水电站辅机设备及PLC控制
PLC控制在水电站有功调节中的应用
PLC控制在水电站有功调节中的应用1 引言随着中央提出大力发展清洁能源的建设并为激励农村和边远山区的进一步发展，国家对小水电事业给予越来越多的关注。
我国的小型水电站在近20年得到了极为迅速的发展，其中以万千瓦以下的小型水电站居多。
对这些小型水电站的监控保护和自动控制也显得尤为重要。
本文主要讲述了三菱FX2N系列PLC在水电站有功调节中的应用。
水电站的有功调节通常是通过调速器实现的，但当水轮机组并入电网运行时，对于单台发电机来说转速反馈几乎不起作用。
近年来，随着自动发电控制（AGC）的需要，有功功率在控制系统中的调节品质已成为当前电力系统自动化领域的突出问题。
2 系统组成本系统中控制的两台水轮发电机型号为SFW2500-10/1730、6.3kV/286A。
本系统采用分层分布式布局，配置如图1所示。
主要由2个机组监控屏、发电机保护屏、公用监控屏、主编线路保护屏和电量屏构成。
通讯采用高速以太网与上级调度、操作员工作站进行通讯。
其中公用监控屏由可编程控制器（由三菱FX2N-80MR和2个FX0N-16EX扩展模块组成）、自动准同期装置、触摸屏、电力测控仪和逆变电源组成，在公用监控屏中实现对发电机的有功调节。
图1 系统配置图3 控制要求在电力系统中，频率与电压是电能的2个主要质量指标，电力系统中的频率变化的主要原因是由于有功功率不平衡引起的。
系统的负荷经常发生变化，要保持系统的频率为额定值，就必须使发送的功率不断跟随着负荷的变动，时刻保持整个系统有功功率的平衡。
否则，系统的频率就会大起大落，保证不了电能的质量，甚至会造成事故与损失。
当负荷吸取的有功功率下降时，频率增高;当负荷吸取的有功功率增高时，频率降低，即负荷调节效应。
由于负荷调节效应的存在，当电力系统中因功率平衡破坏而引起频率变化时，负荷功率随之的变化引起补偿作用。
如系统中因有功功率缺额而引起频率下降时，相应的负荷功率也随之减小，能补偿一些有功功率缺额，有可能使系统稳定在一个较低的频率上运行。
PLC在水电站自动控制系统中的运用及其串行通讯
PLC在水电站自动控制系统中的运用及其串行通讯自动控制系统的功能与水平是衡量我国水电站发展现代化水平的重要指標，同时也是保障水电站安全、稳定运行不可或缺的技术手段。
随着我国科学技术的不断进步与发展，水电站自动控制系统的发展也迎来了新的机遇，PLC是一种具备逻辑编程功能的控制器，其在水电站自动化控制系统中的应用提高了水电站控制系统的自动化、智能化、科技化水平。
为此，文章对PLC在水电站自动控制系统中的运用以及串行通讯进行深入的探讨，以便充分发挥PLC的作用。
标签：PLC；水电站；自动控制系统PLC是在结合我国工业发展情况基础上发明的数字运行电子系统，具有可编程控制功能，在系统中设置了可编程存储器，工业生产中可以结合实际生产需要将控制程序输入到存储器中，从而提高控制系统的针对性，在我国机械生产、工业生产中有着广泛的应用。
而在水电站中的应用能够为水电站的安全、稳定运行提供坚实的保障，降低水电站发生故障的几率，为此，需要对PLC在水电站自动控制系统中的运用以及串行通讯进行具体的分析。
1、PLC在水电站自动控制系统中运用的结构与原理PLC作为一种可编程逻辑控制器，其具有一套完整的编程程序，水电站可以根据实际控制情况，将控制要求以PLC语言算法进行转换，输入到系统中，系统会对输入信息进行处理，转换成水电站的控制要求输出信息。
但输入控制要求信号过程中，必须排除干扰信号对控制器的影响，否则会影响控制效果。
PLC的主要应用结构为计算机结构，具体的部分有CPU、ROM、RAM以及输入、输出电路接口。
其具备的功能有：指令接受、指令读取、指令执行、指令中断处理。
