可编程控制器的应用.docx

《可编程控制器的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程控制器的应用.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、可编程控制器的应用hesp导语：龚嘴水力发电总厂位于四川省境内的大渡河上,目前由龚嘴和铜街子两个电站构成梯级水力发电,其中龚嘴电站装机容量7100MW,铜街子电站装机容量4150MW,总装机容量1300MW。1概况龚嘴水力发电总厂位于四川省境内的大渡河上,目前由龚嘴和铜街子两个电站构成梯级水力发电,其中龚嘴电站装机容量7100MW,铜街子电站装机容量4150MW,总装机容量1300MW。龚嘴水电站分为上下厂房,上厂房为坝后式明厂房,装机容量4100MW,下厂房为洞内式厂房,装机容量3100MW;铜街子电站位于龚嘴电站下游约33km,也为坝后式明厂房。龚嘴水力发电总厂基地位于乐山市沙湾区,间隔龚

2、嘴电站约37km,间隔铜街子电站约32km。1995年,龚嘴水力发电总厂被国家电力公司列为第二批无人值班试点单位。为实现“无人值班少人值守,龚嘴水力发电总厂从1996年开场全面对龚、铜两站进展综合自动化改造,改造后两电站实如今沙湾梯调中心控制龚、铜两站,全计算机监控。b2可编程控制器简介/b可编程控制器简称PLC在工业控制领域应用已有相当长的历史,现已开展成为一项非常成熟的工控技术,它具有逻辑定序、定时、计数、运算、控制、信号及报警、保护、远动和远传等多种功能,其灵敏性、可靠性、易编程、易调节等优点已广泛得到成认,在火电、水电、变电站和化工、冶金、机械等各行各业中已大量应用了PLC技术。目前,

3、我国市场上的PLC产品种类繁多。我厂选用最多的是三菱电机可编程控制器FX系列。下面以三菱电机可编程控制器FX系列为例,扼要介绍这种PLC根本组成及性能:2.1根本逻辑指令根本逻辑指令包括运算开场、串联连接、并联连接、电路块串联连接、电路块并联连接、线圈驱动指令、空操纵、线圈接通保持指令、线圈接通去除指令、运算记忆、记忆读出及复位和程序完毕等根本指令。2.2步进顺控指令STL继电器阶梯图或者步进阶梯图是一种摆脱详细的机械动作易于理解的表达图。使用者即使不进展复杂的程序设计,也能极其简单地对程序控制器进展编程。STL图完全以继电器阶梯图的形式表示,具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。流程

4、的形式有单流程、选择性分支与集合流程、跳转流程、并行分支与集合流程、中间状态STL、初始状态STL和运行形式的选择控制。2.3软元件功能组成有输入、输出继电器XY,辅助继电器M,状态元件S,指针P/I,常数处理K/H,定时器T,计数器C,数据存放器D,变址存放器Z/V。2.4应用指令应用指令包括程序流程、传送和比拟指令、算术和逻辑运算指令、循环与移位、数据处理、高速处理、方便指令、外部I/O设备和外部模块。2.5特殊软元件PC状态、时钟、标志、步进顺控、制止中断、出错检测、高速表、功能扩展、脉冲捕捉、替换功能、内部增/减计数器和高速计数器。2.6编程语言PLC应用技术的主要内容之一是编写应用程

5、序,而梯形图语言那么是使用得最多的一种编程语言。PLC梯形图是由传统的电气控制电路原理图演变来的,所以轻易被广阔技术人员承受和把握。梯形图和电气控制电路原理图的主要一样之处是:1图形构造形式一样,都是展开电路原理图,传统的电气控制电路原理图可以看成是继电器梯形图;而用于PLC编程时那么称为PLC梯形图。2继电器梯形图中使用的是各种控制电器的图形符号LC梯形图中那么使用PLC内部资源-编程元件的等效电路符号。3信号输入、输出形式及控制功能一样,都是将输入信号经过电路的逻辑运算后输出,完成一定的控制功能。两者的主要不同之处是:1工作方式不同。继电器梯形图是各支路上同时加上电源的并行工作方式LC梯形

6、图是顺序扫描的串行工作方式。2触点的可用数目不同。硬件继电器中的动作触点数目只是那么有限的几对;而软继电器的触点数目是无限的,可以任意次使用。3编程方式不同。在继电器梯形图中是用继电器有限的触点数目,仅考虑各元件之间的动作顺序,适当设置互相制约条件LC梯形图是顺序扫描工作方式,没有并行支路同时动作问题,但要求考虑正确的动作步序,尽量减少程序步数。PLC梯形图编写时主要采用横画法,主要用等效电路和能流方向表示,编写中留意接点的排列顺序、线圈的排列顺序、线圈右侧不允许串有接点以及接点的排列要符合能流规那么等。2.7三菱可编程控制器FX系列的根本性能运算控制方式:存储程序、反复运算方式;输入输出控制

