系統介紹:
研華發電機勵磁控制系統解決方案，采用分散式網絡化的控制結構，調節器采用雙通道或三通道熱備，各控制器間相互獨立，并有專用的脈沖形成模塊來實現對發電機勵磁的控制。每個功率柜和滅磁柜也可具有獨立的控制器單元，實現對功率整流和滅磁開關及過壓保護的控制和監測。調節器和功率及滅磁控制器具有雙網絡接口，和HMI觸摸屏均可通過網絡的連接，構成具有網絡化的勵磁控制系統，大大簡化了調節器與功率柜及滅磁柜的連接。
概述
1、水輪發電廠原理
大壩、水電廠、水輪機、發電機定子、轉子、勵磁系統
2、同步發電機工作原理
主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。
載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。
切割運動：原動機拖動轉子旋轉（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場）。
交變電勢的產生：由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。
3、勵磁的基本概念
什么是勵磁？
導體切割磁力線感生電動勢e，勵磁就是提供一個磁場B
E=4.44fNΦ
4.44:有效值系數
F:勵磁條件與影響
N:機端電壓影響
Φ:與勵磁電流關系
對于發電機來說，勵磁就是產生磁通Φ
4、勵磁裝置
勵磁裝置就是提供發電機磁場電流的裝置，包括所有調節與控制元件，還有磁場放電或滅磁裝置及保護裝置；勵磁控制系統是包括控制對象的反饋控制系統
5、勵磁控制系統
勵磁控制系統是一個需要高速響應的閉環控制系統。勵磁系統的性能，直接決定了發電機是否能夠正常運行。而工作可靠、性能優良的勵磁系統，能有效地提高機組及電網的穩定性。
以自并激勵磁系統為例，也就是直接勵磁系統或稱靜態勵磁系統。自并激勵磁系統由勵磁變壓器、三相可控硅整流橋及功率單元、滅磁單元、控制單元四部分組成。交流勵磁電源取自發電機端（也稱機端變壓器）勵磁變壓器，勵磁變壓器的付方輸出經三相不可控全波整流橋整流輸出的直流電壓給發電機勵磁繞組勵磁，勵磁電流的調節經串接于發電機勵磁回路的可控硅整流橋以直流斬波的方式實現。可控硅如同一只電子開關，在自動勵磁調節器 AVR的控制下，連續處于導通或截止狀態，以達到調節勵磁電流的目的。
原理框圖如下：
三相半控橋自并勵勵磁系統原理框圖
整個發電機勵磁系統由機端勵磁變壓器、勵磁調節柜(器AVR)、功率柜、滅磁柜及其它單元組成。
研華勵磁控制系統解決方案:
研華發電機勵磁控制系統解決方案，采用分散式網絡化的控制結構，調節器采用雙通道或三通道熱備，各控制器間相互獨立，并有專用的脈沖形成模塊來實現對發電機勵磁的控制。每個功率柜和滅磁柜也可具有獨立的控制器單元，實現對功率整流和滅磁開關及過壓保護的控制和監測。調節器和功率及滅磁控制器具有雙網絡接口，和HMI觸摸屏均可通過網絡的連接，構成具有網絡化的勵磁控制系統，大大簡化了調節器與功率柜及滅磁柜的連接。
1、 調節柜：
調節柜中采用研華PAC控制器ADAM-5550KW作為調節器，Wince5.0操作系統，CPU性能強大，滿足調節器中進行算法計算/控制系統運行的性能需求。并且在控制器中整合進同步模擬采樣、脈沖形成等由專用的高速可編程控制器或高速微處理器及必要的輸入輸出電路構成的專用模塊，省掉了大量的邏輯控制繼電器,而且易于采用冗余容錯硬件結構方式,其可靠性大大提高。
PAC控制器自帶雙網口，一個網口用于ABC通道間雙機熱備冗余的通信，另一個網口通過研華工業交換機EKI-2528進行以太網絡交換，來和調節柜和滅磁柜的HMI界面TPC-1570H以及和功率柜和滅磁柜中的PAC控制器通信。
2、 雙機熱備：
調節柜中放置2套A、B通道（或3套C通道）ADAM-5550KW PAC控制器，A、B控制器采用雙通道熱備用，冗余接口通過Ethernet通信和DI/O，可以實現運行/備用狀態的自動切換，不需要第三方模塊參與，簡化了系統結構。
每個控制器都具備獨立的同步信號采集模塊，機端PT、機端CT、系統電壓、勵磁電流、勵磁電壓和同步信號同時均可接入兩個通道（或三個通道）。
雙通道調節方式：由雙套控制器和各自完全獨立的輸入輸出通道構成兩個自動調節通道(AVR)和內含兩個或一個手動通道。正常情況下一個通道工作,另一個處于熱備用狀態,彼此之間用通訊方式實現跟蹤功能,當工作通道故障時,備用通道自動無擾動接替故障通道工作，通常用于大中型水電機組,以確保機組的連續、可靠、穩定運行。
三通道調節方式：通常是三通道,工作輸出采用3取2的表決方式;或者構成兩個自動通道,外加模擬手動通道,三個控制器間依據不同功能有不同分工,相互以通訊方式傳遞跟蹤各種信息。
3、 通道同步采樣
通道跟蹤的目標是實現通道切換前與通道切換后，系統狀態一致；切換過程中，系統無波動。要實現這兩點，首先需要做到：兩套調節器的采樣系統一致性好，在全范圍內的采集結果基本相同；
ADAM-5017S采用12通道模擬量輸入同步采集，（非異步快速采集實現）為雙通道提供了同步相位測量功能。
4、 數字信號處理部分
算法固定，但需要與頻率同步，計算量大。PAC控制器ADAM-5550KW采用IEC61131-3標準編程，其結構化文本（STD語言，類似Pascal語言）可以方便實現數字信號處理部分實現交流信號的同步采樣，FFT 變換和有功無功計算等勵磁調節計算、邏輯控制、PSS及各種勵磁限制功能均能由軟件實現,還可以實現多種調節規律的選擇切換。
5、 脈沖形成
脈沖形成模塊ADAM-5081S集同步檢測、脈沖形成等功能與一體。模塊具有6 通道同步輸入（即6路脈沖形成功能），脈沖產生使用實時的控制信號產生脈沖，在任意一相同步斷線的情況下可以自動恢復同步信號，保證系統的正常運行。
脈沖形成模塊ADAM-5081S還具有脈沖丟失監測功能；若有脈沖丟失，主機立即進行相應處理（切換熱備并報警提示）。
6、 功率柜：
每個功率柜和滅磁柜具有獨立的PAC控制器，實現對功率整流和滅磁開關及過壓保護的控制和監測。通過網絡和調節柜進行數據通信。
7、 監視界面
調節柜上的HMI人機界面可以采用研華的15”觸摸屏電腦TPC-1570H，采用嵌入式操作系統Wince5.0，具有開機快、運行穩定等特點，可以對系統的運行狀態進行監視；可以在線修改系統的運行參數；可以發出命令，控制調節器完成各種試驗功能，方便現場試驗。兩個網口，通過交換機和調節柜、功率柜和滅磁柜中的PAC控制器ADAM-5550KW通過Modbus/TCP協議進行數據通信。
正常運行時顯示勵磁系統的一些常規測量數據,如機組
