可編程控制器在水電廠的應(yīng)用

　　1概況

　　龔嘴水力發(fā)電總廠位于四川省境內(nèi)的大渡河上,目前由龔嘴和銅街子兩個電站構(gòu)成梯級水力發(fā)電,其中龔嘴電站裝機(jī)容量7×100MW,銅街子電站裝機(jī)容量4×150MW,總裝機(jī)容量1300MW。龔嘴水電站分為上下廠房,上廠房為壩后式明廠房,裝機(jī)容量4×100MW,下廠房為洞內(nèi)式廠房,裝機(jī)容量3×100MW;銅街子電站位于龔嘴電站下游約33km,也為壩后式明廠房。龔嘴水力發(fā)電總廠基地位于樂山市沙灣區(qū),距離龔嘴電站約37km,距離銅街子電站約32km。

　　1995年,龔嘴水力發(fā)電總廠被國家電力公司列為第二批無人值班試點(diǎn)單位。為實(shí)現(xiàn)“無人值班(少人值守)”,龔嘴水力發(fā)電總廠從1996年開始全面對龔、銅兩站進(jìn)行綜合自動化改造,改造后兩電站實(shí)現(xiàn)在沙灣梯調(diào)中心控制龔、銅兩站,全計(jì)算機(jī)監(jiān)控。

　　2可編程控制器簡介

　　可編程控制器(簡稱PLC)在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用已有相當(dāng)長的歷史,現(xiàn)已發(fā)展成為一項(xiàng)非常成熟的工控技術(shù),它具有邏輯定序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算、控制、信號及報(bào)警、保護(hù)、遠(yuǎn)動和遠(yuǎn)傳等多種功能,其靈活性、可靠性、易編程、易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛得到承認(rèn),在火電、水電、變電站和化工、冶金、機(jī)械等各行各業(yè)中已大量應(yīng)用了PLC技術(shù)。目前,我國市場上的PLC產(chǎn)品種類繁多。我廠選用最多的是三菱電機(jī)可編程控制器(FX系列)。下面以三菱電機(jī)可編程控制器(FX系列)為例,簡要介紹這種PLC基本組成及性能:

　　2.1基本邏輯指令

　　基本邏輯指令包括運(yùn)算開始、串聯(lián)連接、并聯(lián)連接、電路塊串聯(lián)連接、電路塊并聯(lián)連接、線圈驅(qū)動指令、空操作、線圈接通保持指令、線圈接通清除指令、運(yùn)算記憶、記憶讀出及復(fù)位和程序結(jié)束等基本指令。

　　2.2步進(jìn)順控指令

　　STL(繼電器階梯圖或步進(jìn)階梯圖)是一種擺脫具體的機(jī)械動作易于理解的表達(dá)圖。使用者即使不進(jìn)行復(fù)雜的程序設(shè)計(jì),也能極其簡單地對程序控制器進(jìn)行編程。STL圖完全以繼電器階梯圖的形式表示,具有綜合表達(dá)負(fù)載驅(qū)動電路與轉(zhuǎn)移條件電路的特點(diǎn)。流程的形式有單流程、選擇性分支與匯合流程、跳轉(zhuǎn)流程、并行分支與匯合流程、中間狀態(tài)STL、初始狀態(tài)STL和運(yùn)行模式的選擇控制。

　　2.3軟元件功能

　　組成有輸入、輸出繼電器XY,輔助繼電器M,狀態(tài)元件S,指針P/I,常數(shù)處理K/H,定時(shí)器T,計(jì)數(shù)器C,數(shù)據(jù)寄存器D,變址寄存器Z/V。

　　2.4應(yīng)用指令

　　應(yīng)用指令包括程序流程、傳送和比較指令、算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令、循環(huán)與移位、數(shù)據(jù)處理、高速處理、方便指令、外部I/O設(shè)備和外部模塊。

　　2.5特殊軟元件

　　PC狀態(tài)、時(shí)鐘、標(biāo)志、步進(jìn)順控、禁止中斷、出錯檢測、高速表、功能擴(kuò)展、脈沖捕捉、替代功能、內(nèi)部增/減計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。

　　2.6編程語言

　　PLC應(yīng)用技術(shù)的主要內(nèi)容之一是編寫應(yīng)用程序,而梯形圖語言則是使用得最多的一種編程語言。PLC梯形圖是由傳統(tǒng)的電氣控制電路原理圖演變來的,所以容易被廣大技術(shù)人員接受和掌握。梯形圖和電氣控制電路原理圖的主要相同之處是:(1)圖形結(jié)構(gòu)形式相同,都是展開電路原理圖,傳統(tǒng)的電氣控制電路原理圖可以看成是繼電器梯形圖;而用于PLC編程時(shí)則稱為PLC梯形圖。(2)繼電器梯形圖中使用的是各種控制電器的圖形符號LC梯形圖中則使用PLC內(nèi)部資源-編程元件的等效電路符號。(3)信號輸入、輸出形式及控制功能相同,都是將輸入信號經(jīng)過電路的邏輯運(yùn)算后輸出,完成一定的控制功能。兩者的主要不同之處是:(1)工作方式不同。繼電器梯形圖是各支路上同時(shí)加上電源的并行工作方式LC梯形圖是順序掃描的串行工作方式。(2)觸點(diǎn)的可用數(shù)量不同。硬件繼電器中的動作觸點(diǎn)數(shù)量只是那么有限的幾對;而軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的,可以任意次使用。(3)編程方式不同。在繼電器梯形圖中是用繼電器有限的觸點(diǎn)數(shù)量,僅考慮各元件之間的動作順序,適當(dāng)設(shè)置相互制約條件LC梯形圖是順序掃描工作方式,沒有并行支路同時(shí)動作問題,但要求考慮正確的動作步序,盡量減少程序步數(shù)。PLC梯形圖編寫