文档介绍：KPL-PLC可编程序控制器微机励磁装置说明书
一、概述
(一)PLC励磁的意义
随着电力系统的发展,单机容量不断增大,远距离输电线路不断增多,对电力系统运行的稳定性和机组运行的可靠性提出了更高的要求。迫切需要性能优、功能多、可靠性高的励磁控制器以满足电力系统稳定及综合自动化的要求。同时,随着电站监控系统的不断普及,对励磁系统的可靠性,自动化程度,通讯组网能力,和系统扩展性能提出了更高的要求。PLC因可靠性高、运用灵活在自动控制领域获得广泛的应用,随着电子技术的快速发展,PLC性能日益扩充、速度不断提高,价格不断下降,已不再是传统意义上的完成顺序控制的PLC,发展为具有快速响应、指针运算和浮点运算等多项实时控制功能的控制器,目前在电力设备中,调速器、保护、水机自动化、监控都成功的使用了PLC 可编程序控制器。随着市场的发展和技术的进步,将PLC技术应用于励磁调节系统已不存在市场和技术上的障碍,具有广阔的市场前景。
采用PLC可编程序控制器的励磁调节系统具有以下优点:
可靠性高
微控制器励磁系统,由于在受到干扰时存在“死机”的问题,所以目前微机励磁系统均使用多通道多微机技术来提高系统的可靠性,如此系统就比较复杂;而PLC由于其工作方式、工作原理的特点具有很高的抗干扰能力,所以采用PLC技术的励磁系统具有很高的可靠性。
结构简单
由于PLC的可靠性高,抗干扰能力强,不存在“死机”的问题,所以不需要多通道多“PLC”技术来提高系统的可靠性,因此系统构成简单;同时,励磁系统具有逻辑操作回路,由PLC来完成,则系统构成更为简单。
智能化调节和控制灵活
当今PLC运算速度很高,控制指令丰富,具有浮点运算、指针运算、中断响应等功能,为智能化实时调节提供了物理基础,同时由于PLC特有的继电逻辑功能,可以将智能化实时调节和继电逻辑操作结合起来,使得系统控制灵活多变。
强大的网络功能
PLC的组网功能很强,不但可以和上位机通讯而且PLC之间也可以组网通讯,具有很强的扩展性,开放性。
可编程序控制器励磁系统,除具有硬件简单、软件丰富、功能多、调试简便的特点外,更能适应现代控制技术的要求,如最优控制、自适应控制等,还具有高可靠性,图形化操作、通讯组网和系统扩展性强的特点,是实现全厂计算机控制的优良选择。
可编程序控制器励磁系统,适用于大中型自并励、自复励或他励水轮发电机组的电压自动调节和无功调节,适于在电力系统各种运行条件下工作。
(二)系统原理
1、PLC的性能
德国SIMATIC (西门子)公司的S7-200PLC,具有以下优点:
⑴、A/D、D/A转换精度及转换速度高,一个模拟量模块带3路A/D,1路D/A,A/D、D/A转换速度高为125us,为保证系统的采样、控制精度及调节速度提供了基本的物理条件;其他厂家PLC的模拟量模块的A/D、D/A转换速度均为ms级,不具备必要条件,而且S7-200PLC的模拟量模块的每路价不过300人民币,为同类最低,因此具有很好的性能价格比。
⑵、CPU运算速度快,,指令丰富:具有浮点运算、指针运算、中断、通讯响应、PID运算、PWM脉冲输出等功能,存储容量大,充分适应现代控制技术,如最优控制、自适应控制、变结构控制等控制算法的要求;
⑶、输入/输出点多、响应快, 24输入/16,每点可设置滤波参数,4个20KHz高速计数器,2个高速输出口,适应实时控制的要求;
⑷、通讯组网能力强,配有2个232/485通讯口,可方便连接232/485/422等通讯接口,适应监控系统的要求;
⑸、可靠性高,将CPU模块,输入/输出IO模块,通讯模块高度集成一体,简化结构,使用方便。
事实证明S7-200PLC可编程序控制器完全满足可控硅励磁系统的要求,具有较好的性能。
2、系统结构
KPL-PLC微机励磁调节系统由三部分组成。
⑴、控制调节部分:
由S7-200PLC完成对发电机端电压、定子电流、励磁电流等实时电量的采集及移相计算、操作逻辑、人机界面、与上位机通讯等功能;可控硅的控制角由PLC计算出移相控制值;人机操作选用中文触摸屏,界面清晰友好,使用方便。
用软件完成恒压、恒流、恒无功等运行方式及限流、进相、PSS等辅助功能。
模拟通道采用恒励磁电流方式运行。用单片机完成数字给定、手动/自动跟踪及双通道自动切换功能。
⑵、移相触发部分:
为同步移相过程,在移相控制值的控制下产生同步移相脉冲,触发三相可控硅桥获得均匀的连续可调的整流输出。脉冲形成单元由超大规模专用集成电路构成。
⑶、电气操作部分:
主要完成机旁和中控室的给定值增、减,灭磁开关合、跳,装置开机、停机等操作;同时接受装置状态信号及机组自动控制、继电保护等各方系统信号,决定运行方式,改