WOODWARD 5437-1067A

一、产品概述

二、技术参数

三、功能特点

• 高精度转速闭环控制，稳态性能卓越：采用32位高性能微处理器和先进的PID控制算法，结合自适应调节技术，实现对动力设备转速的高精度闭环控制。稳态工况下控制精度达±0.1%额定转速，即使在负荷波动（如发电机负载变化、压缩机压力波动）等动态场景下，也能快速调整执行机构输出，将转速偏差控制在极小范围内。支持PID参数自整定功能，工程师可通过一键自整定获取最优的P、I、D参数，无需手动反复调试，适配不同特性的动力设备。同时具备转速波动率抑制功能，有效降低设备运行过程中的转速波动，提升设备运行稳定性和使用寿命。
• 多类型信号适配，集成灵活便捷：支持多种类型的转速传感器信号输入，包括磁电式传感器（0~10V模拟信号）和光电式传感器（脉冲信号），可直接对接市面上主流的转速测量设备，无需额外配置信号转换模块。配备3路模拟量输入接口（4~20mA/0~10V），可采集设备的运行参数（如油压、水温、进气压力、负荷信号），用于转速控制的辅助调节或参数监测；4路数字量输入接口可接入紧急停机按钮、运行允许信号、手动/自动切换信号等离散信号，实现对设备运行状态的逻辑控制。丰富的输入接口使控制器可适配不同复杂度的动力控制场景，降低系统集成成本。
• 完善的保护功能，安全性能可靠：内置多重安全保护机制，全方位保障动力设备的运行安全。核心的超速保护功能支持多级阈值设置，当检测到设备转速超过预设阈值时，可根据阈值等级执行报警、降负荷或紧急停机动作，停机响应时间≤10ms，有效避免设备因超速导致的机械损坏。具备低油压保护、高水温保护、负荷超限保护等辅助保护功能，通过模拟量输入接口采集相关参数，当参数超过安全范围时，立即触发保护动作并发出告警。配备3路继电器输出接口，可分别用于报警信号输出、故障停机信号输出及备用保护信号输出，继电器触点具备灭弧保护功能，提升动作可靠性。
• 多机并联负荷分配，协同控制高效：支持多台动力设备并联运行时的负荷分配功能，通过RS485通讯接口实现多台控制器之间的数据交互，采用均流控制算法确保各设备负荷均匀分配，分配精度达±0.5%额定负荷。可配置为主机-从机模式或无主机对等模式，主机模式下由一台控制器作为主控制器分配负荷指令，从机控制器执行指令；对等模式下各控制器通过通讯协商分配负荷，提升系统冗余性。负荷分配功能可有效避免单台设备过载运行，同时提升多机系统的整体运行效率，适用于电站多台发电机并联供电、油田多台抽油机协同工作等场景。
• 灵活配置与监控，运维便捷：提供多种参数配置方式，包括控制器面板的按键和LCD显示屏本地配置、通过RS485接口连接电脑使用Woodward Configurator组态软件远程配置，支持参数的保存、导入和导出，便于批量配置多台设备。具备完善的运行状态监控功能，LCD显示屏实时显示转速、负荷、油压、水温等关键参数及控制器运行状态（如手动/自动模式、故障状态），参数显示精度达0.01级。支持故障诊断功能，可监测传感器故障、执行机构故障、通讯故障等常见问题，故障发生时通过LCD显示屏显示故障代码和故障描述，同时通过继电器输出告警信号，便于运维人员快速定位故障原因。
• 丰富通讯接口，系统集成高效：标配RS485通讯接口，支持Modbus RTU协议，可与上位机SCADA系统、HMI人机界面、PLC等设备实现数据交互，上传控制器的运行参数、故障信息及状态信号，接收上位机下发的转速设定值、负荷指令、控制模式切换指令等。可选配以太网接口，支持Modbus TCP/IP协议，实现与工业以太网的无缝集成，适配远程监控和集中管理场景。通讯接口具备地址配置功能，可在同一通讯总线上连接多台控制器，通过不同的地址区分设备，实现多设备的集中监控和管理。
• 工业加固设计，环境适应性强：采用工业级全金属外壳设计，具备优异的散热性能和抗机械冲击能力，防护等级达IP40，可有效防止灰尘和异物进入设备内部。内部元器件选用宽温工业级器件，支持-20~70℃宽温工作范围，可在极寒的北方地区、高温的冶金车间等恶劣环境中稳定运行。通过MIL-STD-810G标准的振动测试，具备5g抗振动能力，适应船舶、工程机械等振动剧烈的应用场景。电源输入回路配备过流、过压、短路保护装置，同时具备抗电磁干扰设计，在高压设备、大功率电机附近仍能稳定运行，确保控制精度不受干扰。

四、工作原理

1. 设备启动与初始化：控制器接通电源后，首先执行硬件自检，检测微处理器、内存、输入输出接口、通讯模块及传感器连接状态。自检通过后加载固化的操作系统和用户预设的配置参数（如额定转速、PID参数、保护阈值、通讯地址等），完成初始化后进入待机状态。此时控制器通过LCD显示屏显示“待机就绪”状态，等待运行允许信号（可通过数字量输入接口接入）。若自检失败，控制器立即显示故障代码并触发告警，禁止设备启动。
2. 信号采集与预处理：当接收到运行允许信号后，控制器开始采集各类输入信号。转速传感器（磁电式或光电式）采集动力设备的实时转速信号，经信号调理电路（滤波、放大、整形）处理后转换为标准的电信号，传输至微处理器的AD转换单元；模拟量输入接口采集油压、水温、负荷等辅助参数，同样经预处理后转换为数字信号；数字量输入接口采集紧急停机、手动/自动切换等逻辑信号，经光电隔离后传输至微处理器。所有采集到的信号均经过冗余校验，确保信号的准确性和可靠性，避免因信号干扰导致的控制误差。
3. 控制运算与调节决策：微处理器将采集到的实时转速信号与预设的目标转速进行对比，计算转速偏差值。根据偏差值调用内置的PID控制算法进行运算，结合采集到的负荷、油压等辅助参数进行自适应调节，生成调节信号。在手动模式下，调节信号由操作人员通过面板按键或上位机指令直接设定；在自动模式下，调节信号由PID算法自动生成。对于多机并联运行场景，控制器通过通讯接口接收其他控制器的负荷信号，结合自身采集的负荷参数，通过负荷分配算法调整目标转速，实现负荷均匀分配。
4. 执行调节与转速控制：控制器将生成的调节信号转换为标准的模拟量输出信号（4~20mA或0~10V），传输至执行机构（如燃油调节阀门、进气节气门）。执行机构根据调节信号调整开度，改变进入动力设备的燃油量或进气量，从而调整设备的转速。同时，控制器实时采集调节后的转速信号，计算新的转速偏差值，再次执行PID运算并调整输出信号，形成“采集-运算-调节-再采集”的闭环控制回路，确保设备转速稳定在目标值附近。
5. 安全保护与故障处理：在控制过程中，控制器实时监测转速、油压、水温等关键参数，与预设的保护阈值进行对比。当检测到转速超过超速保护阈值时，立即切断调节信号输出，同时通过继电器输出紧急停机信号，驱动设备停机；当检测到油压过低、水温过高等异常参数时，发出告警信号并根据预设逻辑执行降负荷或停机动作。若检测到传感器故障、通讯中断等控制器自身故障时，立即切换至手动模式或备用控制模式（若配置），确保设备不会因控制器故障而失控，同时记录故障信息并告警。