同步发电机无刷励磁调节系统的制作流程
励磁系统的工作流程
励磁系统的工作流程英文回答：Excitation System Operation.An excitation system is a crucial component in synchronous generators, responsible for providing the necessary field current to the generator's rotor. Its primary function is to regulate the generator's terminal voltage, ensuring stable and reliable power generation. The operation of an excitation system involves a closed-loop control mechanism that monitors the generator's voltage and adjusts the field current accordingly.Components of an Excitation System:Exciter: The exciter is a voltage source responsible for generating the field current. It can be a DC or AC exciter.Voltage Regulator (AVR): The AVR is a control device that monitors the generator's terminal voltage and adjusts the exciter's output accordingly.Sensing Element: The sensing element monitors the generator's terminal voltage and provides a feedback signal to the AVR.Power Amplifier: The power amplifier amplifies the AVR's signal and provides the necessary power to drive the exciter.Operation of an Excitation System:1. Voltage Measurement: The sensing element continuously measures the generator's terminal voltage.2. Comparison with Reference Voltage: The measured voltage is compared with a reference voltage, which represents the desired terminal voltage.3. Error Signal Generation: If there is a differencebetween the measured voltage and the reference voltage, an error signal is generated.4. Voltage Regulator Action: The AVR responds to the error signal by adjusting the exciter's output, which in turn changes the field current.5. Field Current Adjustment: An increase in field current increases the generator's terminal voltage, while a decrease in field current decreases the voltage.6. Voltage Regulation: By adjusting the field current, the AVR maintains the generator's terminal voltage at the desired level, ensuring stable power generation.Excitation Systems Types:Static Excitation System: Utilizes solid-state