PLC在模擬電站水輪機組自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 引言
本文以混流式機組為例,機組配用T-100型調(diào)速器,簡要說明用PLC實現(xiàn)水輪機組自動控制的過程。在國內(nèi),小水電綜合自動化正日益得到重視,因為傳統(tǒng)落后的控制方式使每個小水電都不得不依靠值班人員在現(xiàn)場運行,不僅浪費人力物力資源,而且不利于小水電的大量開發(fā)。本控制裝置是專門為中小型水輪發(fā)電機組自動控制而設(shè)計的。這一系統(tǒng)充分考慮了我國目前小型水電站操作的特點,替代原繼電接觸器控制系統(tǒng),已在我院模擬電站運行良好。
2 設(shè)備工藝特點及控制要求
2.1 電站的自動控制工程內(nèi)容
(1) 發(fā)出命令脈沖以后,機組的起動、并網(wǎng)、調(diào)節(jié)負(fù)荷、停機,發(fā)電轉(zhuǎn)為調(diào)相運行及調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電運行等操作,都需自動完成;
(2) 能自動保持機組的正常工作條件,如速度調(diào)整和勵磁調(diào)整,軸承的潤滑和冷卻,調(diào)相的壓水等等;
(3) 水輪機前閘門及機組附屬設(shè)備和公共設(shè)備的自動操作;
(4) 機組發(fā)生事故時,自動停機并將機組從系統(tǒng)中切除;當(dāng)機組發(fā)生不正常狀態(tài)時,自動發(fā)出報警信號,并采取預(yù)定的措施以恢復(fù)正常工作。
2.2 機組控制流程
機組的自動控制包括機組潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制動系統(tǒng)及調(diào)相壓水系統(tǒng)的自動控制,機組的啟動、停機,機組由調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電、由發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相等工況的轉(zhuǎn)換,機組的保護與信號等。
下面分別給出機組起動、停止、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相操作程序框圖,如圖1、2、3所示。
圖1 機組起動操作程序框圖
圖2 機組正常停機操作程序流程圖
圖3 機組由發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相操作程序流程圖3.1 硬件設(shè)計
(1) 輸入和輸出點分配及輔助繼電器M的安排見附表所示。
附表 輸入和輸出點分配及主要輔助繼電器M的安排表
根據(jù)I/O的使用點數(shù),并考慮將來的發(fā)展需要,確定采用三菱FX2N-128MR型PLC。
對于PLC接線,見圖4。PLC的輸入點一律用常開觸頭,負(fù)載統(tǒng)一采用110V直流電源。調(diào)相水位信號裝置41DSX及導(dǎo)水葉剪斷銷信號裝置41JDX需另接220V交流電源(此部分電路略),將其接點接入PLC的輸入點。取消頻差繼電器CLJ的比較回路,其接點用開關(guān)模擬替代。
圖4 PLC接線圖
3.2 程序設(shè)計
梯形圖程序如圖5所示。
圖5 梯形圖(a)
圖5 梯形圖(b)
圖5 梯形圖(c)
4 結(jié)束語
PLC用于模擬小型水電站水輪機組自動控制系統(tǒng)運行以來,其性能比原來的繼電接觸器式控制優(yōu)越得多。同時由于操作方便,安全可靠,各種信號顯示直觀,故障率大大降低,幾乎實現(xiàn)了控制系統(tǒng)零故障。該裝置有良好的開拓市場。
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