PCD231B101勵(lì)磁控制器單元,貨真優(yōu)美

方法
在改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流中，一般不直接在其轉(zhuǎn)子回路中進(jìn)行，因?yàn)樵摶芈分须娏骱艽?，不便于進(jìn)行直接調(diào)節(jié)，通常采用的方法是改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的目的。 [2]
常用方法有：改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路的電阻，改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流，改變可控硅的導(dǎo)通角等。
這里主要講改變可控硅導(dǎo)通角的方法，它是根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、電流或功率因數(shù)的變化，相應(yīng)地改變可控硅整流器的導(dǎo)通角，于是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管，可控硅電子元件構(gòu)成，具有靈敏、快速、無失靈區(qū)、輸出功率大、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在事故情況下能有效地抑制發(fā)電機(jī)的過電壓和實(shí)現(xiàn)快速滅磁。
組成單元
自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調(diào)差單元、穩(wěn)定單元、限制單元及一些輔助單元構(gòu)成。 [2]
1.測量單元
被測量信號（如電壓、電流等），經(jīng)測量單元變換后與給定值相比較，然后將比較結(jié)果（偏差）經(jīng)前置放大單元和功率放大單元放大，并用于控制可控硅的導(dǎo)通角，以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的目的。
2.同步單元
同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發(fā)脈沖與可控硅整流器的交流勵(lì)磁電源同步，以保證控硅的正確觸發(fā)。
3.調(diào)差單元
調(diào)差單元的作用是為了使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定和合理地分配無功負(fù)荷。
4.穩(wěn)定單元
穩(wěn)定單元是為了改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而引進(jìn)的單元 。勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定單元 用于改善勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
5.限制單元
限制單元是為了使發(fā)電機(jī)不致在過勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的條件下運(yùn)行而設(shè)置的。
必須指出并不是每一種自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置都具有上述各種單元，一種調(diào)節(jié)器裝置所具有的單元與其擔(dān)負(fù)的具體任務(wù)有關(guān)。
組成部件
自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁的組成部件有機(jī)端電壓互感器、機(jī)端電流互感器、勵(lì)磁變壓器；勵(lì)磁裝置需要提供以下電流，廠用AC380v、廠用DC220v控制電源.廠用DC220v合閘電源；需要提供以下空接點(diǎn)，自動開機(jī).自動停機(jī).并網(wǎng)（一常開，一常閉）增，減；需要提供以下模擬信號，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓100V，發(fā)電機(jī)機(jī)端電流5A，母線電壓100V，勵(lì)磁裝置輸出以下繼電器接點(diǎn)信號；勵(lì)磁變過流，失磁，勵(lì)磁裝置異常等。
勵(lì)磁控制、保護(hù)及信號回路由滅磁開關(guān)，助磁電路、風(fēng)機(jī)、滅磁開關(guān)偷跳、勵(lì)磁變過流、調(diào)節(jié)器故障、發(fā)電機(jī)工況異常、電量變送器等組成。在同步發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)除了必須解列外，還必須滅磁，把轉(zhuǎn)子磁場盡快地減弱到最小程度，保證轉(zhuǎn)子不過的情況下，使滅磁時(shí)間盡可能縮短，是滅磁裝置的主要功能。根據(jù)額定勵(lì)磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。
數(shù)字自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置
