Woodward 1692-387 是伍德沃德(Woodward) EasyGen 系列中的一款多功能、可编程数字式速度与负荷控制器。它专为中小型燃气轮机、天然气/柴油发动机、蒸汽轮机以及由这些原动机驱动的压缩机、泵和发电机组的调速与保护控制而设计,集成了速度控制、过程控制、顺序逻辑和多重保护功能于一个紧凑的硬件平台中。
应用场景:
在南美某偏远气田的天然气加压站,一台由天然气发动机驱动的往复式压缩机负责将采集的原料气注入输气管道。该站环境恶劣,无人值守,对控制系统的可靠性和自主运行能力要求极高。Woodward 1692-387 控制器被选为这套压缩机组控制系统的核心。它直接接收来自安装在发动机飞轮上的磁电式转速传感器的信号,通过其内置的PID算法,持续计算并输出一个4-20mA控制信号给发动机的电子调速执行器(如Woodward 2301A 执行器),从而精确调节燃料供给量,将发动机转速稳定在设定值(例如1500 RPM),不受进气压力和环境温度变化的影响。同时,它监测压缩机出口压力,当压力低于设定值时,自动提升转速设定点,反之则降低,实现了简单的“转速-压力”串级控制,保障了管线压力的稳定,完全满足了无人站自动化运行的需求。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | 1692-387 |
制造商 | Woodward, Inc. |
产品类别 | 数字式速度与负荷控制器 |
适用原动机 | 燃气轮机、燃气/柴油发动机、蒸汽轮机 (功率范围通常至20MW) |
速度控制 | 单PID或双PID(Droop/Isochronous)速度控制,支持内部/外部设定点 |
过程控制 | 内置第二PID控制器,可用于压力、流量、温度等过程参数的控制(串级/限幅) |
输入通道 | 多个模拟量输入(AI, 0/4-20mA, RTD, 热电偶)及数字量输入(DI) |
输出通道 | 模拟量输出(AO, 4-20mA)用于驱动执行器;继电器输出(DO)用于报警/停机 |
转速传感 | 支持磁电式、接近开关等多种转速探头输入,具备齿盘诊断功能 |
通信接口 | 标配:RS-232/RS-485 (Modbus RTU);可选:以太网、CAN、Profibus DP等 |
人机界面 | 集成背光液晶显示与按键,可通过前面板或PC配置软件(Toolkit)操作 |
编程功能 | 可编程逻辑(继电器梯形图),用于实现启动顺序、联锁和保护逻辑 |
保护功能 | 超速、低速、超温、油压低等多重可编程停机与报警功能 |
工作电源 | 18-36 V DC (典型24VDC),适应工业直流电源系统 |
环境等级 | 坚固的铝制外壳,高抗振性,工作温度:-40°C 至 +70°C |
技术原理与创新价值:
Woodward 1692-387 的成功在于它将复杂的动力控制功能软件化、模块化,并封装在一个极其坚固和用户友好的硬件中。
创新点1:集成的双PID控制引擎
控制器核心是两个独立的PID控制引擎。主PID 专门用于速度控制,其算法针对原动机的响应特性进行了深度优化,具备抗积分饱和、前馈补偿等功能。辅PID 则用于过程变量控制(如压力、温度)。这两个PID可以灵活配置为独立运行、串级运行(过程PID输出作为速度PID的设定点)或限幅模式(过程PID输出限制速度设定点的范围),为复杂的应用场景提供了极大的灵活性。
创新点2:可编程逻辑与综合保护平台
1692-387 不仅仅是一个调节器,更是一个小型的可编程逻辑控制器(PLC)。用户可以使用基于PC的 Woodward Toolkit 软件,以熟悉的继电器梯形图(Ladder Logic)方式编写自定义的控制序列、联锁和保护逻辑。这意味着启动润滑泵、打开燃料阀、判断点火成功、升速暖机等一系列复杂的顺序控制逻辑,以及超越基本PID的定制化保护功能(如基于多个参数的组合判断),都可以直接在该控制器内部实现,减少了对额外外部PLC的依赖,提高了系统集成度和可靠性。
创新点3:强大的诊断与通信能力
设备内置详细的故障记录和事件顺序(SOE)记录功能,能帮助工程师快速追溯故障原因。其标准的Modbus通信接口,使其能够轻松集成到上位SCADA系统或DCS中,实现远程监控、参数调整和数据记录。对于OEM厂商和系统集成商而言,这种开放性和易集成性大大缩短了开发周期和工程成本。
应用案例与行业价值:
在欧洲某生物质发电厂,数台以沼气为燃料的发电机组需要根据电网频率和沼气产气量波动自动调整出力。每台机组的核心控制器便是 Woodward 1692-387。它一方面执行精确的转速(频率)控制,参与电网的一次调频;另一方面,其过程PID接收来自沼气柜位计的信号,自动调整功率设定点,优化气体利用率,防止气柜溢出或抽空。电厂运维人员通过中央监控室的上位机,可以实时查看每台 1692-387 的运行状态、报警信息和关键趋势曲线。电厂经理评价道:“1692-387 的可靠性无可挑剔,它的编程灵活性让我们在后期根据运行经验优化启动逻辑和并网策略时非常方便。其内置的通信功能让我们仅用很低的成本就建立起了完整的机组监控网络,实现了预测性维护,非计划停机时间减少了超过60%。”


相关产品组合方案:
Woodward 1692-387 通常作为控制系统的“大脑”,需要与以下“四肢”和“感官”协同工作:
调速执行机构:如Woodward 2301A(电液)、3310(电动)系列执行器,接收控制器的AO信号,驱动发动机燃料齿条或燃气轮机燃料阀。
转速传感器:如磁电式转速探头和60齿齿轮盘,为控制器提供原始转速脉冲信号。
过程变送器:压力变送器、温度变送器(RTD/热电偶)、流量计等,为过程控制回路提供测量信号。
电源模块:可靠的 24V DC 电源,为控制器及现场传感器供电。
通信转换器:如RS485转以太网关,用于将控制器的Modbus RTU信号接入工厂以太网。
保护传感器与开关:油压开关、水温开关、振动开关等,其干触点信号接入控制器的DI,用于触发紧急停机。
上位监控软件:如Ignition SCADA、Wonderware 或Woodward Toolkit 的监控组件,用于构建人机界面。
同期装置:对于发电应用,可能需要额外的自动同期装置(如Woodward Synchronizer)与 1692-387 配合完成并网。
安装维护与全周期支持:
Woodward 1692-387 设计用于直接安装在控制柜面板上,安装孔位标准。接线时需注意信号类型(模拟量、数字量、转速)使用正确的线缆并做好屏蔽。初次上电后,需使用 Woodward Toolkit 软件通过RS-232接口进行基本配置,包括设定执行器类型、转速传感器参数、PID参数和保护限值等。调试过程中,软件的在线监测和趋势记录功能至关重要。
日常维护主要是通过前面板或通信接口检查设备状态和报警日志。定期备份控制器配置参数是良好的习惯。在长期运行后,可能需要根据执行器或负载特性的变化微调PID参数。