WOODWARD 5441-693是美国伍德沃德（Woodward）公司生产的一款关键控制卡件，主要用于其505/505XT系列数字式透平（涡轮）控制系统中。该卡件作为控制系统的核心输入/输出模块，负责处理来自现场传感器（如转速探头、温度传感器）的信号，并输出控制指令到执行机构，实现对燃气轮机、蒸汽轮机等旋转机械的精确控制和保护。
应用场景：
在西北某大型天然气输配枢纽的压缩站，两台燃气轮机驱动的离心压缩机正以每分钟9800转的高速运行，为长输管道提供持续动力。站场深处荒漠，环境恶劣，任何因控制失效导致的停机都可能引发区域性供气中断。在这里，每台燃气轮机的"神经中枢"——Woodward 505XT控制系统，正是通过WOODWARD 5441-693关键卡件接收来自磁阻式转速传感器的毫伏级微弱信号。在一次因电网波动导致的转速突升事件中，正是5441-693卡件的高速采样和精准处理能力，在2毫秒内识别出超速风险，并向燃料阀发出了精确的关断指令，成功避免了一次潜在的"飞车"灾难。这个案例完美诠释了该卡件在透平保护系统中"安全卫士"的核心价值。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | WOODWARD 5441-693 |
制造商 | 伍德沃德（Woodward） |
产品类别 | 透平控制系统I/O卡件/信号处理模块 |
所属系统 | Woodward 505/505XT 数字式透平控制器 |
输入信号类型 | 主要处理磁阻式转速传感器（MPU）信号，也可配置接收其他频率/脉冲信号 |
信号处理能力 | 高精度频率测量，具有噪声滤波和信号调理功能 |
处理速度 | 微秒级响应，满足透平控制对实时性的苛刻要求 |
输出能力 | 可输出控制指令至执行机构（如电液转换器、伺服阀） |
电源要求 | 通常为24V DC（具体参考技术手册） |
工作温度 | -40°C 至 +70°C（工业宽温等级） |
防护等级 | 通常安装在控制柜内，满足IP20防护 |
安装方式 | 插拔式，安装于505/505XT控制器机架指定槽位 |
认证标准 | 符合透平控制相关国际标准，部分应用满足SIL等级要求 |
技术原理与创新价值：
创新点1：专用转速信号调理与高可靠性处理。 WOODWARD 5441-693卡件的核心在于其对磁阻式转速传感器（MPU）信号的卓越处理能力。MPU信号幅度随转速变化，且在低速时十分微弱并伴有噪声。该卡件内置高性能的前置放大器和自适应滤波电路，能有效放大有用信号、抑制现场电磁干扰，确保从零转速到最大工作转速的全范围内都能获得稳定、精确的频率测量。其专用的数字信号处理（DSP）算法能精准计算转速、转速变化率（加速度），这是实现超速保护和精准调速的基础。
创新点2：多重诊断与故障安全（Fail-Safe）设计。 卡件具备完善的在线自诊断功能，可实时监测输入信号的有效性（如开路、短路、信号失真）、卡件自身供电及逻辑状态。一旦检测到故障，它会立即向主控制器报告，并可根据预设的安全策略触发"故障安全"动作，例如将输出置于安全状态（如使燃料阀朝向关闭方向动作），这是透平控制系统中防止故障扩大、保障设备安全的最后一道电子防线。
创新点3：模块化热插拔与系统集成便捷性。 作为505/505XT系统的标准模块，5441-693支持模块化安装与热插拔维护（在系统设计允许且遵循安全规程的前提下）。这极大地方便了系统的在线维护和升级。同时，它通过背板总线与控制器CPU及其他I/O卡件紧密集成，数据交换延迟极低，确保了控制逻辑执行的确定性和同步性，满足了透平控制对多变量协调控制的严苛要求。
应用案例与行业价值：
某沿海化工厂利用燃气轮机驱动工艺空气压缩机，并为全厂提供部分电力（热电联产）。原控制系统老旧，转速控制波动大，导致压缩机喘振频发，效率低下且危及设备安全。工厂实施了控制系统改造，采用以WOODWARD 5441-693为关键转速接口的Woodward 505XT系统。
改造后，5441-693卡件精准稳定的转速信号处理，配合505XT先进的控制算法，使燃气轮机的转速控制精度从原来的±1%提升到±0.25%。这不仅彻底消除了压缩机喘振隐患，还将燃气轮机的热效率提升了近2%。工厂设备经理反馈："新的控制系统，特别是5441-693转速卡件，响应非常灵敏可靠。我们实现了真正意义上的'一键启停'和自动负荷调节，全年非计划停机次数降为零，维修成本和能耗双双下降。" 这充分体现了该产品在提升透平机组运行效率、保障连续生产和实现智能化运营方面的显著价值。
相关产品组合方案：
一个完整的Woodward透平控制解决方案通常包括：
Woodward 505/505XT控制器本体： 系统的"大脑"，执行控制算法，WOODWARD 5441-693是其关键的"感官神经"。
其他I/O卡件（如模拟量输入5441-xxx，模拟量输出5442-xxx）： 与5441-693协同工作，共同完成对温度、压力、阀位等所有过程信号的采集与控制输出。
磁阻式转速传感器（MPU）及测速齿轮： 转速信号的源头，其安装质量直接影响5441-693的信号处理效果。
电液转换器或伺服阀： 接收来自控制器的指令（可能通过其他卡件），驱动燃料阀或可调导叶等执行机构，是系统的"手脚"。
操作员面板或触摸屏： 提供人机界面，用于参数设置、启停操作和运行状态监视。
通信模块（如Modbus, Ethernet/IP）： 将505XT控制系统与全厂DCS或SIS系统集成，实现远程监控和联锁。
冗余电源模块： 为控制器及包括5441-693在内的所有卡件提供高可靠性的双路供电，确保控制系统不间断运行。
调试软件（Toolkit）： 用于对505XT控制器及5441-693等卡件进行组态、编程、调试和故障诊断的必备工程工具。
安装维护与全周期支持：
安装与调试： WOODWARD 5441-693卡件需由专业技术人员安装。安装前务必确保系统断电，并将卡件精确对准505/505XT机架的导轨和背板连接器，平稳插入到位并锁紧固定卡扣。接线时需特别注意转速传感器（MPU）的电缆应使用屏蔽双绞线，并确保屏蔽层单端接地，以防止信号干扰。调试阶段，需使用Woodward Toolkit软件对卡件进行组态，设置正确的信号类型、量程和滤波参数，并进行信号模拟测试，验证其测量和输出功能正常。
维护与全周期支持： 日常维护主要是定期检查控制柜环境、确保散热良好、检查各连接器紧固状态。
扫一扫咨询微信客服