electronics, providing high reliability and fast response.Brushless Excitation System: Employs a rotating rectifier to supply current to the rotor, eliminating theneed for brushes.Thyristor Excitation System: Utilizes thyristors as the main switching devices, allowing for precise voltage control and high efficiency.中文回答：励磁系统的工作流程：励磁系统是同步发电机中一个重要的组成部分，负责为发电机的转子提供必要的励磁电流。
同步发电机励磁自动控制系统演示文稿
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发电机励磁系统的任务
电压控制
Eq cos G U G I Q X d
Eq UG IQ X d
No Image
同步发电机的励磁自动控制系统就是通过不断地调节
励磁电流来维持机端电压为给定水平的。
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UG IG
IEF
G
Eq
IP
IQ
IG
UG
UG
同步发电机外特性为下 降曲线，励磁电流一定 时，机端电压随着无功 负荷增大而下降。
电力系统受到小的或大的干扰后，计及自动调节和控制装置作用的 长过程的运行稳定问题称为动态稳定。
描述系统静态或动态稳定的数学模型中含有发电机空载电动势。 励磁控制系统是通过改变励磁电流，从而改变发电机空载电动势 ，来改善系统稳定性。
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发电机励磁系统的任务
提高并联运行的稳定性
1 励磁对静态稳定的影响
力系统中各种运行工况的要求。
➢ 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。从改善电力系统运行 条件 和提高电力系统暂态稳定性来说，希望励磁功率单元具有较大的强 励能力和快速的响应能力。因此，在励磁系统中励磁顶值电压和电 压上升速度是两项重要的技术指标。
励磁顶值电压：励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压。与额 定励磁电压比，叫强励倍数。
UGe UG2
IEF2 IEF1
IQ
IQ1
IQ2
IG
Eq
UG
Eq UG jIG X d
Eq cos UG IQ X d
Eq UG IQ X d
负荷中的无功电流是造成Eq 和UG幅值差的主要原因。
同步发电机的励磁自动 控制系统就是通过不断 地调节励磁电流来维持 端电压在给定水平的。
无刷同步发电机交流励磁机的设计
无刷同步发电机交流励磁机的设计引言：一、无刷同步发电机的原理二、无刷同步发电机交流励磁机的基本结构三、设计步骤1.确定初始参数根据发电机需求，需要确定发电机的额定功率、电压、频率等参数。
2.确定励磁电流和磁场强度通过计算电压、电阻和功率之间的关系，确定励磁电流的大小。
根据励磁电流和发电机的设计磁场强度，可以计算出励磁机的磁场强度。
3.计算导体的尺寸和数量根据已知参数，计算出定子的内、外半径和长度。
根据定子的尺寸和发电机的设计功率，可以确定定子线圈的数量和线圈匝数。
4.计算铜导线的截面积和长度根据导线的材料和电阻特性，计算出需要的导线截面积和长度。
5.计算电枢电感根据电感的计算公式，可以计算出电枢的电感。
6.计算电感器的电容根据电容的计算公式，可以计算出电感器的电容。
7.设计转子的磁极根据磁场的需求，设计转子的磁极的形状和尺寸。
8.最终参数计算根据以上计算结果，计算出发电机的最终参数，包括转速、功率因数等。
四、设计注意事项1.在设计过程中需要考虑发电机的效率和稳定性，同时应避免因过高的转速而产生机械破坏。
2.在选取导线和磁体材料时，应考虑其导电性和耐热性。
3.定子的设计要合理，使得转子与定子之间能产生合适的磁场强度差。
4.需要进行电气和磁性仿真分析，以确保设计的准确性。
五、结论通过以上步骤的计算和设计，可以得到一台高效、稳定的无刷同步发电机交流励磁机。
这种设计不仅能满足发电需求，还具备较高的能量利用效率和发电稳定性，具有很大的应用潜力。
同步发电机自动调节励磁装置
图4.56 测量比较单元结构框图
(a)电路图
图4.47比较整定电路 (b)工作特性
