PLC在水電廠(站)應(yīng)用與編程

1、PLC在水電廠（站）應(yīng)用與編程朱文杰（長沙理工大學(xué)長沙市410077）摘要本文簡略介紹了水電廠（站）順序控制的對象、PLC的特長以及PLC應(yīng)用于水電廠（站）一般編程過程。關(guān)鍵詞順序控制PLC（ProgrammableLogicController）編制程序水電廠（站）順序控制水電廠（站）的自動操作包括水輪發(fā)電機(jī)組各種工況轉(zhuǎn)化、調(diào)整和全廠的公用設(shè)備進(jìn)行的自動化控制。這類控制在自動控制范疇內(nèi)屬于順序控制系統(tǒng)，每個控制順序都是按照生產(chǎn)流程的要求及生產(chǎn)設(shè)備的特點來設(shè)定的。根據(jù)操作對象可分為：機(jī)組自動操作：要求以一個脈沖自動按預(yù)定的順序完成下列操作，即開機(jī)發(fā)電、卸載停機(jī)、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相、調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電、開機(jī)調(diào)相

2、、調(diào)相轉(zhuǎn)停機(jī)、發(fā)電轉(zhuǎn)抽水、抽水轉(zhuǎn)發(fā)電等等，其操作對象包括機(jī)水輪發(fā)電組及調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)、制動裝置等附設(shè)設(shè)備。水電廠站公共設(shè)備的自動操作：包括油壓裝置等壓油排油系統(tǒng)、技術(shù)供水與排水系統(tǒng)、高低壓壓縮空氣系統(tǒng)、智能直流模塊整流電源與蓄電池浮充系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)等，選線控制時還包括同期并網(wǎng)裝置。水工建筑物設(shè)備的自動操作：這包括溢洪閘門的操作、引水式水電廠站首部樞紐取水口閘門的操作、主閥球閥及其它液牙閥門的操作等。全廠性操作：如報警信號系統(tǒng)、遠(yuǎn)動通訊系統(tǒng)、開關(guān)站設(shè)備的操作等。對水電廠（站）自動操作的總要求是運行可靠、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)合理。PLC在水電廠（站）順序控制中的應(yīng)用順序控制是指生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)過程根據(jù)

3、工藝要求按照邏輯運算、順序操作，定時和計數(shù)等規(guī)則，通過預(yù)先編制的程序，在現(xiàn)場輸入信號作用下，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定程序動作，實現(xiàn)以開關(guān)量為主的自動控制。水電廠站順序控制當(dāng)然也不例外。其輸入主要是一些按鈕、按點、行程開關(guān)、限位開關(guān)、動斷觸點等開關(guān)量為主的控制信號。輸出為繼電器、電磁閥等驅(qū)動元件。內(nèi)部控制部分有定時器、計數(shù)器、中間繼電器等器件，以及許多常開、常閉觸點。傳統(tǒng)的水電廠站順序控制是由繼電器控制屏來實現(xiàn)的。由于設(shè)備體積大、動作速度慢、接線復(fù)雜，通用性、靈活性較差，維護(hù)工作量大，維修也相當(dāng)困難，特別是可靠性差，沒有計算和存儲功能，與水電廠站的其它計算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)接需要許多接口設(shè)備，而PLC（Pro

4、grammableLogicController）控制系統(tǒng)克服繼電器控制的弱點，把計算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，為工業(yè)自動化提供了幾乎完美的現(xiàn)代化控制裝置，主要表現(xiàn)在：PLC是繼電器、接觸器、順序控制器以及由中、小規(guī)模集成電路及其它電氣元件的復(fù)雜控制系統(tǒng)裝置上發(fā)展起來的一種新型控制器，它采用了微電腦技術(shù)即大規(guī)模的集成電路，取代了以往靠硬線布線的邏輯控制電路，具有成本低、功耗小、體積小、重量輕等優(yōu)點。PLC及其有關(guān)設(shè)備都按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充功能，其接口簡單、線路工作量小，能運行于惡劣的工業(yè)環(huán)境，故障率低、可靠性好、抗電氣干擾能力強(qiáng)，不需要空調(diào)和UPS,維護(hù)方便

