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摘要：可編程'>編程控制技術(shù)是在微處理器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制設(shè)備，由于它將微機(jī)控制技術(shù)與繼電器控制技術(shù)融合在一起，所以具有技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、接線簡單、使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在水電廠電氣控制中應(yīng)用越來越廣泛。目前，新建電廠大多數(shù)直接采用這種控制設(shè)備，進(jìn)步了設(shè)備的自動化控制水平。

關(guān)鍵詞：水電廠；可編程'>編程控制器；設(shè)計(jì)；模塊

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，水電廠自動化水平也在逐步進(jìn)步，對于電站監(jiān)控設(shè)備的自動化水平和可靠性提出了很高的要求?？删幊炭刂破魇悄壳翱刂祁I(lǐng)域中使用最為廣泛的控制裝置之一。

水電廠的自動操縱系統(tǒng)應(yīng)用了可編程控制系統(tǒng)（PC）進(jìn)行機(jī)組操縱控制，突破了傳統(tǒng)的繼電器硬線邏輯控制，可編程實(shí)際上是一種有邏輯控制的“軟繼電器”，實(shí)現(xiàn)了以PC為核心的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

1選型

通過廣泛的收集資料和調(diào)查，基于各種理由，中小型水電廠常選擇國內(nèi)及中外合資生產(chǎn)的可編程控制設(shè)備。

水電廠采用SU—5、6系列中檔PC機(jī)，模塊化結(jié)構(gòu)，采用16位微化處理器，最大I/O點(diǎn)數(shù)分別達(dá)到256和512，除具有一般開關(guān)量模塊外，還可配備模擬量模塊、高速記數(shù)模塊、中斷輸進(jìn)模塊和通訊模塊，尤其強(qiáng)大的通訊功能是一般中檔PC機(jī)不具備的，具有較高的性價(jià)比。

2設(shè)計(jì)

2.1模塊配置

考慮到目前要能方便地實(shí)現(xiàn)以PC機(jī)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控，同時(shí)預(yù)留一定數(shù)目的機(jī)箱槽口和位置，方便今后的擴(kuò)充，PC依靠這些模塊可實(shí)現(xiàn)功能上的擴(kuò)展。

可編程作為“新一代繼電器”，控制程序不宜太復(fù)雜，牽涉面也不宜太廣，PC的輸進(jìn)輸出模塊有8點(diǎn)、16點(diǎn)和32點(diǎn)三種，為了使機(jī)箱不占用過大空間，又使接線方便，常選擇16點(diǎn)模塊。

2.2電源設(shè)計(jì)

電源很大程度上影響了PC的可靠性，幾乎所有的PC都要配用自己的電源，電廠除了有一套DC220V電源供操縱、保護(hù)使用外，還設(shè)置一套DC24V電源供模擬信號及PC用，PC模塊均選用DC24V電壓級。采用DC24V信號，較低的電源電壓可降低本錢，調(diào)試也變得相當(dāng)便利、安全。DC24V的輸進(jìn)、輸出回路電氣上與DC220V操縱回路、信號回路隔離開來，用不同的電纜連接。

2.3輸出模塊及出口繼電器

PC機(jī)的輸出模塊有繼電器、晶體三極管、可控硅等三種輸出形式。水電廠機(jī)組自動控制過程中，其輸出控制對象大多是電磁閥、跳合閘電磁線圈等，工作在開關(guān)狀態(tài)，含有電磁瞬變過程，而且操縱電壓多為DC220V，輕易引起操縱過電壓，宜選用繼電器型輸出模塊。輸出主要選用繼電器輸出，以盡可能直接用于驅(qū)動執(zhí)行。在輸出模塊后，設(shè)置了出口繼電器，即使操縱回路出現(xiàn)故障，不致直接損壞輸出模塊。出口繼電器選擇體積小、接點(diǎn)容量盡可能大，帶插拔式安裝插座，便于更換。

綜上所述，某廠發(fā)電機(jī)機(jī)旁PC配置圖如圖1所示。
CPU模塊SU-6B-CDC24V
通訊模塊U-01DMDC24V
輸進(jìn)模塊U-05NDC24V，16點(diǎn)
輸出模塊U-05TDC24V，16點(diǎn)
空模塊DC24V，16點(diǎn)
編程器S-01P手持式，1臺

2.4程序設(shè)計(jì)