图4.58 综合放大单元 (a)电流图 (b)工作特性
图4.59三相半控桥整流电路
(a)电路图 (b)元件导通顺序
图4.60 三相半控桥式整流电路的电压波形图
(a) 输入电压 (b) 触发脉冲 (c) 输出瞬时电压的波形图
因交流励磁机GE的励磁电流是由副励磁机 PGE提供的，所以称为他励式。 励磁过程：启励装置启动使副励磁机PGE 正常工作，PGE和励磁调节器经整流后 一起对交流励磁机GE供电，再由GE经整 流后对同步发电机提供励磁电流。 评价：比直流励磁机励磁系统容量大，但 结构较复杂，机轴较长，维护不方便。
1、自励式交流励磁机励磁系统（静止整流）
3、移相触发单元： 作用：将综合放大单元的输出电压UC按励 磁调节的要求转换为移相触发脉冲，使 控制角α 随UC的大小而变。 4、可控整流单元： 作用：根据控制角α 的大小，对整流状态 进行调整。 0 <α < 90º 时，为整流状态 90º <α < 180º 时，为灭磁状态
3.8微机型励磁调节器
励磁过程：永磁发电机和励磁调节器一起 对交流励磁机GE供电，GE经整流后对 同步发电机提供励磁电流。 评价：无炭刷无滑环，维护方便，适用于 大型机组，较可靠。但由于整流元件需 旋转，因此对整流元件的可靠性要求很 高。
三、静止励磁系统
1、自并励静止励磁系统（较好） TE：励磁变压器
励磁过程：启励装置启动，同步发电机开 始运行，励磁变压器TE和励磁调节器所 提供的电流，经整流器整流后，提供给 同步发电机作励磁电流。 优点：无励磁机，大量缩短机轴，励磁迅 速，适用于大、中型发电机。 （自复励很少采用）
发电机励磁机无刷励磁
发电机励磁机无刷励磁发电机励磁机无刷励磁1-简介1-1 励磁机无刷励磁的概念和原理1-2 励磁机无刷励磁的应用范围2-励磁机无刷励磁的工作原理2-1 励磁机无刷励磁系统的组成2-2 励磁机无刷励磁的工作原理2-3 励磁机无刷励磁的优势与不足3-励磁机无刷励磁的工作流程3-1 励磁机无刷励磁的启动流程3-2 励磁机无刷励磁的调节流程3-3 励磁机无刷励磁的停止流程4-励磁机无刷励磁的故障排除4-1 励磁机无刷励磁系统故障的分类4-2 励磁机无刷励磁系统故障的常见原因4-3 励磁机无刷励磁系统故障的解决方法5-励磁机无刷励磁的维护与保养5-1 励磁机无刷励磁的定期检查和维护5-2 励磁机无刷励磁的注意事项6-附件6-1 相关图表6-2 技术规格说明书注释:1-励磁机无刷励磁：指发电机励磁系统中采用无刷励磁机实现励磁的方式。
2-励磁机无刷励磁系统：包括了无刷励磁机、控制系统及相关设备的整体励磁系统。
3-励磁机无刷励磁的启动流程：启动励磁机无刷励磁系统所需要进行的步骤和流程。
4-励磁机无刷励磁的调节流程：调节励磁机无刷励磁系统工作状态的过程和方法。
5-励磁机无刷励磁的停止流程：停止励磁机无刷励磁系统工作的步骤和流程。
6-励磁机无刷励磁系统故障的分类：对励磁机无刷励磁系统故障进行分类和归纳。
7-励磁机无刷励磁系统故障的常见原因：励磁机无刷励磁系统故障出现的常见原因。
8-励磁机无刷励磁系统故障的解决方法：解决励磁机无刷励磁系统故障的步骤和方法。
9-励磁机无刷励磁的定期检查和维护：对励磁机无刷励磁系统进行定期检查和维护的方法和内容。
10-励磁机无刷励磁的注意事项：使用励磁机无刷励磁系统时需要注意的事项和注意事项。
附件:1-图表一: 励磁机无刷励磁系统的示意图2-图表二: 励磁机无刷励磁系统的电路图3-技术规格说明书: 励磁机无刷励磁系统的详细技术规格说明。
同步发电机控制屏和励磁屏操作程序
同步发电机控制屏和励磁屏操作程序
一、合上刀开关，用电网电压转换开关检测三相电压是否平衡。
二、用电动或手动打开水轮机调速器，使发电机转速接近额定转速。
三、合上励磁开关，将励磁调节旋钮调至适当位置，将空负开关指向负位置。
四、将励磁保护开关打开（向左）它励开关进行励磁（向左），起励完成后将它励开关和励磁保护开关退回零位。
五、用水轮机调速器电动或手动将发电机频率调至50Hz。
六、用励磁调节旋钮将发电机电压调到与电网一致。
七、用电机电压转换开关检测电机三相电压是否平衡。
八、打开同期开关，同时打开自动开网仪开关，按下投运按键，按下开按键。
九、并网完成后关闭同期开关（向右），同时打开报警开关（向左）。
十、用调速器（电动或手动）慢慢增加负载，同时用励磁调节旋钮增加励磁，使负载和功率因数保持在理想位置。
十一、解列：
1、用调速器慢慢减小发电机负载，同时减小励磁，待发电机电流或功率接近零时，按下解列按钮。
2、关闭励磁开关。
3、关闭报警开关。
4、拉下刀开关。
发电机无刷励磁系统