其中ROM为水电站编制的控制要求存储位置，并记录已完成的控制程序；RAM一般存储控制中产生的逻辑变量以及内部程序运行应用的各项工作单元；输入电路接口主要负责的是信号转换，调整为系统能够执行与处理的信号语言；输出电路接口主要负责的是将控制信号输出，对现场的控制系统发挥作用，是控制信号的执行单元。
水利水电行业PLC应用论文
水利水电行业PLC应用论文摘要：PLC在水利水电行业上的应用非常广泛。
不仅在水电站的计算机监控方面发挥着重要作用，还能在难以让人值守的其它作业场所，及时准确向计算机终端传递信息，通过人机对话，完美实现目标。
从我国水电行业建设情况的发展趋势、从能够经受住现场恶劣环境的影响、满足复杂的用户需求出发，需要引入一种结构简单、性能全面、可靠性高、操作简单、维修方便的工业自动化控制装置。
而PLC作为新一代的工业控制装置，正好具备这些特点，非常易于实现机电一体化，因而在水利水电行业大受青睐。
其在水利水电行业主要应用在水电厂计算机监控系统、闸门计算机监控系统、泵站计算机监控系统、灌区调度计算机监控系统等方面。
1 PLC在水力发电厂计算机监控系统中的应用水电站常规监控系统是以水电站仪表监控系统为主，需要人员到现场值班、查看数据。
因人不同，采集的数据难免有失偏颇，再加上常规监控系统不具备通信及网络功能，采集到的数据经过人员汇总后统一处理，因此不可避免地出现误差。
随着时代的进步，劳动密集型产业正向集约型经济过渡，人们正从繁琐的体力劳动中解放出来，也就随之出现现场值班看守向无人值守过渡。
而要实现这一功能，就需要在水电厂引入一种结构简单、性能全面、可靠性高、维修方便的新一代工业控制装置PLC，构成一套全新的计算机监控系统。
水力发电厂计算机监控系统主要任务是完成全厂集中监控系统的电站控制系统和现地控制单元两个部分的管控。
而现地控制单元（LCU）是以PLC为基础构成的，PLC由电源、CPU、输入、输出、模拟量、通讯等部件组成，其中CPU是PLC的核心部件。
因此LCU的功能主要通过PLC来体现。
而LCU在计算机监控系统中扮演的作用也是通过PLC来实现的。
其在计算机监控系统下的作用是：1.1 收集电厂内现地控制单元（LCU）采集的模拟量、数字量，对采集到的数据进行分析、处理、计算，形成主站各种监控及管理功能所需的数据。
1.2 安全运行监视。
水电站控制及辅机技术浅析
水电站控制及辅机技术浅析摘要：能源安全问题一直以来是全球关注的焦点，并且变得逐渐严重，水电的可再生性以及其在开发环节之中的各种优势使其在能源建设方面极具优势。
基于此，本文论述了水电站控制以及辅机技术简析。
关键词：水电站；自动化控制；辅机技术；引言水力发电不仅改变了单一的电能生产模式，也能科学地分配自然界水资源，加快了社会供电体制的日趋完善。
我国长期注重火力发电模式的推广应用，这类发电系统不仅消耗了大量的燃料资源，且电能供输作业的成本耗资高，影响电力行业的正常收益。
兴建水电站可充分利用水资源的优势，经过水电站机组及辅助设施转换为电能使用。
小型水电站是最早建成的水发电模式，无论是已建或在建的水电站，都应推广智能化控制方式。
1、小型水电站的特点从生产原理分析，水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。
一般包括由挡水、泄水建筑物构成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等，水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。
伴随着现代电力生产系统的日趋完善，水电站工程成为地方供电改造的主要项目，小型水电站也充分体现出其应用特点。
1.1、投资少之所以选择小型水电站为初期改造工程，主要由于小规模水力发电的成本小，前期投资不会消耗太多的资金。
现有行业条件下，大型水电站投入资金几千万或上亿，而小型水电站只需几百万的资金投入，大大减小了地方财政的支出额度。
另一方面，投资少也意味着工程的低风险，即便工程建造失败也不会造成太大的经济损失。
