用。

    发电机
    电极
     

    60 Hz
    发电机
     

    50 Hz
    发电机
     

    2

    3600 rpm

    3000 rpm

    4

    1800 rpm

    1500 rpm

    6

    1200 rpm

    1000 rpm

    8

    900 rpm

     

    注:可使用速度感应线路测量的最大输入频率是 25000 Hz。因此,考虑到瞬态状况,齿数乘以额定 RPM,然后再除以 60 的值应小于 19000。

     

    问题 5:我设置了一个 4—20 mA 的远程设定点,但速度并未变化。 

     

    :必须关闭以下开关量输入端,才能激活远程速度设定点:

    • 端子 A 31
    • 端子 C 33
    • 端子 E 35
    • 端子 E 36

    端子 35 和 36 是增加和减少开关量触点。必须将这些开关量输入端关闭才能激活此模式。保持同时关闭减少速度/负荷触点和增加速度/负荷触点,才能激活远程参考输入端。

     

       

    问题 6:断路器关闭后,2301D 不进行加载。 

     

       

    :端子 37 负荷生成器上无输入。如果输入端的状态为“假”(输入开关或继电器触点打开),则负荷控制功能将增加或减少负荷来达到卸载跳闸水平。CB 辅助/掉速触点开关量输入端必须为“真”,负荷生成器才能输入负荷。

     

    问题 7:在动态菜单项 15(速度过滤器)中,如何进行设定?具体怎样执行? 

     

       

    :该菜单项用于低速发动机应用,是从其他应用转移过来的。保留默认值即可。

     

       

    问题 8:我的 2301D 控制器无法均分负荷。 

     

    :当以同步模式并联或在绝缘母线上并联时,发电机速度必须相同。如果不相同,当负荷变化时负荷分配将不会保持成比例变化。各装置间负荷的差异可通过调节负荷增益进行更正。

    如需了解具体操作程序,请参阅手册 26065。

     

       

    问题 9:我有两个变流器 (CT)。需要再增加一个吗? 

     

    :不需要。请参阅下图了解可选变流器连接。

     

      2301d_cts.gif 

     

    问题 10:我的旧装置的护罩连接了地脚螺钉。是否应该按手册所示进行连接? 

     

    :是的!我们已经在端子排上为需要屏蔽的每个信号提供了单独的屏蔽端头。所有这些输入端都应使用屏蔽的双绞线进行连接。未屏蔽的暴露电线长度应限制在 25 mm(1 英寸)内。继电器输出端、触点输入端和电源接线一般都不需要屏蔽,但是如果需要,也可以进行屏蔽。