近十多年來，由于新技術(shù)，新工藝和新器件的涌現(xiàn)和使用，使得發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式得到了不斷的發(fā)展和完善。在自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置方面，也不斷研制和推廣使用了許多新型的調(diào)節(jié)裝置。由于采用微機(jī)計(jì)算機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)的自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置有顯著優(yōu)點(diǎn)，很多國家都在研制和試驗(yàn)用微型機(jī)計(jì)算機(jī)配以相應(yīng)的外部設(shè)備構(gòu)成的數(shù)字自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，這種調(diào)節(jié)裝置將能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

CPU出現(xiàn)于大規(guī)模集成電路時(shí)代，處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從最初專用于數(shù)學(xué)計(jì)算到廣泛應(yīng)用于通用計(jì)算，從4位到8位、16位、32位處理器，最后到64位處理器，從各廠商互不兼容到不同指令集架構(gòu)規(guī)范的出現(xiàn)，CPU 自誕生以來一直在飛速發(fā)展。 [1]
CPU發(fā)展已經(jīng)有40多年的歷史了。我們通常將其分成六個(gè)階段。 [3]
(1)第一階段(1971年-1973年)。這是4位和8位低檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 4004處理器。 [3]
1971年，Intel生產(chǎn)的4004微處理器將運(yùn)算器和控制器集成在一個(gè)芯片上，標(biāo)志著CPU的誕生； 1978年，8086處理器的出現(xiàn)奠定了X86指令集架構(gòu)， 隨后8086系列處理器被廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、高性能服務(wù)器以及云服務(wù)器中。 [1]
(2)第二階段(1974年-1977年)。這是8位中高檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8080。此時(shí)指令系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了。 [3]
(3)第三階段(1978年-1984年)。這是16位微處理器的時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8086。相對而言已經(jīng)比較成熟了。 [3]
(4)第四階段(1985年-1992年)。這是32位微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 80386。已經(jīng)可以勝任多任務(wù)、多用戶的作業(yè)。 [3]
1989 年發(fā)布的80486處理器實(shí)現(xiàn)了5級標(biāo)量流水線，標(biāo)志著CPU的初步成熟，也標(biāo)志著傳統(tǒng)處理器發(fā)展階段的結(jié)束。 [1]
(5)第五階段(1993年-2005年)。這是奔騰系列微處理器的時(shí)代。 [3]
1995 年11 月，Intel發(fā)布了Pentium處理器，該處理器首次采用超標(biāo)量指令流水結(jié)構(gòu)，引入了指令的亂序執(zhí)行和分支預(yù)測技術(shù)，大大提高了處理器的性能， 因此，超標(biāo)量指令流水線結(jié)構(gòu)一直被后續(xù)出現(xiàn)的現(xiàn)代處理器，如AMD（Advanced Micro devices）的銳龍、Intel的酷睿系列等所采用。 [1]
(6)第六階段(2005年后)。處理器逐漸向更多核心，更高并行度發(fā)展。典型的代表有英特爾的酷睿系列處理器和AMD的銳龍系列處理器。 [3]
為了滿足操作系統(tǒng)的上層工作需求，現(xiàn)代處理器進(jìn)一步引入了諸如并行化、多核化、虛擬化以及遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)等功能，不斷推動著上層信息系統(tǒng)向前發(fā)展。

性能衡量指標(biāo)
對于CPU而言，影響其性能的指標(biāo)主要有主頻、 CPU的位數(shù)、CPU的緩存指令集、CPU核心數(shù)和IPC（每周期指令數(shù)）。所謂CPU的主頻，指的就是時(shí)鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，可以通過超頻來提高CPU主頻來獲得更高性能。而CPU的位數(shù)指的就是處理器能夠一次性計(jì)算的浮點(diǎn)數(shù)的位數(shù)，通常情況下，CPU的位數(shù)越高，CPU 進(jìn)行運(yùn)算時(shí)候的速度就會變得越快。21世紀(jì)20年代后個(gè)人電腦使用的CPU一般均為64位，這是因?yàn)?4位處理器可以處理范圍更大的數(shù)據(jù)并原生支持更高的內(nèi)存尋址容量，提高了人們的工作效率。而CPU的緩存指令集是存儲在CPU內(nèi)部的，主要指的是能夠?qū)PU的運(yùn)算進(jìn)行指導(dǎo)以及優(yōu)化的硬程序。一般來講，CPU 的緩存可以分為一級緩存、二級緩存和三級緩存，緩存性能直接影響CPU處理性能。部分特殊職能的CPU可能會配備四級緩存。 [4]