第一章：励磁系统概述第一节：同步发电机励磁系统介绍它励可控硅励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。
但是，随着电力系统装机容量的增大，快速保护的应用，故障切除时间的缩短，它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显。
自并励可控硅励磁系统的优点是结构简单，元部件少，其励磁电源来自机端变压器，无旋转部件，运行可靠性高，维护工作量小。
且由于变压器容量的变更比交流励磁机的变更更简单、容易，因而更经济，更容易满足不同电力系统、不同电站的暂态稳定水平对励磁系统强励倍数的不同要求。
它励可控硅励磁系统的缺点是由于交流励磁机是非标准产品，难以标准化，即使是同容量的发电机，尤其是水轮发电机，由于水头、转速的不同，强励倍数的不同，交流励磁机的容量、尺寸也不同，因此，价格较自并励可控硅励磁系统贵。
另外它励可控硅励磁系统与自并励可控硅励磁系统相比较，元部件多，又有旋转部件，可靠性相对较低，运行维护量大。
自并励可控硅励磁系统的缺点是它的励磁电源来自发电机端，受发电机机端电压变化的影响。
当发电机机端电压下降时其强励能力下降，对电力系统的暂态稳定不利。
不过随着电力系统中快速保护的应用，故障切除时间的缩短，且自并励可控硅励磁系统可以通过变压器灵活地选择强励倍数，可以较好地满足电力系统暂态稳定水平的要求。
综合考虑技术和经济两方面因素，推荐在发电机组采用自并励快速励磁方式。
为验证其正确性，通过稳定计算研究了满发时发电机组采用自并励励磁方式的稳定情况，计算结果表明，发电机组采用自并励励磁方式可满足系统稳定的要求，但必须同时加装电力系统稳定器(PSS)。
直流机励磁方式是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。
其中直流发电机称为直流励磁机，其优点是与无励磁机系统比较，厂用电率较低。
缺点是直流励磁机存在整流环，功率过大时制造有一定困难，100MW以上汽轮发电机组难以采用。
励磁系统的工作流程
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本技术提供了一种同步发电机无刷励磁调节系统，所述励磁调节系统包括发电机、励磁变压器、励磁绕组智能整流模块、电压/电流互感器、励磁调节器和终端；所述励磁调节器包括信号采集单元、PLC调节控制器、同步脉冲控制单元、D/A模块、按键输入模块、显示模块、报警模块和通信单元，所述PLC调节控制器根据所述信号采集单元采集到的相关信息，判断所述发电机所处的工作状态，进而选择最优控制方法，经运算得到相应的移相控制信号，再由所述D/A模块转换成模拟控制电压，送到所述励磁绕组智能整流模块。
本技术提供一种同步发电机无刷励磁调节系统，能够根据机组运行状态选择最优励磁控制方法，挺高了励磁系统的可靠性。
权利要求书1.一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述励磁调节系统包括发电机、励磁变压器、励磁绕组智能整流模块、电压/电流互感器、励磁调节器和终端，所述电压/电流互感器与所述励磁调节器的输入端连接，所述励磁调节器分别与所述励磁绕组智能整流模块、所述终端连接；所述励磁调节器包括信号采集单元、PLC调节控制器、同步脉冲控制单元、D/A模块、按键输入模块、显示模块、报警模块和通信单元，所述PLC调节控制器分别与所述信号采集单元、所述同步脉冲控制单元、所述按键输入模块、所述显示模块、所述报警模块和所述通信单元相连接，所述D/A模块与所述同步脉冲控制单元相连接；所述PLC调节控制器根据所述信号采集单元采集到的发电机运行参数、灭磁开关、断路器的开关量信号以及所述按键输入模块输入的控制信号，判断所述发电机所处的工作状态，进而选择相应的最优化控制方法，经运算得到相应的移相控制信号，再由所述D/A模块转换成模拟控制电压，最后送到所述励磁绕组智能整流模块。
2.根据权利要求1所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述信号采集单元能准确测量电网电压、机端电压、励磁电压、定子电流、转子电流的实时电量信号以及灭磁开关、断路器的开关量信号，并将测得信号转化为数字信号，通过RS-485总线传送至所述PLC调节控制器；所述信号采集单元采用了电磁隔离和光电隔离技术，能够保证电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。