7、方式:批处理方式;运算处理速度:根本指令0.48s/指令;应用指令数+数百s;指令数:根本指令20个、步进指令2个、应用指令228个;输入继电器:154点X0X267;输出继电器:84点Y0Y267;辅助继点器:M0M8255;状态继电器:S0S999;定时器:T0T255;计数器:C0C199;数据存放器0D7999。b3可编程控制器的应用/b我厂使用最多的可编程控制器是日本三菱公司消费的电机可编程控制器FX系列和美国A-B公司消费的SLC-5PLC。龚嘴水力发电总厂在综合自动化改造时,一方面采用先进的计算机监控系统,用动作灵敏、可靠性高、性能稳定的自动化元件代替原有的可靠性差、测值不准的自

8、动化元件。另一方面用PLC代替原有的水车自动盘、机组油压装置控制盘以及空压机、集水井控制盘等。利用PLC,既可以自成系统独立对相应设备进展监测控制,又能方便地与计算机监控系统进展数据交换,具有测值准确、故障率低、运行稳定等优点,使其在一般情况下可以独立运行,只在PLC发生故障的情况下,才由计算机监控系统对其相应设备进展干预控制。3.1配置与功能3.1.1空压机控制系统1配置:三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。电机控制及保护:空气开关、接触器、热保护元件带缺相保护。测控元件:压力变送器、电磁阀、电子流量开关、温度开关。2功能:系统的测控核心为PLC,它负责所有信息的处理

9、。所有监测开关量送入PLC输入口,变送器将测得的气压电信号送入PLC专用A/D转换模块进展数据处理。PLC按照预置程序完成对空压机系统的自动测量控制,实现空压机的自动启停、供水阀和压力气罐排污阀的自动控制。系统能记录各台空压机的累计运行次数、累计运行时间。3.1.2压油装置控制系统1配置:三菱可编程控制器FX2-80T、SGK沟通固态电机控制器、压力变送器、压差变送器、液位变送器、组合补气阀B302、压力开关。2功能:整套装置完成对压油装置的自动控制,实现对油泵的自动启停及自动补气,维持压力和油位在正常的工作范围内;自动运行时“工作和“备用泵自动循环,轮流担任,当“工作泵故障时,“备用泵自动顶

10、替。系统根据连续准确测量的油位和补气油位设定值,控制电磁补气阀组进展自动补气,至正常油位后停顿补气,并在压油罐油位及回油箱油位异常时,发出相应的故障信号。3.1.3集水井控制系统1配置:三菱可编程控器FX2-80T、4A/D模块、电源、继电器等。电机控制:软起动器、空气开关;控制元件:液位变送器、浮子开关、电磁阀常开式、热导式流量开关;2功能:PLC作为系统的测控核心,首先将液位变送器和浮子开关测得的水位信号进展自检和互检等数据处理。PLC按照预置程序,执行对水泵电机的启停控制,维持集水井中的水位正常并自动完成水泵电机的“工作备用状态切换。当水位到达备用水位及高水位时,发出相应信号。系统采用不

11、同测量原理的两种水位测量控制信号,液位变送器和浮子开关轮换担任“主态工作状态,运行中其中一个担任“主态出现故障时另一个自动顶替其运行;液位变送器和浮子开关组成的控制测量形式具互检功能。3.1.4变压器冷却器控制系统1配置:FX2-80MT可编程控制器、4A/D模块、温度变送器、温度开关、流量开关、压差变送器、电动阀。2功能:PLC根据主变负荷和3只温度开关与1只温度传感器送来的4个设定温度值,进展冷却器的启动和停顿控制与温度升高的予警和报警;对风冷式变压器冷却器实现对油泵和冷却器的自动启停,维持主变油温在正常的工作范围内;对水冷式变压器冷却器实现冷却器的自动启停,并能对冷却器淤堵进展报警,能自

12、动对冷却器冷却水进展正反向倒换。其运行方式除了按主变油温自动调节外,还自动执行定时逐台循环切换。当冷却器在运行中出现故障,测控装置还能自动进展“工作“备用状态的切换;同时,将报警信号上送给电站计算机监控系统。系统为了保证主变冷却器的事故停运动作可靠,对于3只温度开关与1只温度传感器的动作正确与否,测控装置除了进展自检与互检外,还要进展两者之间的三选二关联动作即:两只温度开关与1只温度传感器在事故温度时,必须有两个以上的输出量到达事故温度设定值,装置才会送出跳闸信号,否那么不会动作。3.1.5大坝溢洪门控制系统1系统构造及配置:该系统的构成为每个溢洪门由一套PLC控制,5套溢洪门的PLC连成PL

13、C网和大坝LCU-PLC相连;操纵控制既可在现地控制单元PLC的面板上进展操纵,也可在闸门LCU-PLC上进展操纵。现地PLC组成为:A-BSLC-5可编程控制器、电源、面板、通讯转换器1770-KF3、继电器、电磁阀、压力开关、位移传感器、空气开关、软起动控制器等。2功能:a数据收集运行监视大坝LCU和现地PLC均可收集并监测显示各压力、油位、闸门开度、自动化元件动作情况等,对油泵的运行状态、闸门位置等进展监视,出现故障或者异常时报警。压力传感器输出值直接接进PLC,由PLC输出各上限和下限控制接点。b闸门控制大坝LCU和现地PLC可独立执行确定的任务,PLC即使在脱离大坝LCU时仍能通过操

