3.1.2 控制模块的作用
在裂解气透平转速控制图中，调速器中各控制模块的作用如下：
（1）转速控制器模块：转速控制器将由MPU来的转速测量信号与转速参考模块来的转速参考信号相比较，经过PID运算产生一个输出信号给比例/限制器，经过比例/限制器模块作用在HP阀和LP阀上。如果测量转速比转速参考值低，则转速控制器的输出增加，通过比例/限制器模块开大HP阀和LP阀，增加透平进汽量，提高透平的转速，反之亦然。
（2）抽汽控制器模块：在抽汽控制过程中，DCS系统“AUTOMAN”点PC1312将透平的SS进汽压力信号通过AO卡4～20MA送入调速器内，在调速器中对此信号取反后送入抽汽控制器模块。抽汽控制器模块将经过取反的进汽压力信号与抽汽压力参考信号相比较，经过PID运算产生一个输出信号给比例/限制器，经过比例/限制器的控制后作用在HP阀和LP阀上。如果进汽压力降低，则经过取反的抽汽压力信号增大，当这个经过取反的抽汽压力信号大于抽汽压力参考值时，这时抽汽控制器输出降低，经过比例/限制器控制后将关小HP阀，开大LP阀，使进汽压力回升的同时也保持了透平转速的稳定，反之亦然。
（3）比例/限制器：在505E调速器内比例/限制器的作用是阀门解耦，即按照一定的比例关系合理地协调HP和LP阀的开度，以同时保证抽汽量和转速的稳定调节，保持透平在规定的透平蒸汽图内运行。比例/限制器接收从转速控制器和抽汽控制器来的输出信号，比例电路按希望的比例产生两个输出信号，一个控制HP阀，另一个控制LP阀；限制电路将使这两个输出信号保持在透平蒸汽图的界线内。图3为透平蒸汽图的一般示意： S=1的竖线是最大功率限制器，HP＝1的横线是最大HP流量限制器；标注P=0至P=1的一组平行线确定了抽汽流量范围；LP=0和LP＝1的（平行）线确定了LP阀的范围（由关闭到打开）。这便是一台透平正常工作时的图形界限。
比例器电路通过解耦HP阀和LP阀的相互作用，使透平的转速/负荷和抽汽压力/流量维持在正常值。对于一个在正常操作范围内运行的透平，当需要增加转速/负荷时，必须开大HP阀，允许更多的蒸汽进入透平，同时，LP阀也必须开大，维持恒定的抽汽量。在需要增加抽汽量时，可以关小LP阀，提供更多的抽汽流量，同时，要开大HP阀以维持转速/负荷不变。
限制器电路限制透平的转速/负荷和抽汽压力/流量，以使透平保持在它的正常范围内运行。如果转速/负荷和抽汽压力/流量的需求使透平达到运行极限，则限制器电路根据预先选择的优先性(转速优先或抽汽优先），限制HP阀和LP阀的输出信号，以维持透平转速/负荷或抽汽压力/流量不变。
（4）转速参考模块：转速参考模块提供调速器所要控制的透平转速设定值以及调速器的升/降速的速率。在机组经过透平和压缩机的临界转速区时，转速参考模块将提供一个较快的升速速率(速度快变率）使机组可以快速通过透平和压缩机的临界转速区，以防止透平和压缩机因振动过大而损坏。同时，转速参考模块还可以接收由远程控制模块来的转速参考信号，组成串级调节系统，在这里，此信号为DCS中压缩机一段吸入罐压力PC202的调节输出。必要时，在DCS上可以将PC202回路置成手动，直接调整回路输出值，实现转速的远程手动给定。另外，还可以在505E面板上将远程控制功能禁止后直接由键盘调整速度给定值。需要指出的是，调速器“启用远程控制”功能是在转速达到5057rpm时由5＃继电器输出直接送至2＃触点输入来自动实现的。
（5）HP阀和LP阀斜面控制模块：HP阀和LP阀斜面控制模块用来在透平启动和调整抽汽过程中打开或关闭HP阀和LP阀。其中HP阀斜面控制模块的输出信号与比例/限制器的输出信号一起经过一个低信号选择器的选择后去控制HP阀的开度，这样HP阀斜面控制模块就可以对HP阀的最大开度起限制作用。LP阀斜面控制模块的输出与比例/限制器的输出经过一个高信号选择器选择后控制LP阀的开度，这样LP阀斜面控制模块可以限制LP阀的最小开度。理论上讲，透平正常运行期间应该将HP斜面和LP斜面分别调整至99.9％和0％，但实际当中可以结合工艺条件而定。
（6）转速/抽汽优先模块：转速/抽汽优先模块用来决定当透平达到蒸汽平衡图限制的界线时，转速和抽汽谁优先。
当我们选择好裂解气透平的控制模块后，505E调速器根据选择的控制模块控制裂解气透平的转速和进汽压力。当裂解气透平达额定控制转速后，远程控制功能会自动启用，此时我们通过关闭LP阀斜面，使抽汽控制起作用，LP阀关小，同时透平转速下降，转速控制器将开大HP阀以保持透平转速不变。随HP阀的开大进汽压力将降低，当进汽压力降到参考值以下时，抽汽控制器的输出将通过比例/限制器去关小HP阀，开大LP阀，来保持进汽压力的稳定。这时，转速控制器和抽汽控制器通过比例/限制器一起控制透平的HP阀和LP阀，保持透平转速和进汽压力的稳定。
