PLC在水电厂机组现地控制单元改造中的应用研究

论文摘要

可编程序控制器(Programmable logic controller)是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的通用自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程及适宜于工业环境下应用等一系列优点。在国内外,PLC产品在工业控制领域的使用十分普遍。近年来,随着国内电力体制改革的深入,为适应电力系统自动化水平整体发展的要求,电厂自动化水平要求有相应的提高。电厂自动化的各项指标和监控系统的性能密切相关。而监控系统中,机组LCU装置是重要组成部分,该部分性能的稳定与否又将直接影响监控系统性能。本文首先对国内外水电厂监控系统及LCU装置的发展过程进行了综述,在总结现有研究成果的基础上,结合葛洲坝二江电厂LCU装置的改造要求,确立了用可编程序控制器代替原来的工控机与单板机的改造方案。然后结合硬件及软件的功能要求及设计原则,对新LCU装置的硬件体系及软件体系进行了设计。硬件体系设计包括装置各功能器件的选型、装置结构设计、装置与外围设备通讯方式的确立。软件体系设计包括硬件组态、网络组态、数据库规划与创建、数据处理功能实现、控制功能实现及触摸屏画面编辑。设计完成后,对LCU装置进行了调试与运行。调试与运行的结果表明,将PLC应用于机组LCU装置的改造是可行的,新LCU装置能满足改造的各项功能需求。这一改造成果为电厂自动化水平的提高奠定了基础,在电厂减人增效的改革中发挥了巨大的作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 国内外水电厂计算机监控系统的发展
• 1.2 水电厂计算机监控系统的结构模式分析
• 1.2.1 计算机在监控系统中作用的结构模式分析
• 1.2.2 监控系统控制方式的结构模式分析
• 1.3 课题的研究背景
• 1.4 论文的主要内容
• 2 机组现地控制单元控制方案的确定
• 2.1 引言
• 2.2 现地控制单元（Local Control Unit LCU）概述
• 2.2.1 现地控制单元的作用
• 2.2.2 现地控制单元的结构
• 2.3 可编程序控制器概述
• 2.3.1 可编程控制器的产生和发展
• 2.3.2 可编程控制器的特点
• 2.3.3 可编程控制器的发展趋势
• 2.4 可编程控制器（PLC）较其它控制的优点
• 2.5 控制方案的确定
• 2.6 小结
• 3 机组现地控制单元的硬件设计
• 3.1 硬件功能要求
• 3.2 硬件体系设计原则
• 3.3 硬件选型
• 3.3.1 主模块的选择
• 3.3.2 功能模块的选择
• 3.3.3 完成机组自动控制的其它器件的选择
• 3.4 装置结构设计
• 3.4.1 装置的工作电源
• 3.4.2 装置的器件布置
• 3.4.3 装置与各控制设备间通讯
• 3.5 装置硬件配置的改进
• 3.6 小结
• 4 机组现地控制单元的软件设计
• 4.1 软件功能要求
• 4.1.1 对数据采集子系统的要求
• 4.1.2 对控制子系统的要求
• 4.1.3 对人机接口子系统的要求
• 4.2 软件设计原则
• 4.3 编程软件及编程方法
• 4.3.1 西门子S7-400/300PLC编程方式
• 4.3.2 西门子S7-400/300PLC编程语言
• 4.3.3 西门子S7-400/300PLC工作方式
• 4.3.4 西门子S7-400/300PLC可供使用的程序块
• 4.4 软件功能实现
• 4.4.1 系统硬件组态
• 4.4.2 系统网络组态
• 4.4.3 数据库规划
• 4.4.4 数据采集与处理功能实现
• 4.4.5 控制功能的实现
• 4.4.6 触摸屏画面编辑
• 4.5 小结
• 5 机组现地控制单元的调试与运行
• 5.1 系统调试结果分析
• 5.1.1 调试情况总结
• 5.1.2 调试中遇到的问题
• 5.2 系统运行结果分析
• 5.2.1 运行情况总结
• 5.2.2 运行中遇到的问题及解决办法
• 5.3 小结
• 6 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录