3.根据权利要求1所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述PLC调节控制器采用西门子S7-300PLC，运算能力强，并具有存储功能，能够通过所述按键输入模块、所述终端实现参数设置、参数查询、历史查询功能。
4.根据权利要求1或3所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述PLC调节控制器，根据接收的运行参数判断所述发电机是否正常工作，若发生异常，所述励磁调节器选择相应的控制方法，进而控制所述励磁绕组智能整流模块的工作状态，将相应的异常或故障以及设备运行参数生成报警信息通过所述显示模块显示，通过所述报警模块发出报警信号，并通过所述通信单元发送给所述终端。
5.根据权利要求4所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述PLC调节控制器具有两个工作通道，正常时采用自动通道运行，发生故障时切换到备用通道运行，所述备用通道为模拟通道。
6.根据权利要求4所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述PLC调节控制器有两种运行方式：恒定电压和恒定励磁电流调节运行方式，两种运行方式能够在线无波动切换，当PT断线时自动切换到恒励磁电流运行方式运行。
7.根据权利要求1所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述同步脉冲控制单元采用TC787集成相控芯片实现所述PLC调节控制器的移相功能。
8.根据权利要求1所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述通信单元，能够将所述励磁调节器的采集的相关信息、工作状态传输给所述终端；所述通信单元还能够接收所述终端发送的查询信息并将其转发给所述PLC调节控制器，所述PLC调节控制器根据收到的查询信息判断是否是预设的终端所发，若是，则生成相应的信息并通过所述通信单元发送给所述终端。
9.根据权利要求1所述的一种同步发电机无刷励磁调节系统，其特征在于，所述终端为电脑或手机。
技术说明书一种同步发电机无刷励磁调节系统技术领域本技术属于电力控制系统技术领域，特别涉及一种同步发电机无刷励磁调节系统。
背景技术在电力系统中，励磁控制系统是极为重要的设备，无论是在稳态运行还是在暂态运行过程中，发电机的励磁系统将直接影响发电机、发电厂甚至整个电网运行的可靠性、安全性和稳定性。
同步发电机的励磁系统一般由两个部分组成。
一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称之为励磁功率输出部分(或称为功率单元)。
另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，以满足运行的需要，它包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁或自动灭磁等，一般称为励磁控制单元。
传统的励磁调节器大多是以单片机为核心，采用电压偏差的PID控制算法。
随着发电机容量的增大以及远距离输电线路不断增多，这类调节器已经难以适应电力系统运行的稳定性和可靠性要求。
现阶段励磁系统故障占发电机故障的一半以上，励磁系统故障仍是发电机故障停机和非计划停运的主要原因。
如何提高励磁系统可靠性仍是迫切需要解决的重要问题，而励磁调节器又是励磁系统中最重要的部分，它的可靠性直接关系到励磁控制系统的可靠性。
技术内容本技术提供一种同步发电机无刷励磁调节系统，能够根据机组运行状态选择最优励磁控制方法，挺高了励磁系统的可靠性，进而提升电力系统的稳定性和可靠性。
本技术具体为一种同步发电机无刷励磁调节系统，所述励磁调节系统包括发电机、励磁变压器、励磁绕组智能整流模块、电压/电流互感器、励磁调节器和终端，所述电压/电流互感器与所述励磁调节器的输入端连接，所述励磁调节器分别与所述励磁绕组智能整流模块、所述终端连接；所述励磁调节器包括信号采集单元、PLC调节控制器、同步脉冲控制单元、D/A 模块、按键输入模块、显示模块、报警模块和通信单元，所述PLC调节控制器分别与所述信号采集单元、所述同步脉冲控制单元、所述按键输入模块、所述显示模块、所述报警模块和所述通信单元相连接，所述D/A模块与所述同步脉冲控制单元相连接；所述PLC调节控制器根据所述信号采集单元采集到的所述发电机运行参数、灭磁开关、断路器等开关量信号以及所述按键输入模块输入的控制信号，判断所述发电机所处的工作状态，进而选择相应的最优化控制方法，经运算得到相应的移相控制信号，再由所述D/A模块转换成模拟控制电压，最后送到所述励磁绕组智能整流模块。
