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三菱s16r调速板执行器控制系统维修配件

供稿：宁波日昕动力科技有限公司 2017/4/23 14:08:20

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型号：04410-32100 04410-33100

数量：1000

制造商：宁波日昕动力科技有限公司

有效期：2021/3/12 0:00:00

描述：

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日本三菱柴油发电机组配件.jpg

三菱s16r调速板控制器的基本功能

1. 运算放大器的功能

该控制器实际上是一个模拟电路网络，其中运算放大器是它的一个组成部分。为了便于对控制器的

输入信号处理方式的理解，现通过下列三个插图（图 1，图 2 和图 3）简单描述放大器的工作原理。

电路图 1 代表了放大器的一种标准的基本使用方法。此处的放大器为反相放大器，因为它的输入输出

信号的电压为反相。

按图 1，假设在输入端输入 3 伏的直流信号，则在输出端将会产生 5 伏的直流信号，正是因为在“正

极”端外加 4 伏的直流基准电压。原理是：3 伏的输入信号与 4 伏的基准电压相比较，其差值为：(3 - 4 =)

-1 伏，然后-1 伏的电压反相为+1 伏。反相电压加上基准电压(4 + 1)，就变成了 5 伏的直流输出信号。

图 2 中的放大器和图 1 中的放大器基本相似，但有一点例外：图 2 中的放大器的固定电阻器为 200 k

而不是 100 k，这意味着该放大器的放大程度会加倍。同样在输入端输入 3 伏的直流电压，则在输出端

将会产生 6 伏的直流输出信号。在此种情况下，输入电压和基准电压的差值为(3 - 4 =) -1 伏，然后将-1 伏

反相，加倍则变成+2 伏。反相电压加上基准电压，就变成了 6 伏的直流输出信号。

反向放大器的输入输出的关系可归纳为

如下：

设 V1 代表输入电压，V2 代表输出电压， 4V

代表基准电压， α 代表放大倍数，其关系可

用下列方程式表示：

V2 = α (4 - V1) + 4

通过该方程式，可以看出输出电压一直为正

值，可能低于或高于 4 伏。

图 3 中的放大器也和图 1 中的放大器基本

相似，但有一点除外：图 3 中的放大器有两个输入端。假设在输入 1 处，输入 1 伏的电压，在输入 2

处，输入 5 伏的电压。在这种情况下，图 1 中给出的原理也同样适用于这两个输入电压。1 伏的输入

信号将会产生-3 伏的输出信号（与基准电压的差值），同样地，5 伏的输入信号将会产生+1 伏的输出

信号。这将两个输出信号的总和(-3 + 1 = -2)反相，然后加上 4 伏（基准电压），则无放大（即 α = 1），

因此输出信号为 6 伏的直流电压。

2. PID 控制（比例、积分和微分控制）

控制器由三种控制作用(PID)进行运作。下文分别介绍这三种控制作用。

(1) P（比例控制）作用

假设 N 代表速度设定值（比如说为：1500 rpm）；No 代表发动机运行的速度（如：1450 rpm）；

dN 这两个速度的差值（在该假定情况下，差值为 50 rpm）。比例作用是指控制的方式与差值成比

例。

比例值不是恒定不变的，它会随着灵敏度设置的变化而变化。提高灵敏度时，控制器将会识

别更大的速度差值 dN（在上述假定情况下，dN 为 50 rpm），可能是 100 rpm。相反亦是如此：当

降低灵敏度时，控制器可能会识别 50rpm 或 10rpm 的 dN。

在运行过程中，控制器会尽快降低 dN。到底有多快，这取决于灵敏度设置。谨记灵敏度过高

很可能会导致发动机“游车”。

下图阐述了灵敏度设置的影响:

(2) I（积分控制）作用

比例控制作用（如上所述）不能将发动机稳定在精准的设定水平（速度设定水平），只能将发动机

稳定在略高于或略低于目标水平范围内。

I（积分控制）作用提供该控制输出，以将差值降到最低水平或抵消差值。但是，在时间一定的情

况下，可得出矫正输出。

如果不采用 I 控制作用，则电子调速器则不能将发动机速度的精确度保持在±0.5%。

(3) D（微分控制）作用

P 和 I 控制作用已经能充分控制发动机的速度，但是情况不是这样，因为此处考虑的发动机是负载

不恒定的发动机。发动机的负载会随着时间的变化而变化，可能变多也可能变少。单独采用 P 和 I

控制作用，或将这两者结合，可以应对负载变化问题，但是只能达到中等相应水平。通过提高 P

控制作用的灵敏度，可改善响应水平，但是这会导致发动机速度忽高忽低或导致发动机“游车”。

很明显这里需要这样的控制类型：该控制可即时迅速地处理负载变化温度，该控制为 D （微分）

控制作用。D 控制作用输出是通过脉冲波形进行的，与 P 控制相比，该控制作用导致发动机“游车”