14、纵面板实现闸门的控制及显示,运行人员通过现地PLC控制面板上的触摸按钮进展闸门的开度设置,工作、备用泵切换,闸门的起升、下降、停顿的控制;可完成对弧门水封系统的水光滑装置自动控制。闸门的下沉上升通过PLC实现。当闸门处于任意设定位置时,由于漏油等原因发生下滑并超过200mm时,启开工作泵,闸门上升到原位置。假设工作泵故障,继续下滑到250mm时,备用泵启动,闸门上升到原位置。假设备用泵出现故障,继续下滑到300mm时,发报警信号。自动运行时,工作泵、备用泵自动循环,轮流担任,当工作泵故障时备用泵自动顶替工作。c现场PLC模拟量、开关量与大坝LCU共同享用,以确保两套系统自动平稳切换。现地单元P

15、LC故障时能自动平稳切换到大坝LCU工作,并报出故障信号,但不影响其它PLC的正常工作;在大坝LCU故障时,现地PLC能自动投入到独立工作状态。d保护功能溢洪闸门PLC监控系统可以根据收集的数据和运行情况确定闸门的运行是否正常,如发生电气或者机械方面异常,可根据不同情况保护动作,以防止设备的损坏、溢流门PLC控制电源由两段电源供电,且能自动切换。e通讯功能溢洪闸门PLC可作为计算机监控系统的一局部,可独立运行也可由计算机监控系统统一治理。3.2应用情况为实现“无人值班、少人值守,龚嘴水力发电总厂进展了综合自动化改造,对龚嘴和铜站辅机及公用设备进展了大量改造工作,在辅助设备控制系统改造中大量使用

16、了PLC技术,其中空压机自动测控系统在龚、铜两站高压、低压气机系统中使用了4套,机组压油装置自动测控系统在铜站使用了4套、龚站使用了7套,渗漏排水自动测控系统使用了9套,大坝溢洪门自动测控系统1套,主变冷却器5套。从以上投运的PLC装置的实际运行情况看,PLC装置运行平安、可靠、稳定;采用以可编程控制器为核心及高可靠的外围自动化元件组成的自动测控系统,彻底改变了传统的测控方式,它取代了传统的调整困难、轻易疲惫受损的接点压力表计、机械式压力继电器,这种全新的系统测控形式自动化程度高、运行可靠、功能齐全,具备完善的自动控制、保护及信息传递功能,能可靠地实现系统自身工作状态的自检,外围设备故障状况判

17、定,并具有较强的故障容错功能。全面地数据显示功能为检查和分析设备的运行情况提供根据,进而进步了综合治理程度。b4完毕语/b龚嘴水力发电总厂从1996年开场进展综合自动化改造工作,其目的是为实现水电站“无人值班、少人值守,而原有辅机控制很难知足“无人值班、少人值守的要求。在辅机及公用设备控制系统改造中,我厂选用PLC控制而没有采用计算机监控系统现地LCU进展控制有以下几点原因:1水电站辅助设备如压油装置、顶盖排水泵等即使在机组停机状态下,也要按其监视的工况自动控制启停,假如这些辅助设备控制全部由计算机监控系统来完成,势必要求机组LCU在停机状态时也不能退出检修,这时,对LCU的可靠性和可用率提出

18、了不实在际的要求,在技术上和经济上都是不可取的。目前,随着新技术的开展,已采用PLC实现控制以进步可靠性。当计算机监控系统暂时不可能与机组同步投运,或监控系统出现暂时故障而短时退出时,为保证机组的运行平安,除少数的辅助设备与机组运行同时工作的如技术供水系统、主轴密封水等可由机组LCU实现自动控制外,其它辅助设备宜分别设置专门的自动装置。2水电厂的公用设备主要包括高、低压气系统、排水系统等,这些设备安装位置分散,互相独立、自成系统,只需靠各自的自动化元件,按其监视状态和给定的运行方式独立进展控制,自动控制的逻辑比拟简单。为知足调试与运行治理的需要,一般都分别设制现地控制屏,假如将这些分散设备的自

19、动控制都集中到计算机监控系统的公用LCU上那么连接电缆增加很多,干扰难防,对公用LUC的可靠性要求太高,进而增加了计算机监控系统编程与调试的难度,使得自动控制难以实现。3PLC操纵简单、维护方便,PLC编程语言标准化,步进阶梯图易懂。4从经济方面来讲,PLC的价格较之一样测点数目的LCU模件的价格要低得多;在平安性方面,PLC由于具有上述可以自成系统独立对设备进展可靠监测控制的特点,即使计算机监控系统或者其它各系统发生故障不能运行时,也完全不会对该系统的正常工作造成影响。因此,采用以计算机监控为主再加上假设干个PLC小系统主要用作辅助设备及公用设备的监测控制组成整个电站的计算机监控系统的方式,无论从经济还是从平安的角度看,都是一种非常好的配置方法。0