基于PLC的雙挑式水電機組控制系統(tǒng)設計

【摘要】：水電站監(jiān)控系統(tǒng)是當代水電站實現(xiàn)綜合自動化的基礎,是實現(xiàn)水電站無人值班(或少人值守)的前提條件。隨著當代計算機技術和電子技術的日益成熟和迅速發(fā)展,性能先進且運行穩(wěn)定可靠的水電站監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應用。對于小水電站既要提高其運行的自動化程度又要減少投資,是小型水電站建設的一個重要原則。而采用PLC是水電廠計算機監(jiān)控的一個重要組成部分,是適用于工業(yè)現(xiàn)場的控制設備,是水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的核心元件,其性能好壞直接決定了整個監(jiān)控系統(tǒng)工作性能的優(yōu)劣。 本課題是以某小水電站為研究對象,詳盡的介紹了電站的監(jiān)控系統(tǒng)的設計和組成。論文分析了我國小水電站監(jiān)控技術發(fā)展的過程。根據電站的具體參數(shù)進行了機組的選型和調速系統(tǒng)的構造,基于節(jié)約投資和“新技術、新設備”的精神選用了雙挑式機組,調速設備選用全數(shù)字可編程力矩電機調速器。闡述了水電監(jiān)控系統(tǒng)的設計要求,分析了適用于小水電站的監(jiān)控系統(tǒng)的結構并確定了該電站的監(jiān)控結構,隨之進行該系統(tǒng)的整體設計,即控制結構的選擇、現(xiàn)地控制單元各功能模塊的實現(xiàn)等。第四章闡述PLC的軟件設計,系統(tǒng)采用技術成熟的三菱FX2N系列PLC作為控制器,來完成水輪機組的啟動、停止、調節(jié)等功能。第五章是觸摸屏畫面的制作過程,設計了水輪發(fā)電機組操作流程的人機界面。最后客觀地評價本系統(tǒng)各方面的性能和不足,并對未來的發(fā)展前景進行了展望。 目前本控制系統(tǒng)已成功投入運行,實際運行的監(jiān)測數(shù)據證明了本系統(tǒng)能夠滿足預定的應用需求,達到了預期效果。該系統(tǒng)性能優(yōu)越,己使電站贏得了很大的經濟效益,并實現(xiàn)了真正的“無人值班、少人值守”。 【關鍵詞】：監(jiān)控系統(tǒng) PLC 雙挑式機組 觸摸屏
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TV736
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 水電行業(yè)發(fā)展概況10-12
• 1.1.1 課題的科學意義和應用前景10
• 1.1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.2 小水電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展概況12-13
• 1.2.1 水電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀12
• 1.2.2 小水電站監(jiān)控系統(tǒng)的采用情況12-13
• 1.3 可編程控制器技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢13-14
• 1.3.1 可編程控制器的主要特點13-14
• 1.4 本論文研究的背景和研究意義14-15
• 1.5 本文研究的內容15-17
• 第2章 水利發(fā)電系統(tǒng)原理與配置17-30
• 2.1 水利發(fā)電過程17-19
• 2.1.1 水力發(fā)電廠的特點17
• 2.1.2 水力發(fā)電廠的基本型式17-18
• 2.1.3 水力發(fā)電廠的構成18-19
• 2.2 水電站基本情況19-22
• 2.2.1 工程概況19
• 2.2.2 機組方案選擇19-22
• 2.3 雙挑機組協(xié)調方案確定22-25
• 2.3.1 兩臺機組協(xié)調23
• 2.3.2 本次研究機組改進內容23-24
• 2.3.3 機組的效率分析24
• 2.3.4 投資分析24-25
• 2.4 調速器的選擇25-28
• 2.4.1 主要技術指標及參數(shù)整定范圍25-26
• 2.4.2 電氣部分26-28
• 2.5 本章小結28-30
• 第3章 小水電自動控制系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)的設計與實現(xiàn)30-39
• 3.1 水電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計要求30
• 3.2 控制系統(tǒng)設計30-33
• 3.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)結構設計30-31
• 3.2.2 上層集中控制層的功能31-32
• 3.2.3 現(xiàn)地控制保護層的功能32-33
• 3.3 控制系統(tǒng)硬件選型33-38
• 3.3.1 可編程序控制器PLC33-34
• 3.3.2 微機調速器34
• 3.3.3 轉速信號單元34-35
• 3.3.4 微機勵磁裝置35
• 3.3.5 溫度巡檢儀35
• 3.3.6 自動準同期裝置35-36
• 3.3.7 各保護及測控單元36-37
• 3.3.8 觸摸式圖形終端選擇37-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第4章 軟件設計39-51
• 4.1 PLC編程軟件39-40
• 4.1.1 GX DEVELOPER編程語言簡介40
• 4.1.2 PLC信號采集處理的實現(xiàn)40
• 4.2 PLC應用系統(tǒng)設計流程40-41
• 4.3 軟件設計41-49
• 4.3.1 開機模塊41-44
• 4.3.2 停機模塊44-46
• 4.3.3 畫面顯示模塊46-47
• 4.3.4 A/D采樣模塊47-48
• 4.3.5 清除事故數(shù)據48
• 4.3.6 定值切換問題48-49
• 4.4 地址分配49-50
• 4.5 本章小結50-51
• 第5章 人機接口的設計51-62
• 5.1 人機接口簡介51
• 5.1.1 豐富的畫面顯示功能51
• 5.1.2 監(jiān)視功能51
• 5.1.3 數(shù)據采樣與報警功能51
• 5.2 人機界面在系統(tǒng)中的地位51
• 5.3 人機界面的功能要求51-53
• 5.4 人機接口界面設計53-61
• 5.4.1 監(jiān)控主畫面的設計53-54
• 5.4.2 機組控制功能的實現(xiàn)54-61
• 5.5 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的論文67-68
• 致謝68-69
• 個人簡歷69

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