浅谈水电厂自动化控制系统的PLC的改造

发表时间：2019-09-22T00:57:33.327Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：覃俊展

[导读] 摘要：近些年，我国工业计算机技术得到了普遍应用，显得非常关键的是更新换代控制系统。

广西桂能电力有限责任公司昭平水电厂广西昭平 542800

摘要：近些年，我国工业计算机技术得到了普遍应用，显得非常关键的是更新换代控制系统。笔者以实现水电厂自动控制的高可靠性、可维护、高度自动化目的，与水电厂具备的特点结合，参考我国长期以来PLC自动化控制系统的经验，探讨了水电厂自动化控制系统中对PLC的改造，以供相关业界人士参考。

关键词：改造；水电厂；PLC；控制系统；自动化

前言

自动化是现代化水电厂的关键性标志，是运行安全经济的关键技术，自动化控制系统占据着愈发关键的地位。伴随日益深化的应用PLC（可编程控制器），很大幅度的提升了水电厂自动化水平。就现今状况而言，我国存在许多老水电厂，其建成多年，通常其自动化控制系统不可靠、元件陈旧，带给自动化设备控制许多的问题。所以，对水电厂自动化控制系统研究改造PLC能够更加的稳步发展、与时俱进。

1PLC概述

PLC是结合继电器技术与控制技术的关键产物，其具备的控制功能使凭借微型处理器达成的。PLC的组成非常类似于计算机系统，关键是接口、电源、处理器、存储设备等，并且变成方面的设备与软件也包括在PLC内。用户提供的软件平台由PLC实现，编程共享甚至系统仿真由计算机在线方式实现。

2PLC的特性和性能

2.1高可靠性和抗干扰能力

在工业生产中，对设备的控制要求往往较高，要求设备具有较高的可靠性和抗干扰能力，在恶劣环境下运行稳定，平均故障间隔长，维修时间短。PLC控制的这一特点优于计算机控制。

2.2编程简单易用

当前很多PLC采取“梯形图编程方式”继电控制方式，其清晰直观程度类似于传统控制线路，而且适合电气技术人员的计算机应用水平和阅读图片的习惯是容易接受的。与通用汇编语言相比，计算机的应用水平更高，容易被接受。想要使编程进一步简化，现今阶段的PLC对于实际相应地，设计了功能指令和梯子指令。为车间操作员设计PLC通常需要较少的培训时间就可掌握操作。然而操作微电脑控制系统的人员应具备一定的知识。PLC的功能开发需要软件专家的帮助。它比电脑效果好。

2.3设计和减少施工控制系统进行的工作

由于PLC采用软件编程控制，与机电控制不同，它不能通过接线实现控制功能。此外，PLC可以先模拟调试，具有强大的监控和操作功能，大大减少了工作量。

3水电站自动化控制系统中的PLC改造

控制系统的关键是依照计算机检测系统的思想和基本设备的设计对整个领域进行控制的范围覆盖，并展开准确、快速的控制与检测。机组的PLC的改在关键是实施A VC和AGC自动负荷、紧急停机、开机与停机流程的控制调整功能。

3.1设计自动化PLC系统控制方案

设计PLC控制系统应该考虑易于维护、高程度自动化、高可靠性等方面要求。因此需要在预先设置控制对象要求的情况下，将监测系统针对性的加入，若是面临突发事故能起到报警作用，及时切断电源，减少损失。为此，从以下几个方面进行了自动PLC系统控制改造方案的设计。（1）关于网络通信。整个网络采用Modbus协议和MB+网络模式进行通信。外网采用以太网通讯，远程监控稳定得到确保，自动化调度得以实现。（2）同步管理系统时钟。为了控制水电站自动化系统，应采用高精度时钟装置对监控系统的时间进行管理和校对，使同步系统中各子系统的时钟满足控制系统要求。（3）现场控制单元和计算机的位置。

3.2设计上机位

上机位关键包括软件配置与硬件配置。对于在软件配置方面，关键是采用组态工业控制软件，有助于软件开发的人员将先进性能的工业控制整套系统软件快速的研发，不但能够使开发软件的周期缩短，而且能够使公司的经济成本节省；对于硬件配置方面，同时具备的两个重要特性是高可靠性和高性能，包括内存需要大于2G，CPU频率需要大于3GHz，硬盘容量需要大于500GB，显示器应具有高分辨率。

3.3设计水电厂的控制单位

水电厂一般拥有较恶劣的工作环境，关键是受影响于震动干扰、潮湿和电磁干扰等因素，水电厂中部分设备由于处于较恶劣的环境下，空气中拥有较大的湿度，较多的灰尘，这需要给出了控制系统的可靠性。辅助控制系统采用接触器和继电器电路，存在许多缺点，如大量的维护工作、改造困难、接线复杂，，容易烧坏接触器、继电器接点，可靠性差，低灵敏度的继电器，低寿命，无法符合通信与远动要求。笔者关键选用的核心组件是具有很高可靠性的QUANTUM系列可编程控制器（PLC），搭配相应的专用模块，而且将接触器控制电机以变频器、软启动器、可固态控制器代替，使得这些缺点已经被有效地克服了。此外，PLC的供电直接关系到机组整体运行的稳定性，因此进行设计时，需要对电源能否符合突发事故与机组的需要充分考虑，笔者关键运用24V直流供电与220V交流供电两种方式，以交流电作核心，直流电源作辅助。水电厂进行控制系统PLC的改造后，需要开展实操试验，在保证试验无问题时方可投入使用。

4水电厂中PLC的具体应用

无功调节与有功调节是水电厂控制系统中关键的两种形式，开停机机组的操作过程中，必须严格遵守和执行规章制度。原控制系统的关键是根据继电器的组成进行更换、维护与维修中较复杂。投入应用PLC，因为技术拥有较强的逻辑性、灵活控制等优势使继电器的控制被慢慢替代，在我国众多的水电厂控制系统中，备用电源自动投入系统和计算机监控系统已得到推广。

在水电厂应用PLC于风机系统，东风发电厂具备695MW的装机容量，具备地下厂房两座，想要保证安全稳定的的运行厂房内电机设备，有必要对改善电厂运行环境，提高生产效率。通风系统按自动控制方式设计。

在水电厂应用PLC于闸门，传统水电站闸门控制系统的关键是采用一定的仿真设备对闸门位置进行测量。在实际操作过程中，测量闸