的可能性小得多。

(4) PID 复合控制信号

当发动机的速度偏离速度设定值时，输入到控制器中的输入信号会显示偏离差值。P，I 和 D 作用

会如何对差值信号作出响应，将在此系统阐述：

控制器调整

3. 控制器及其功能

撕掉控制器上铭牌后，可以看到两个电位器。一般情况下，这两个电位器无需重新调整。它

们的功能如下：

执行器增益电位器 AG （在左边）：该电位器用于设定控制器和执行器的灵敏度。按顺时针方向

转动电位器，则灵敏度会增加。注意不要过分地调整这个电位器，否则执行器会剧烈地震荡。

超调抑制微调电位器 OS （在右边）：该电位器用于缓解发动机起动时过猛的倾向。切记不要过

分地调整这个电位器，它会使控制器对高负载端失去控制能力，而且随着发动机负载的增加，

发动机速度会降低。

3.1 电位器的功能

① DR 电位器（转速下垂调节电位器）

如果想增加或减小转速下垂量（也称之为：稳态调速率）时，可调节此电位器。

设定电位器的方法：按此顺序改变负载：0%100%0%100%，然后减少负载。根据 0%负载和

100%负载时所显示的速度，决定现有的转速降。

按顺时针方向（可增加转速降）或逆时针方向（可减小转速降）转动电位器，可获得所需的转速

降。

② 增益电位器（差分放大信号调节电位器）

该电位器可用于对于速度偏移信号放大的程度（即发动机

实际转速与设定的速度之间的差异）是由这种微调装置。

顺时针方向旋转增加放大的程度，反之亦然。

③ I 电位器（积分作用调节电位器）

该电位器可用于设置控制器响应速度，以对发动机实际的

速度和设定的速度之间的偏差值作出响应。按顺时针方向

转动电位器，可加快响应速度。

④ D 电位器（微分作用调节电位器）

当发动机实际的速度和设定的速度出现偏差时，控制器可

预期判断该偏差。按顺时针方向转动该电位器，可增加预

期判断偏差的时间。

⑤ SP 电位器（速度设定电位器）

与其他的电位器不同，该电位器为多圈式电位器，可旋转 18 圈。按顺时针方向转动该电位器，可

增加发动机的速度设定值。

⑥OP 灯（红色 LED 灯，变亮表明运行开始）

接通电源，控制器通电后，转速传感器产生信号，信号作用于 LED 灯。当信号的频率为 10 Hz 或

更高时，LED 灯会变亮。LED 灯熄灭表明控制器停止运行。

3.2 控制器调节

3.2.1 所需的工具和仪器

Ⅰ. 平口螺丝刀（刀口宽 5mm，厚 0.6mm）

Ⅱ. 直流电压表（或电路测试仪）

3.2.2 设置位置

(1) 各电位器初始位置设置

在控制器开启工作前，检查并确保所有的电位器的设置如下表所示：

电位器 DR 增益 I D SP

设置位置 0% 20% 60% 50%

大约 660 rpm；182 个齿的环

形齿轮

注 1：每个电位器的每个分刻度代表 10%。在上表中，电位器的位置是用 10%刻度表示的。

注 2：DR 电位器设置在 0%的位置，以便同步控制。

(2)通过接线图检查接线情况

特别要注意与电源相关的接线情况

･布线完成后，第一次打开电源开关前，应再次检查接线情况，一定要确保接线完全正确。谨记如果

将电源线的 S+极和 S-极接反，则会导致控制器损坏且无法修复。

(3) 起动发动机前，需检查并确保发动机的紧急停机装置的状况良好。

• 确保超速继电器的状况良好，可随时有效地关闭发动机。在重要的位置安排人员值守，以便在接

到即时通知时，及时按下紧急停机按钮，关闭电源，使执行器处于完全关闭状态，切断燃油供应。

(4) 起动发动机前，检查直流电源电压

接通控制器的直流电源，用直流电压表

（或电路万用表），读取端子 8 和端子

10 之间的电压。该电压至少应为 8 伏。

如果未到达8伏，控制器可能会有故障。

(5) 起动发动机

当发动机未按额定速度运行时，按顺时

针慢慢转动 SP 电位器至额定速度位置

（或发动机额定输出频率）。

• 如果发动机开始大幅度游车或无法起

动，采取故障检修程序中规定的措施

处理。

(6) 控制器限制调节（粗调）程序

① 增益电位器

按顺时针慢慢转动电位器；发动机开始游车时，反向慢慢转动电

位器直至发动机停止游车。从这个位置开始，再按逆时针转动电

位器至 5%到 10%的位置，然后停在此处。当一直按顺时针转动

电位器时，如果发动机不再游车，用手推动一下执行器杆，致使

发动机游车，而确保将电位器设置在 20 至 40%的位置处，不游车。

• 用手操作执行器杆时，注意不要夹到手。

• 如果按照需要已设置好转速降（用 DR 电位器），按逆时针方向

转动增益电位器可增加转速降，反之亦然。

② SP 电位器

调节复位增益电位器和 DR 电位器时，设置的速度会发生变化。

在这种情况下，需再调节 SP 电位器一次，恢复设置的速度（额定

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