适用于小范围的电能生产方式，不会对政府投资造成太大的影响。
1.2、易控制从结构组成来说，构成小型水电站的设施相对简单，多数是以水轮机组为核心装置建成的发电系统。
发电系统内连接设备简单，方便了值班人员的作业控制，为水电站管理提供了诸多方便。
以机电设备为例，其在运行过程中无需投入太多的人力，只需按照水力发电标准便能完成对应的作业标准。
随着小型水电站的普及应用，水利部门、供电部门开始探究系统性的控制方案，解决了水电站日常调度的相关问题，见表1。
可编程逻辑控制器在水电站辅机自动化控制系统的应用
可编程逻辑控制器在水电站辅机自动化控制系统的应用摘要：随着PLC（Programmablelogiccontroller可编程逻辑控制器）工业控制技术的不断发展,由于其具有可靠性高,抗干扰能力强等优点,PLC在水电站控制系统中得到了广泛的应用,大大提高了水电站的自动化水平,为水电站的自动控制和无人值班提供了可靠的保障。
主要介绍了PLC在电站辅机控制中的应用,以及辅机控制与监控系统的关系等。
关键词：PLC；水电站；监控系统可编程控制器（以下简称PLC）是自动控制技术、计算机技术和通信技术3者结合的通用工业自动化装置，在工业生产各领域得到广泛的应用，已成为工业自动化的支柱之一。
我国是一个水资源很丰富的国家，各地都有很多中小型水电站。
水电站监控系统现已由常规继电器控制模式向计算机监控系统模式转变。
很多中小型水电站现还处于电磁式常规控制模式。
常规自动控制系统是针对特定的控制对象而构成，不同控制对象的控制系统不相同，当控制对象的保护种类及控制顺序要改变时，则要改变自动控制回路。
常规自动控制系统的弱点在于调节性能较差，难以实现对水电站设备的自动调节及巡回检测。
整个电站的运行都需要人工调节、参与，甚至部分设备的控制调节依赖于人工经验判断。
基于这种运行模式，电站的控制运行的可靠性、可维护性及自动化程度都很低。
所以采用PLC 用于中小型水电站监控系统中，以提高水电站的自动化水平。
1水电站监控系统简介对于一个小型水电站的监控系统来说，在整个操作控制流程中比较重要的是水轮机组的开停机流程控制以及站内油、气、水辅助系统的控制。
因此应用PLC 进行控制的重点就是水轮机组的开停机流程控制以及站内油、气、水辅助系统的控制。
1.1中小型水电站计算机监控系统设计原则（1）电站计算机监控系统，系统按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计，既可实现站内监控，又能实现远程监控。
（2）系统高度可靠，实时性好，抗干扰能力强，适应现场环境。
水轮发电机组及辅助设备PLC控制系统的设计
坡应注意不能超削欠削量不宜过大。
削坡的挖掘机需要在斗牙上安装刮板,以使修整的坡面尽可能平整。
待将第八层活动边墙拆除安装至第十二层,并完成前六层垫层区机械削坡后,在该坡面上测量放样3m×3m的方格网,人工挂线对坡面进行二次整坡,使其坡面与设计坡面(1∶1.5)一致,局部低洼处人工铺料挂线找平并洒水夯实。
2.4质量检测每层垫层料碾压完毕后取样检测干密度、相对密度,其中每层在靠近活动边墙处取样3个,距活动边墙1.2m处取样1个,待前六层人工修整坡面完成后,在坡面上取样2个,取样结果: 2.4.1取样32组,相对密度0.9,实测干密度2.27～2.32,实测密度相对密度0.9～1.0,合格率100%;2.4.2取样2组,相对密度0.9,实测干密度2.27～2.29,实测密度相对密度0.92～0.93,合格率100%。
可见,每填筑层面及坡面取样结果合格率均为100%,即垫层在活动边墙的侧限作用下,其层面及上游坡面的压实质量可满足设计要求。
3结语3.1垫层料活动式挤压边墙施工比传统的垫层料施工,减少了垫层料机械削坡时对坡面的扰动,使坡面密实度保持不变,减少了斜坡碾压这一环节,可缩短施工的直线工期;比固定式挤压边墙施工,减少了在每一填筑层均需浇筑挤压边墙的环节,较为经济;而且可保证垫层料压实质量,对其它工程中垫层的填筑施工具有推广借鉴意义。
