基于PLC的水电厂现地控制单元的研究

论文摘要

水电站监控系统是实现水电站综合自动化的基础,也是实现水电站无人值班（少人值守）的前提条件。随着计算机技术及电子技术的迅速发展和日益成熟,性能先进、运行稳定可靠的电站监控系统得到了广泛的应用。而现地控制单元是水电站计算机监控系统的基础和核心,其性能的好坏直接影响着整个计算机监控系统的工作状况。课题以莲花水电站为研究对象,对水电站的现地控制单元做了介绍。论文分析了我国水电站自动化技术发展的过程。概括性地叙述了该系统的整体设计,详细介绍了现地控制单元的测温单元、调速单元、通讯单元,并使用UNITYPRO的编程软件进行了程序设计。系统采用技术成熟的施耐德系列PLC作为控制器,使用8通道的温度采集模块,通过远程通讯把采集的温度量传送至机组PLC,这种方法1s内完成温度采集,缩短了温度采集时间。机组采用100Mbps快速以太网与上位机通讯,并通过MB+网与现地的其他单元PLC相连接,使网络传输速度得到了提高。系统使用触摸屏作为现地控制单元的人机界面,并根据要实现的功能做了各种画面组态,包括机组开停机控制界面、温度监测界面、故障光字牌等画面。目前改造后的控制系统已经成功投运,实际运行结果证明了该系统能够满足现场实际应用的要求,达到了预期目标。该系统性能优越,并给电站带来了很大的经济效益,为莲花水电站实现真正意义上的“无人值班、少人值守”打下了坚实基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 水电厂计算机监控系统的国内外发展现状
• 1.2.2 水电厂机组现地控制系统的国内外发展现状
• 1.3 课题来源
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 2 现地控制单元
• 2.1 现地控制单元概况
• 2.2 现地控制单元的结构
• 2.3 现地控制单元的功能设计
• 2.4 现地控制单元的硬件配置
• 2.5 小结
• 3 测温单元
• 3.1 莲花水电厂测温单元系统概况
• 3.2 测温单元的总体方案设计
• 3.2.1 温度传感器的选择
• 3.2.2 温度量输入模块
• 3.2.3 RIO 总线
• 3.2.4 机组CPU
• 3.3 程序设计
• 3.4 安装与调试
• 3.5 实验结果分析
• 3.6 小结
• 4 调速单元
• 4.1 系统概况及其发展
• 4.1.1 系统概况
• 4.1.2 水轮机调速器的发展及现状
• 4.2 调速器整体方案设计及PLC 选型（含各单元的作用及要求简介）
• 4.3 调速系统建模及仿真
• 4.3.1 调速器数学模型建立
• 4.3.2 系统调试及仿真实验
• 4.4 小结
• 5 通讯
• 5.1 计算机通讯基础
• 5.2 MB+网
• 5.3 远程通讯
• 5.4 以太网TCP/IP 通讯
• 5.4 小结
• 6 程序设计
• 6.1 机组LCU 程序设计
• 6.1.1 开机控制
• 6.1.2 停机控制
• 6.1.3 事故停机
• 6.2 人机界面的设计
• 7 总结与评价
• 7.1 总结
• 7.2 总体评价
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文