CPU結(jié)構(gòu)
通常來講，CPU的結(jié)構(gòu)可以大致分為運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運(yùn)算邏輯部件，主要能夠進(jìn)行相關(guān)的邏輯運(yùn)算，如：可以執(zhí)行移位操作以及邏輯操作，除此之外還可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作以及地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換等命令，是一種多功能的運(yùn)算單元。而寄存器部件則是用來暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的?？刂撇考t是主要用來對指令進(jìn)行分析并且能夠發(fā)出相應(yīng)的控制信號。
對于中央處理器來說，可將其看作一個(gè)規(guī)模較大的集成電路，其主要任務(wù)是加工和處理各種數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的儲存容量相對較小，其對大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理過程中具有一定難度，且處理效果相對較低。隨著我國信息技術(shù)水平的迅速發(fā)展，隨之出現(xiàn)了高配置的處理器計(jì)算機(jī)，將高配置處理器作為控制中心，對提高計(jì)算機(jī)CPU的結(jié)構(gòu)功能發(fā)揮重要作用。中央處理器中的核心部分就是控制器、運(yùn)算器，其對提高計(jì)算機(jī)的整體功能起著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)寄存控制、邏輯運(yùn)算、信號收發(fā)等多項(xiàng)功能的擴(kuò)散，為提升計(jì)算機(jī)的性能奠定良好基礎(chǔ)。 [2]
集成電路在計(jì)算機(jī)內(nèi)起到了調(diào)控信號的作用，根據(jù)用戶操作指令執(zhí)行不同的指令任務(wù)。中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路。它由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成，如下圖，關(guān)鍵操作在于對各類數(shù)據(jù)的加工和處理。 [5]

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)存儲容量較小，面對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的操作效率偏低。新一代計(jì)算機(jī)采用高配置處理器作為控制中心，CPU在結(jié)構(gòu)功能方面有了很大的提升空間。中央處理器以運(yùn)算器、控制器為主要裝置，逐漸擴(kuò)散為邏輯運(yùn)算、寄存控制、程序編碼、信號收發(fā)等多項(xiàng)功能。這些都加快了CPU調(diào)控性能的優(yōu)化升級。 [5]
CPU總線
CPU總線是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最快的總線，同時(shí)也是芯片組與主板的核心。人們通常把和CPU直接相連的局部總線叫做CPU總線或者稱之為內(nèi)部總線，將那些和各種通用的擴(kuò)展槽相接的局部總線叫做系統(tǒng)總線或者是外部總線。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較單一的CPU中，往往只設(shè)置一組數(shù)據(jù)傳送的總線即CPU內(nèi)部總線，用來將CPU內(nèi)部的寄存器和算數(shù)邏輯運(yùn)算部件等連接起來，因此也可以將這一類的總線稱之為ALU總線。而部件內(nèi)的總線，通過使用一組總線將各個(gè)芯片連接到一起，因此可以將其稱為部件內(nèi)總線，一般會包含地址線以及數(shù)據(jù)線這兩組線路。系統(tǒng)總線指的是將系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組成部分連接在一起的線路，是將系統(tǒng)的整體連接到一起的基礎(chǔ)；而系統(tǒng)外的總線，是將計(jì)算機(jī)和其他的設(shè)備連接到一起的基礎(chǔ)線路。

PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：
a、電源
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去
b. 中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
c、存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
d、輸入輸出接口電路
1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。