5、。PLC采用掃描式工作方式，適于處理順序控制。水電廠站的順序控制系統(tǒng)流程復(fù)雜，用常規(guī)繼電器硬接線控制方式往往系統(tǒng)規(guī)模龐大、維護(hù)困難、查找故障麻煩；采用PLC控制后，不僅高可靠，而且易于在線或離線修改控制系統(tǒng)，無需改動硬件。水電廠（站）生產(chǎn)控制程序設(shè)計在遵循滿足要求、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實用、適應(yīng)發(fā)展等原則完成系統(tǒng)設(shè)計后編制程序時，首先要根據(jù)整個生產(chǎn)控制過程的要求把程序分塊，其次是合理利用指令，嚴(yán)格注意信號名稱定義，利用各種方法正確地編寫各個程序塊的程序。然后經(jīng)過單元調(diào)試、軟硬件聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)總調(diào)，對程序進(jìn)行修改，經(jīng)過一定時間運行考驗，方可投入實際現(xiàn)場工作。分塊結(jié)構(gòu)的程序是根據(jù)工程的特點，把一個控制工程分

6、成多個比較簡單的、規(guī)模較小的控制任務(wù)，可以把這些控制任務(wù)分配給一個子程序塊。在子程序中編制具體任務(wù)的控制程序，最后由主程序調(diào)用的方式把整個控制程序統(tǒng)管起來。以水輪發(fā)電機(jī)組自動操作為例，首先考慮整個程序分成開機(jī)發(fā)電、卸載停機(jī)、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相、調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電、開機(jī)調(diào)相、調(diào)相轉(zhuǎn)停機(jī)、發(fā)電轉(zhuǎn)抽水、抽水轉(zhuǎn)發(fā)電等八塊，再來看看卸載停機(jī)子程序塊的編程。下面先給出水輪發(fā)電機(jī)組卸載停機(jī)主要過程（客觀規(guī)律）流程框圖：ZT機(jī)禰反轉(zhuǎn)，導(dǎo)葉關(guān)至空載卸主發(fā)電機(jī)負(fù)載至空載跳開發(fā)電機(jī)出口DJ勵磁退出嶇動KX，ZT機(jī)構(gòu)全關(guān)機(jī)組轉(zhuǎn)速N下降寧N35%Ne時投辰制動（電氣制動另案了壓縮空氣進(jìn)入制動閘芥開始計時剪斷銷剪斷了嗎?制動時間T刁整定

7、時間時,技術(shù)供水退出、制動解除圖水輪發(fā)電機(jī)組卸載停機(jī)主要過程（客觀規(guī)律）流程框圖繪制輸入輸出電路圖后，PLC輸入輸出地址分配同志們自己規(guī)定一下就行了，這里略去。下面給出本子程序用到的內(nèi)存變量地址分配對應(yīng)表：序號名稱mt序號01卸栽停令11.002Wjffit監(jiān)視11.703剪號14.0D4ffK機(jī)構(gòu)14.105臊機(jī)鉤U.206刃轅機(jī)構(gòu)誣稍上位置14.307ZT機(jī)構(gòu)翹稍上位貫15.1DSZT機(jī)構(gòu)全開位直15.2叩ZT機(jī)構(gòu)空位置15.3ID導(dǎo)葉主令開關(guān)寧稱上位貫16.11.1導(dǎo)葉主令開關(guān)弱他16.212導(dǎo)葉主令開關(guān)全關(guān)位置I6：313站沁組菠定轉(zhuǎn)速信號1?.014Q（kD15勒煙制動電闕開啟QO.

8、710QLG17購?fù)I.2IS總紳水題QI.619菌詼換電銅關(guān)閉Q1.720：機(jī)組調(diào)相啟驗軽器Q2Ai：21豳調(diào)相運行腿器Q2.4泄DL輔助接點引出Q3.723開限機(jī)構(gòu)開啟Q4.024.刪機(jī)構(gòu)頰Q4.125ZT機(jī)構(gòu)開啟Q5026盯機(jī)梅關(guān)閉Q5.127曲圏事故信號綜合Q7.1288時61臓何彳1仃Ic1S皿甲1考慮構(gòu)成微機(jī)一PLCPLC網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在可以得出水輪發(fā)電機(jī)組卸載停機(jī)子程序（米用西門子S7-200指令）了，它構(gòu)成SBR_2：LDI1.0OQ7.1LDNT101AQ1.0ANQ0.0OLD=Q1.0AI7.0ANQ3.7ANI6.3=Q0.7LDQ1.0NOT=Q1.7LDQ1.0ANQ3.7ANI6.2LDQ7.1ANQ2.4OLD=Q1.2LDI3.7=Q3.7LDNQ3.7AQ1.0ANQ2.4AI4.2=Q4.1LDQ1.0ANQ2.4LDQ2.0ANQ