基于PLC的双挑式水电机组控制系统设计

【摘要】：水电站监控系统是当代水电站实现综合自动化的基础,是实现水电站无人值班(或少人值守)的前提条件。随着当代计算机技术和电子技术的日益成熟和迅速发展,性能先进且运行稳定可靠的水电站监控系统得到了广泛的应用。对于小水电站既要提高其运行的自动化程度又要减少投资,是小型水电站建设的一个重要原则。而采用PLC是水电厂计算机监控的一个重要组成部分,是适用于工业现场的控制设备,是水电厂计算机监控系统的核心元件,其性能好坏直接决定了整个监控系统工作性能的优劣。 本课题是以某小水电站为研究对象,详尽的介绍了电站的监控系统的设计和组成。论文分析了我国小水电站监控技术发展的过程。根据电站的具体参数进行了机组的选型和调速系统的构造,基于节约投资和“新技术、新设备”的精神选用了双挑式机组,调速设备选用全数字可编程力矩电机调速器。阐述了水电监控系统的设计要求,分析了适用于小水电站的监控系统的结构并确定了该电站的监控结构,随之进行该系统的整体设计,即控制结构的选择、现地控制单元各功能模块的实现等。第四章阐述PLC的软件设计,系统采用技术成熟的三菱FX2N系列PLC作为控制器,来完成水轮机组的启动、停止、调节等功能。第五章是触摸屏画面的制作过程,设计了水轮发电机组操作流程的人机界面。最后客观地评价本系统各方面的性能和不足,并对未来的发展前景进行了展望。 目前本控制系统已成功投入运行,实际运行的监测数据证明了本系统能够满足预定的应用需求,达到了预期效果。该系统性能优越,己使电站赢得了很大的经济效益,并实现了真正的“无人值班、少人值守”。 【关键词】：监控系统 PLC 双挑式机组 触摸屏
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TV736
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 水电行业发展概况10-12
• 1.1.1 课题的科学意义和应用前景10
• 1.1.2 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.2 小水电站监控系统发展概况12-13
• 1.2.1 水电站监控系统现状12
• 1.2.2 小水电站监控系统的采用情况12-13
• 1.3 可编程控制器技术的现状和发展趋势13-14
• 1.3.1 可编程控制器的主要特点13-14
• 1.4 本论文研究的背景和研究意义14-15
• 1.5 本文研究的内容15-17
• 第2章 水利发电系统原理与配置17-30
• 2.1 水利发电过程17-19
• 2.1.1 水力发电厂的特点17
• 2.1.2 水力发电厂的基本型式17-18
• 2.1.3 水力发电厂的构成18-19
• 2.2 水电站基本情况19-22
• 2.2.1 工程概况19
• 2.2.2 机组方案选择19-22
• 2.3 双挑机组协调方案确定22-25
• 2.3.1 两台机组协调23
• 2.3.2 本次研究机组改进内容23-24
• 2.3.3 机组的效率分析24
• 2.3.4 投资分析24-25
• 2.4 调速器的选择25-28
• 2.4.1 主要技术指标及参数整定范围25-26
• 2.4.2 电气部分26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 小水电自动控制系统部分环节的设计与实现30-39
• 3.1 水电站监控系统的设计要求30
• 3.2 控制系统设计30-33
• 3.2.1 监控系统结构设计30-31
• 3.2.2 上层集中控制层的功能31-32
• 3.2.3 现地控制保护层的功能32-33
• 3.3 控制系统硬件选型33-38
• 3.3.1 可编程序控制器PLC33-34
• 3.3.2 微机调速器34
• 3.3.3 转速信号单元34-35
• 3.3.4 微机励磁装置35
• 3.3.5 温度巡检仪35
• 3.3.6 自动准同期装置35-36
• 3.3.7 各保护及测控单元36-37
• 3.3.8 触摸式图形终端选择37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 软件设计39-51
• 4.1 PLC编程软件39-40
• 4.1.1 GX DEVELOPER编程语言简介40
• 4.1.2 PLC信号采集处理的实现40
• 4.2 PLC应用系统设计流程40-41
• 4.3 软件设计41-49
• 4.3.1 开机模块41-44
• 4.3.2 停机模块44-46
• 4.3.3 画面显示模块46-47
• 4.3.4 A/D采样模块47-48
• 4.3.5 清除事故数据48
• 4.3.6 定值切换问题48-49
• 4.4 地址分配49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 人机接口的设计51-62
• 5.1 人机接口简介51
• 5.1.1 丰富的画面显示功能51
• 5.1.2 监视功能51
• 5.1.3 数据采样与报警功能51
• 5.2 人机界面在系统中的地位51
• 5.3 人机界面的功能要求51-53
• 5.4 人机接口界面设计53-61
• 5.4.1 监控主画面的设计53-54
• 5.4.2 机组控制功能的实现54-61
• 5.5 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士期间所发表的论文67-68
• 致谢68-69
• 个人简历69

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