3.2在施工时,尽量使填筑的垫层料施工工作面处在同一水平面,避免有较大的高差或陡坎,这样活动边墙才能安放成直线保证压实度。
避免漏压碾压不密实的人为施工因素出现,这将会导致因基础松散边墙滚落下坡面的不安全事故发生。
还需严格控制活动边墙的预制、安装、机械削坡的精度。
避免造成坡面低洼不平,坡面需要人工回填料过多而坡面密实度达不到设计要求等问题。
水轮发电机组及辅助设备P LC控制系统的设计刘建新 廖力清 戴益群(中南大学信息工程与科学学院 湖南 长沙 410083)摘 要 在水电厂机组及辅助设备自动控制系统中,各子系统的可靠运行对电厂的安全稳定运行具有重要作用。
04_水电厂辅机PLC程序编写和调试指导书V2_2
第四章水电厂辅机程序编写和调试指导1.目的为了统一标准，程序通用，简化、方便各辅机PLC程序的编写、调试及维护工作，提高PLC程序的可读性、稳定性及通用性，规范检验工作，特制定此规范。
2.适用范围本指导书适用于在工程调试、检验及现场投运等过程中水电厂监控技术事业部辅机控制流程编写及调试人员、质管部过程及最终检验人员。
3.程序所应实现的主要功能3.1 基本信息处理1)I/O信号处理，包括：Ø开入量实时采集处理；Ø模拟量实时采集及线性转化处理；Ø开出量及模出量管理.2)电机状态统计,包括:Ø电机运行、电机故障、电机控制方式及电机动力电源正常等状态监视；Ø记录电机的总运行时间、总运行次数及单次运行时间；Ø按要求对电机进行主备轮换；Ø将电机主用/备用状态、总运行时间、总运行次数存放到上送区寄存器，供上位机或者触摸屏读取；Ø起动条件判断：电机的“起动条件”一般包含"控制选择把手处于自动位置"、"电机控制/动力电源正常"、"电机起动设备正常"、"电机无起动失败标志"等，各条件为与的关系。
3)上位机通讯信息处理：依据INIT子程序里定义的各实际模件点数和相关虚拟点数，按固定顺序将开入量、虚拟开入量、开出量、模入量、虚拟模入量等测点集中处理并存放到上送区寄存器，供上位机读取。
4)接收上位机或触摸屏下发的如下控制令：Ø清所有电机的总运行时间，总运行次数；Ø强制电机进行主备轮换；Ø起动/停止任意一台电机；Ø其它附属设备的控制（如开关电动阀、补气阀、电磁阀等）；Ø各电机故障标志位总清操作；Ø通过触摸屏整定起停电机相关的模拟量定值（有掉电保持功能的PLC才有此功能）。
3.2 主备轮换功能主备轮换功能，根据现场要求，提供以下几种轮换方式：3.2.1 按电机运行次数进行轮换（以三台电机为例）1)轮换寄存器说明：轮换程序计算出的主备数据存放在三个寄存器HOST、BY_1、BY_2内,寄存器内分别存放了主用电机号、备用1电机号和备用2电机号,例如HOST=1则表明1#电机为主用电机,BY_1=1则表明1#电机为备用1电机,BY_2=1则表明1#电机为备用2电机；2)轮换算法：轮换程序将3个主备寄存器HOST、BY_1、BY_2作为一个顺序队列进行处理，初始时先将电机号按默认主备顺序进行赋值（HOST=1；BY_1=2；BY_2=3）。
4、水电站综合自动化系统(基于PLC的辅助设备及机组的自动控制)
2、集水井排水装置机构系统图
右图为采用卧式 离心水泵的集水井排 水装臵机械系统图， 为了实现对水泵电动 机的准确可靠地控制， 设臵了两类水位信号 器:一类为提供节点信 号的水位信号，另一 类为水位变送器，基 于PLC的集水井排水装 臵的自动控制原理图， 如图5所示。
RUN 检查各路输入 事故处理 水 位 不 于 作 小 工 泵 启 水 动 位
M1=1 气压不大 于极限值 Y M2=1 Y N
Y
M1=0
M2=0
Y
启 空 机 延 继 器1 动 压 和 时 电 T N
显示水位及 各种开关量状态
T2 延时到 关闭无负荷启动阀 显示各种状态量 END