2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。
e、功能模塊
如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊
f、通信模塊
如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等

(3)線性最優(yōu)勵(lì)磁控制LOEC。為了進(jìn)一步改善電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定及動態(tài)品質(zhì)， 70年代初，國際上一些學(xué)者提出了線性最優(yōu)控制方式LOEC。80年代清華大學(xué)對此進(jìn) 行了研究，研制成功工業(yè)樣機(jī)，經(jīng)由天津電氣傳動研究所、武漢洪山電工研究所制造生產(chǎn)的產(chǎn)品，已在碧口、劉家峽、白山、紅石等水電站的機(jī)組上投入運(yùn)行。有資料說明， 結(jié)合實(shí)際計(jì)算，這種勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式，可將系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定極限角δm提高到127°。但是， 它是基于系統(tǒng)全狀態(tài)量的最優(yōu)線性反饋的，要求狀態(tài)量能實(shí)際測量，從而給實(shí)際應(yīng)用帶來了困難。而且將其應(yīng)用于多機(jī)電力系統(tǒng)勵(lì)磁控制設(shè)計(jì)時(shí)，不能得到分散的最優(yōu)控制規(guī) 律，只能得到次優(yōu)的控制方案，這不能不是一種缺陷，在非線性系統(tǒng)中，一旦偏離了設(shè)計(jì)工況，最優(yōu)控制就不存在了。
(4)零動態(tài)多變量勵(lì)磁控制ZDEOC。ZDEOC的設(shè)計(jì)原則是僅僅保證輸出狀態(tài)量的 動態(tài)品質(zhì)在任何時(shí)刻都是最優(yōu)的，即系統(tǒng)輸出狀態(tài)量的動態(tài)偏差Y (t)在任何時(shí)候都 趨于零，即，當(dāng)t≥0時(shí)，Y (t) =0。而對其發(fā)電機(jī)的其他狀態(tài)，即內(nèi)部狀態(tài)，無須 苛求，只求穩(wěn)定即可。這種調(diào)節(jié)規(guī)律系由清華大學(xué)提出，在電力自動化研究院電氣控制 技術(shù)所生產(chǎn)SJ800微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上配置，已在動模上作了單機(jī)無窮大系統(tǒng)試驗(yàn)，證明 能有效改善遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性，現(xiàn)已在巖灘水電站300MW機(jī)組上投入運(yùn)行。
非線性多變量勵(lì)磁控制NEC
NEC在設(shè)計(jì)中，對于小干擾和大干擾，都采用電力系統(tǒng)精確的非線性模型。應(yīng)用微 分幾何方法對電力模型(可表示為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的仿射非線性系統(tǒng))進(jìn)行精確線性化，尋找適 當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換及非線性狀態(tài)反饋，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個(gè)完全可控的線性系統(tǒng)，由此求出線性 最優(yōu)控制，從而求得非線性控制。經(jīng)變量代換，最終得出非線性最優(yōu)控制規(guī)律NOEC。
清華大學(xué)用這種NEC的理論和方法設(shè)計(jì)并研究成功GEC-1型微機(jī)非線性勵(lì)磁控 制器，它一舉解決了電力系統(tǒng)小干擾與大干擾控制的統(tǒng)一性、控制對電網(wǎng)參數(shù)的魯棒 性、分散最優(yōu)控制等三個(gè)關(guān)鍵問題，有利于提高輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。
GEC-1型微機(jī)非線性勵(lì)磁控制器，從1994年11月起已經(jīng)在豐滿水電站一臺容量為 85MW的水輪發(fā)電機(jī)組和10臺容量為100～200MW的汽輪發(fā)電機(jī)上成功地運(yùn)行。西北電網(wǎng)的穩(wěn)定仿真計(jì)算表明，依靠這種控制器不僅抑制了西電東送所出現(xiàn)的弱阻尼振蕩，而且還 提高了東電西送動態(tài)穩(wěn)定極限。對三峽工程機(jī)組勵(lì)磁方式的研究表明，采用NEC方式，在 各種運(yùn)行方式下，都能提供很強(qiáng)的人工阻尼，在提高系統(tǒng)暫態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定方面，均優(yōu)于目前 的所有PSS和LOEC。以單機(jī)對無窮大系統(tǒng)的為例，靜態(tài)穩(wěn)定極限比采用PID方式提高 35.7%，比采用PSS方式提高7.1%，比采用LOEC方式提高15.7%;暫態(tài)穩(wěn)定極限比采用 PID方式提高38%，比采用PSS方式提高4.7%，比采用LOEC方式提高14.2%。