3.2 丙烯机透平的转速控制
丙烯制冷压缩机透平GBT501同样使用505E调速器进行转速控制。该透平是由3.3MPa的高压蒸汽驱动，中间抽出1．03MPa的中压蒸汽，它有1个HP阀和1个LP阀。它和裂解气压缩机透平GBT201在控制上的主要区别是：其抽汽压力信号就是透平HP段抽出的中压蒸汽压力，因而不需要对抽汽压力输入信号取反，而GBT201则需要取反。丙烯压缩机透平的505E调速器的控制系统组成如下。
（1）TURBINE START(透平启动）：
自动启动。打开T&T阀后，按RUN键，调速器自动全开LP阀，并逐渐打开HP阀直到调速器开始控制透平转速。
（2）SPEED CONTROL（转速控制）：
两个MPU，轮齿数为60，MPU齿比1：1，执行机构信号为4～20mA。
（3）SPEED REFERENCE（转速参考）：
设定最大转速参考8190rpm，超速跳闸转速7700rpm，最大控制转速7350rpm,最小转速参考5950rpm，速度慢变率5rpm/sec，速度快变率20rpm/sec。
（4）EXTRACTION CONTROL（抽汽控制）：
给出抽汽数据（设定蒸汽图范围），选择转速控制优先，设定最小抽汽压力输入值为0(4mA），最大抽汽压力输入值为2000(20mA）。
（5）CONTACT INPUTS（触点输入）：
选择“外部运行”为4＃触点、“额定/空载”为1＃触点、“启用远程控制”为2＃触点等输入信号。
（6）SHUTDOWN LOGIC（停车逻缉）：
选择HP和LP执行器过流、欠流及抽汽信号丢失等停车逻缉。
（7）VALVE RAMP CONTROL(阀门斜面控制）：
设置HP和LP阀门斜面变化率分别为0.4%/sec和1%/sec。
（8）CRITICAL SPEEDS（临界转速）：
设置临界转速从2480到3720 rpm。
（9）IDLE /RATED（空载/额定）：
设置空载转速1500rpm，额定转速5950rpm。当外部的IDLE /RATED开关闭合后，转速将按5rpm/s的速率从1500rpm上升到5950rpm。
（10）UNITS（单位）：
改变压力单位为KPA。
（11）REMOTE PROCESS（远程控制）：
设置4MA和20MA输入时的参考转速为5950rpm和7350rpm。
（12）REALAY OUTPUT（继电器输出）：
设置LP≥99.9％，转速≥700rpm 及转速≥5950rpm时分别对应1＃、2＃和5＃继电器励磁。
（13） HAND VALVES（手阀）：
设定HP≥30％时4＃继电器带电，关回到25％时断电。
（14）ANLOG READOUT（模拟量读出）：
设置1＃模拟量读出为转速输出，对应0～10000rpm。转速输出信号送至DCS系统显示。
从丙烯压缩机透平的转速控制图，我们可以看出丙烯压缩机透平除具体的控制参数与裂解气透平不同外，其控制原理和裂解气压缩机透平的转速控制系统基本一样，都是由转速控制器和抽汽压力控制器根据测量的转速信号和抽汽压力信号经过与各自的参考值相比较，再经过PID运算产生输出信号给比例/限制器，通过比例/限制器将HP阀和LP阀的动作关系解耦并根据转速优先的原则产生两个输出信号分别作用在HP阀和LP阀上，控制透平的转速和抽汽压力。同样，丙烯机505E透平调速器也可以接收DCS中压缩机一段吸入压力控制器PC511的输出信号，通过远程控制模块控制透平转速。
4 结束语
经过多年来使用伍德沃德505E调速器的情况可以证明，505E的工作非常可靠，操作非常方便，但在方便我们控制透平转速的同时，也要求我们要很好地掌握透平和调速器的具体性能和特点，只有这样才能更好地使用调速器,充分的发挥WOODWARD 505E的性能。另外，随着控制系统的不断发展，现在的透平调速可以与压缩机防喘振控制结合起来，同时还可兼备ESD功能。将这三种功能集成在一起的系统称为ITCC（透平-压缩机综合控制系统）。了解和熟悉505E的控制原理和功能，会对很好的应用功能强大的ITCC系统有很大的帮助。天津石化正在建设中的100万吨/年乙烯项目中，三大压缩机组便采用了Triconex公司的三冗余ITCC控制系统。