PLC进入运行状态，先检测各状态开关量，如发现各 种事故，则对应做出各种事故处理，例如发现空压机排气 管温度过高时，则作用空压机停机。如检测到LCU传送来 手动开停空压机信号，则作对应的信号处理，另外定时作 排污处理。 当PLC检测到储气筒气压小于正常下限值时，则臵中 间继电器Ml=1，当检测到储气筒气压比极低值低时(此值 对应于备用空压机投入值)则臵M2=1， Ml和M2如果设臵为 “1”则一直保持为此状态，直到储气筒的气压恢复到正常 上限值时，才重新被臵为0。Ml、M2的状态如下图所示。
蝶阀自动控制液压机械系统图
1、蝶阀开启自动控制
蝶阀开启必须具备下列 条件: a、水轮机导叶处于全关位臵， 其主令开关接点闭合; b、蝶阀在全关位臵f其端节 点位臵闭合; c、机组无事故，停机继电器 未动作; d、蝶阀关闭继电器未动作。
蝶阀开启操作方框图
2、蝶阀关闭自动控制
蝶阀关闭命令脉冲，可由 手动操作控制开关发出，亦可 作为机组操作程序之一，由控 制发出。当机组发生事故调速 系统又失灵时，还可由紧急事 故保护引出继电器发出。关阀 命令发出后，控制程序按规定 的关阀顺序进行操作。首先电 磁配压阀1YDV吸上，切换油路。 在压力油作用下锁链拔出，旁 通阀打开，总油阀OV也打开， 这个操作过程与开阀操作相同。
水电站PLC自动控制及抗干扰措施
水电站PLC自动控制及抗干扰措施摘要：在当前我国经济快速发展的背景下，电力行业担当着重要的角色。
水电站的电能输出在我国总输电量中具有重要占比，基于提升水电站输电效率、可靠安全性及长期稳定性等目的，可将PLC自动装置应用于水电站设备。
在此背景下，文中通过对PLC自动装置在水电站设备中应用分析，旨在为水电站的进一步发展提供可靠的经验参考。
关键词：水电站；PLC；自动控制；抗干扰措施1.前言水电站不同于火电站，水电站采用水能发电，综合能耗较低，对环境的污染也较小。
因此，水利发电对我国电力的长久发展和持续发展具有重要意义，水利发电是我国电力发展的重要方向。
但是，在我国目前的水利发电当中，还存在一定的不足，例如水电站自身的自动化技术应用不全面、运行不稳定等，因此要加强对自动化技术的应用，进而满足电力需求，促进水电站长久发展。
2.PLC概述这种以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，是满足工业发展应用需要而被开发出来的。
通过可编程存储器对生产环节中的逻辑运算、指令控制等进行数字形式的输出与输入，可直接对各种形式的设备与生产过程进行数字化的精准控制。
这是一种微机技术与继电接触技术融汇后的产物，实际应用中可以对传统控制系统中的机械触点的接线复杂、功耗大、通用性差等缺点进行克服，同时因为有微机技术的支持，可以直接跳过计算机编程的环节，采用以继电器梯形图的指令形式，促进用户程序更加形象、直观且简单易懂，方便了人员的各项操作。
“顺序扫描，不断循环”是这种技术实际运作中的主要方式。
也就是说PCL在运作的过程中系统的主机系统会将用户要求进行满足，将程序编制进行针对性处理，并存放到用户的存储器中。
此时还会按照指令步序号的设置开展周期性的循环扫描。
如果没有跳转指令就可从第一条指令开始按照条例的顺序对用户的程序设置进行扫描，截止于程序结束，并循环往复这种程序步骤，进行扫描工作。
值得注意的是这种周期性的扫描设置在运作过程中需要完成输入信号的采样与输出状态刷新工作，通俗来讲的话就是运行的每一个扫描周期需要输入采样、程序执行以及输出刷新三个步骤。
PLC在水电厂(站)应用与编程
PLC在水电厂（站）应用与编程朱文杰(长沙理工大学长沙市 410077)[摘要] 本文简略介绍了水电厂（站）顺序控制的对象、PLC的特长以及PLC应用于水电厂（站）一般编程过程。
[关键词] 顺序控制 PLC（Programmable Logic Controller）编制程序1. 水电厂（站）顺序控制水电厂（站）的自动操作包括水轮发电机组各种工况转化、调整和全厂的公用设备进行的自动化控制。