PLC的軟件由系統(tǒng)治理程序和用戶應(yīng)用程序兩部分組成，操縱回路的所有邏輯關(guān)系均由PC軟件完成，重要回路設(shè)置由手動操縱回路，PC程序直接依照梯形圖編制（梯形圖中的I表示輸進(jìn)接點(diǎn)，M表示內(nèi)部繼電器，Q表示輸出接點(diǎn)）可編程的開機(jī)過程梯形圖，如圖2所示。

當(dāng)上位計(jì)算機(jī)發(fā)出開機(jī)命令后，發(fā)電機(jī)組控制器查詢各開關(guān)狀態(tài)，如開關(guān)狀態(tài)不滿足開機(jī)條件，則控制器向上位機(jī)應(yīng)答命令錯(cuò)誤，并退出該操縱；當(dāng)開關(guān)狀態(tài)符合開機(jī)條件，確認(rèn)后執(zhí)行該操縱。

機(jī)組起動要滿足以下條件：機(jī)組事故引出繼電器未動作，M020常閉接點(diǎn)接通；斷路器未合閘，M006常閉接點(diǎn)接通；制動系統(tǒng)無壓力（41YX），I000閉合；停機(jī)繼電器未動作，M004常閉接點(diǎn)閉合；開機(jī)繼電器未動作，M003常閉接點(diǎn)接通。以上起動預(yù)備條件具備，起動預(yù)備繼電器M002線圈帶電，常開接點(diǎn)閉合，Q001輸出及41QZJ起動預(yù)備繼電器動作，41BD信號燈亮，表明起動完成。此時(shí)，可在中控室利用41KK（I001）控制開關(guān)；在機(jī)旁PC盤利用41KA（I002）按鈕；在微機(jī)室利用開、停機(jī)畫面，經(jīng)過比較，滿足條件后特殊繼電器SP061常開接點(diǎn)閉合、計(jì)算機(jī)鍵盤發(fā)出開機(jī)命令M100輸進(jìn)信號脈沖，M100常開接點(diǎn)閉合、M003閉合、開機(jī)繼電器M003線圈帶電，其常開接點(diǎn)閉合。通過M003開機(jī)繼電器、M004停機(jī)繼電器常閉接點(diǎn)、M007發(fā)電狀態(tài)繼電器常閉接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自保持；M003閉合使輸出繼電器Q002輸出開總冷卻水，冷卻水投進(jìn)，并使開機(jī)繼電器41JQJ動作。寫進(jìn)開機(jī)寄存器R1720指令，寄存器復(fù)位，完成開機(jī)過程。

3可編程序控制器的特點(diǎn)

可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。由于PLC由帶有光電耦合環(huán)節(jié)的高抗干擾的輸進(jìn)輸出接口電路構(gòu)成，PC在惡劣工作環(huán)境下有較高的抗干擾能力，其部件有較長的工作壽命，出現(xiàn)故障恢復(fù)時(shí)間較短。

接線簡單，維護(hù)檢驗(yàn)方便。由于輸進(jìn)輸出接點(diǎn)只需接在PC的輸進(jìn)輸出模塊上，而常規(guī)繼電器還需在繼電器之間進(jìn)行接線?？刂乒δ芡ㄟ^軟件編程實(shí)現(xiàn)，控制回路的接線簡單，可減少由于接線引發(fā)的故障，檢查判定故障迅速，易于維護(hù)。

較強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)展性?？蓪?shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，由于PC內(nèi)部具有很多的“軟繼電器”，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，所以更改控制功能只要修改程序，而不需要改變接線，即可方便的進(jìn)行控制方式的更改或完善。

設(shè)計(jì)工作量少，安裝和調(diào)試周期短。由于省往了部分繼電器，控制盤大為簡化，從程序輸進(jìn)、接線到單個(gè)回路調(diào)試，比常規(guī)繼電器控制大大縮短了調(diào)試時(shí)間，而且編程器有在線調(diào)試、自動插進(jìn)、語法檢測等功能，給安裝、調(diào)試帶來很多方便，節(jié)省了大量的工作。

方便的通訊功能。便于實(shí)現(xiàn)與其他控制系統(tǒng)的接口，擴(kuò)大控制系統(tǒng)的功能。PC與上位計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，機(jī)組自動操縱過程中開關(guān)量狀態(tài)可在上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)，上位計(jì)算機(jī)也可以對PC發(fā)出各種指令，如開、停機(jī)操縱等。

4結(jié)束語

由于現(xiàn)場安裝、配線和調(diào)試方便，其輸出有停電保持功能，其工作可靠，性能穩(wěn)定，可編程控制技術(shù)近年來已在很多中小型水電廠得到廣泛的應(yīng)用。