所述信号采集单元能准确测量电网电压、机端电压、励磁电压、定子电流、转子电流等实时电量信号以及灭磁开关、断路器等开关量信号，并将测得信号转化为数字信号，通过RS-485总线传送至所述PLC调节控制器；所述信号采集单元采用了电磁隔离和光电隔离技术，能够保证电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。
所述PLC调节控制器，根据接收的运行参数判断所述发电机是否正常工作，若发生异常，所述励磁调节器选择相应的控制方法，进而控制所述励磁绕组智能整流模块的工作状态，将相应的异常或故障以及设备运行参数生成报警信息通过所述显示模块显示、通过所述报警模块发出报警信号，并通过所述通信单元发送给所述终端。
所述PLC调节控制器采用西门子S7-300PLC，运算能力强，并具有存储功能，能够通过所述按键输入模块、所述终端实现参数设置、参数查询、历史查询功能。
所述PLC调节控制器具有两个工作通道，正常时采用自动通道运行，发生故障时切换到备用通道运行，所述备用通道为模拟通道。
所述PLC调节控制器有两种运行方式：恒定电压和恒定励磁电流调节运行方式，两种运行方式能够在线无波动切换，当PT断线时自动切换到恒励磁电流运行方式运行。
所述同步脉冲控制单元采用TC787集成相控芯片实现所述PLC调节控制器的移相功能。
所述通信单元，能够将所述励磁调节器的采集的相关信息、工作状态传输给所述终端；所述通信单元还能够接收所述终端发送的查询信息并将其转发给所述PLC调节控制器，所述PLC 调节控制器根据收到的查询信息判断是否是预设的终端所发，若是，则生成相应的信息并通过所述通信单元发送给所述终端。
所述终端为电脑或手机。
附图说明图1为本技术一种同步发电机无刷励磁调节系统的结构示意图。
具体实施方式下面结合附图对本技术一种同步发电机无刷励磁调节系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本技术的励磁调节系统包括发电机、励磁变压器、励磁绕组智能整流模块、电压/电流互感器、励磁调节器和终端，所述电压/电流互感器与所述励磁调节器的输入端连接，所述励磁调节器分别与所述励磁绕组智能整流模块、所述终端连接；所述励磁调节器包括信号采集单元、PLC调节控制器、同步脉冲控制单元、D/A模块、按键输入模块、显示模块、报警模块和通信单元，所述PLC调节控制器分别与所述信号采集单元、所述同步脉冲控制单元、所述按键输入模块、所述显示模块、所述报警模块和所述通信单元相连接，所述D/A模块与所述同步脉冲控制单元相连接；所述PLC调节控制器根据所述信号采集单元采集到的所述发电机运行参数、灭磁开关、断路器等开关量信号以及所述按键输入模块输入的控制信号，判断所述发电机所处的工作状态，进而选择相应的最优化控制方法，经运算得到相应的移相控制信号，再由所述D/A模块转换成模拟控制电压，最后送到所述励磁绕组智能整流模块。
所述信号采集单元能准确测量电网电压、机端电压、励磁电压、定子电流、转子电流等实时电量信号以及灭磁开关、断路器等开关量信号，并将测得信号转化为数字信号，通过RS-485总线传送至所述PLC调节控制器；所述信号采集单元采用了电磁隔离和光电隔离技术，能够保证电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。
所述PLC调节控制器，根据接收的运行参数判断所述发电机是否正常工作，若发生异常，所述励磁调节器选择相应的控制方法，进而控制所述励磁绕组智能整流模块的工作状态，将相应的异常或故障以及设备运行参数生成报警信息通过所述显示模块显示、通过所述报警模块发出报警信号，并通过所述通信单元发送给所述终端。
所述PLC调节控制器采用西门子S7-300PLC，具有较强的运算能力，并具有一定的存储功能，能够通过所述按键输入模块、所述终端实现参数设置、参数查询、历史查询功能。
所述PLC调节控制器具有两个工作通道，正常时采用自动通道运行，发生故障时切换到备用通道运行，所述备用通道为模拟通道。
所述PLC调节控制器有两种运行方式：恒定电压和恒定励磁电流调节运行方式，两种运行方式能够在线无波动切换，当PT断线时自动切换到恒励磁电流运行方式运行。
所述同步脉冲控制单元采用TC787集成相控芯片实现所述PLC调节控制器的移相功能。
所述通信单元，能够将所述励磁调节器的采集的相关信息、工作状态传输给所述终端；所述通信单元还能够接收所述终端发送的查询信息并将其转发给所述PLC调节控制器，所述PLC 调节控制器根据收到的查询信息判断是否是预设的终端所发，若是，则生成相应的信息并通过所述通信单元发送给所述终端。