PLC在模擬電站水輪機組自動(dòng)控制系統中的應用

1 引言

本文以混流式機組為例，機組配用T-100型調速器，簡(jiǎn)要說(shuō)明用PLC實(shí)現水輪機組自動(dòng)控制的過(guò)程。在國內，小水電綜合自動(dòng)化正日益得到重視，因為傳統落后的控制方式使每個(gè)小水電都不得不依靠值班人員在現場(chǎng)運行，不僅浪費人力物力資源,而且不利于小水電的大量開(kāi)發(fā)。本控制裝置是專(zhuān)門(mén)為中小型水輪發(fā)電機組自動(dòng)控制而設計的。這一系統充分考慮了我國目前小型水電站操作的特點(diǎn)，替代原繼電接觸器控制系統，已在我院模擬電站運行良好。

2 設備工藝特點(diǎn)及控制要求

2.1 電站的自動(dòng)控制工程內容

(1) 發(fā)出命令脈沖以后，機組的起動(dòng)、并網(wǎng)、調節負荷、停機，發(fā)電轉為調相運行及調相轉發(fā)電運行等操作，都需自動(dòng)完成;
(2) 能自動(dòng)保持機組的正常工作條件，如速度調整和勵磁調整，軸承的潤滑和冷卻，調相的壓水等等;
(3) 水輪機前閘門(mén)及機組附屬設備和公共設備的自動(dòng)操作;
(4) 機組發(fā)生事故時(shí)，自動(dòng)停機并將機組從系統中切除;當機組發(fā)生不正常狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報警信號，并采取預定的措施以恢復正常工作。

2.2 機組控制流程

機組的自動(dòng)控制包括機組潤滑系統、冷卻系統、制動(dòng)系統及調相壓水系統的自動(dòng)控制，機組的啟動(dòng)、停機，機組由調相轉發(fā)電、由發(fā)電轉調相等工況的轉換，機組的保護與信號等。
下面分別給出機組起動(dòng)、停止、發(fā)電轉調相操作程序框圖，如圖1、2、3所示。

圖1 機組起動(dòng)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)電轉調相操作程序流程圖3.1 硬件設計

(1) 輸入和輸出點(diǎn)分配及輔助繼電器M的安排見(jiàn)附表所示。

附表 輸入和輸出點(diǎn)分配及主要輔助繼電器M的安排表

根據I/O的使用點(diǎn)數，并考慮將來(lái)的發(fā)展需要，確定采用三菱FX2N-128MR型PLC。

(2) PLC接線(xiàn)圖

對于PLC接線(xiàn)，見(jiàn)圖4。PLC的輸入點(diǎn)一律用常開(kāi)觸頭，負載統一采用110V直流電源。調相水位信號裝置41DSX及導水葉剪斷銷(xiāo)信號裝置41JDX需另接220V交流電源(此部分電路略)，將其接點(diǎn)接入PLC的輸入點(diǎn)。取消頻差繼電器CLJ的比較回路，其接點(diǎn)用開(kāi)關(guān)模擬替代。

圖4 PLC接線(xiàn)圖

3.2 程序設計

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 結束語(yǔ)

PLC用于模擬小型水電站水輪機組自動(dòng)控制系統運行以來(lái)，其性能比原來(lái)的繼電接觸器式控制優(yōu)越得多。同時(shí)由于操作方便，安全可靠，各種信號顯示直觀(guān)，故障率大大降低，幾乎實(shí)現了控制系統零故障。該裝置有良好的開(kāi)拓市場(chǎng)。