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摘要：可編程'>編程控制技術是在微處理器基礎上發展起來的新型控制設備，由于它將微機控制技術與繼電器控制技術融合在一起，所以具有技術先進、性能可靠、接線簡單、使用和維護方便等優點，在水電廠電氣控制中應用越來越廣泛。目前，新建電廠大多數直接采用這種控制設備，進步了設備的自動化控制水平。

關鍵詞：水電廠；可編程'>編程控制器；設計；模塊

隨著計算機技術的不斷發展，水電廠自動化水平也在逐步進步，對于電站監控設備的自動化水平和可靠性提出了很高的要求。可編程控制器是目前控制領域中使用最為廣泛的控制裝置之一。

水電廠的自動操縱系統應用了可編程控制系統（PC）進行機組操縱控制，突破了傳統的繼電器硬線邏輯控制，可編程實際上是一種有邏輯控制的“軟繼電器”，實現了以PC為核心的計算機監控系統。

1選型

通過廣泛的收集資料和調查，基于各種理由，中小型水電廠常選擇國內及中外合資生產的可編程控制設備。

水電廠采用SU—5、6系列中檔PC機，模塊化結構，采用16位微化處理器，最大I/O點數分別達到256和512，除具有一般開關量模塊外，還可配備模擬量模塊、高速記數模塊、中斷輸進模塊和通訊模塊，尤其強大的通訊功能是一般中檔PC機不具備的，具有較高的性價比。

2設計

2.1模塊配置

考慮到目前要能方便地實現以PC機為基礎的計算機監控，同時預留一定數目的機箱槽口和位置，方便今后的擴充，PC依靠這些模塊可實現功能上的擴展。

可編程作為“新一代繼電器”，控制程序不宜太復雜，牽涉面也不宜太廣，PC的輸進輸出模塊有8點、16點和32點三種，為了使機箱不占用過大空間，又使接線方便，常選擇16點模塊。

2.2電源設計

電源很大程度上影響了PC的可靠性，幾乎所有的PC都要配用自己的電源，電廠除了有一套DC220V電源供操縱、保護使用外，還設置一套DC24V電源供模擬信號及PC用，PC模塊均選用DC24V電壓級。采用DC24V信號，較低的電源電壓可降低本錢，調試也變得相當便利、安全。DC24V的輸進、輸出回路電氣上與DC220V操縱回路、信號回路隔離開來，用不同的電纜連接。

2.3輸出模塊及出口繼電器

PC機的輸出模塊有繼電器、晶體三極管、可控硅等三種輸出形式。水電廠機組自動控制過程中，其輸出控制對象大多是電磁閥、跳合閘電磁線圈等，工作在開關狀態，含有電磁瞬變過程，而且操縱電壓多為DC220V，輕易引起操縱過電壓，宜選用繼電器型輸出模塊。輸出主要選用繼電器輸出，以盡可能直接用于驅動執行。在輸出模塊后，設置了出口繼電器，即使操縱回路出現故障，不致直接損壞輸出模塊。出口繼電器選擇體積小、接點容量盡可能大，帶插拔式安裝插座，便于更換。

綜上所述，某廠發電機機旁PC配置圖如圖1所示。
CPU模塊SU-6B-CDC24V
通訊模塊U-01DMDC24V
輸進模塊U-05NDC24V，16點
輸出模塊U-05TDC24V，16點
空模塊DC24V，16點
編程器S-01P手持式，1臺

2.4程序設計

PLC的軟件由系統治理程序和用戶應用程序兩部分組成，操縱回路的所有邏輯關系均由PC軟件完成，重要回路設置由手動操縱回路，PC程序直接依照梯形圖編制（梯形圖中的I表示輸進接點，M表示內部繼電器，Q表示輸出接點）可編程的開機過程梯形圖，如圖2所示。

當上位計算機發出開機命令后，發電機組控制器查詢各開關狀態，如開關狀態不滿足開機條件，則控制器向上位機應答命令錯誤，并退出該操縱；當開關狀態符合開機條件，確認后執行該操縱。

機組起動要滿足以下條件：機組事故引出繼電器未動作，M020常閉接點接通；斷路器未合閘，M006常閉接點接通；制動系統無壓力（41YX），I000閉合；停機繼電器未動作，M004常閉接點閉合；開機繼電器未動作，M003常閉接點接通。以上起動預備條件具備，起動預備繼電器M002線圈帶電，常開接點閉合，Q001輸出及41QZJ起動預備繼電器動作，41BD信號燈亮，表明起動完成。此時，可在中控室利用41KK（I001）控制開關；在機旁PC盤利用41KA（I002）按鈕；在微機室利用開、停機畫面，經過比較，滿足條件后特殊繼電器SP061常開接點閉合、計算機鍵盤發出開機命令M100輸進信號脈沖，M100常開接點閉合、M003閉合、開機繼電器M003線圈帶電，其常開接點閉合。通過M003開機繼電器、M004停機繼電器常閉接點、M007發電狀態繼電器常閉接點，實現自保持；M003閉合使輸出繼電器Q002輸出開總冷卻水，冷卻水投進，并使開機繼電器41JQJ動作。寫進開機寄存器R1720指令，寄存器復位，完成開機過程。

3可編程序控制器的特點

可靠性高，抗干擾能力強。由于PLC由帶有光電耦合環節的高抗干擾的輸進輸出接口電路構成，PC在惡劣工作環境下有較高的抗干擾能力，其部件有較長的工作壽命，出現故障恢復時間較短。

接線簡單，維護檢驗方便。由于輸進輸出接點只需接在PC的輸進輸出模塊上，而常規繼電器還需在繼電器之間進行接線。控制功能通過軟件編程實現，控制回路的接線簡單，可減少由于接線引發的故障，檢查判定故障迅速，易于維護。

較強的靈活性和擴展性。可實現復雜的控制功能，由于PC內部具有很多的“軟繼電器”，定時器、計數器等，所以更改控制功能只要修改程序，而不需要改變接線，即可方便的進行控制方式的更改或完善。

設計工作量少，安裝和調試周期短。由于省往了部分繼電器，控制盤大為簡化，從程序輸進、接線到單個回路調試，比常規繼電器控制大大縮短了調試時間，而且編程器有在線調試、自動插進、語法檢測等功能，給安裝、調試帶來很多方便，節省了大量的工作。

方便的通訊功能。便于實現與其他控制系統的接口，擴大控制系統的功能。PC與上位計算機可以進行數據通訊，機組自動操縱過程中開關量狀態可在上位機進行監視，同時，上位計算機也可以對PC發出各種指令，如開、停機操縱等。

4結束語

由于現場安裝、配線和調試方便，其輸出有停電保持功能，其工作可靠，性能穩定，可編程控制技術近年來已在很多中小型水電廠得到廣泛的應用。