这类控制在自动控制范畴内属于顺序控制系统，每个控制顺序都是按照生产流程的要求及生产设备的特点来设定的。
根据操作对象可分为：1.1 机组自动操作：要求以一个脉冲自动按预定的顺序完成下列操作，即开机发电、卸载停机、发电转调相、调相转发电、开机调相、调相转停机、发电转抽水、抽水转发电等等，其操作对象包括机水轮发电组及调速器、励磁系统、制动装置等附设设备。
1.2 水电厂站公共设备的自动操作：包括油压装置等压油排油系统、技术供水与排水系统、高低压压缩空气系统、智能直流模块整流电源与蓄电池浮充系统、厂用电系统等，选线控制时还包括同期并网装置。
1.3 水工建筑物设备的自动操作：这包括溢洪闸门的操作、引水式水电厂站首部枢纽取水口闸门的操作、主阀球阀及其它液牙阀门的操作等。
1.4 全厂性操作：如报警信号系统、远动通讯系统、开关站设备的操作等。
对水电厂(站)自动操作的总要求是运行可靠、维护方便、经济合理。
2. PLC在水电厂（站）顺序控制中的应用顺序控制是指生产设备及生产过程根据工艺要求按照逻辑运算、顺序操作，定时和计数等规则，通过预先编制的程序，在现场输入信号作用下，使执行机构按预定程序动作，实现以开关量为主的自动控制。
水电厂站顺序控制当然也不例外。
其输入主要是一些按钮、按点、行程开关、限位开关、动断触点等开关量为主的控制信号。
输出为继电器、电磁阀等驱动元件。
内部控制部分有定时器、计数器、中间继电器等器件，以及许多常开、常闭触点。
辅机控制及PLC应用
PLC的工作方式 ：PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大的不 同，微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作，则转入
二、辅控自动装置组成及原理 相应的子程序或中断服务程序，无键按下，则继续扫描等待。PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工
片较多，功耗也较大。
· ②执行用户程序； 目前小型PLC一般采用8位CPU如：8080、8085、Z80、6800、MCS48、51系列，而大、中型PLC常采用位片式微处理器、
16/32位通用微处理器。
· ③刷新系统输出；
· ④执行管理和诊断程序； · ⑤与外界通信。
1、系统程序存储器用来存放PLC的监控程序，可分为：系统管理程序、命令解释程序、故障检测、诊断程序、通信程序。系 统程序由PLC厂家设计，并固化在ROM / PROM / EPROM存储器中，用户不必对它作细致的了解，更不能改变它。 2、专门提供给用户存放程序和数据，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。其容量一般以字（每个字由16位
专题大纲
· 辅控部分简述 ·辅控自动化装置（PLC）的组
成及工作原理
· 辅控自动化元件 · 辅机设备控制 · 辅控单元的运行与维护
通常水力机组的辅助设备和全厂公用的设备有：控制机组用的调速设备；机组润滑等用的油供应设备；机组冷却等用的 技术供水设备；机组停机等用的压缩空气系统；排出渗漏水及检修时排出尾水管积水等用的排水设备；为保证机组安全并减 少停机漏水量等用的主阀；为防止火灾用的消防设备及起重、机修、监测设备等。
2、单片微处理器
如 INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），单片微处理器又叫单片机，它将ROM、RAM、接口电路、时钟电路、串行口 甚至A/D都集成在一个很小的芯片上，自成一个小的微处理机系统；另外，单片机有大量的位寻址单元和丰富的位操作指令， 它为PLC在位处理方面提供了最佳的功能和速度，所以特别适用于PLC；此外，单片机集成度高、体积小、通用性强、价格 低
PLC技术在水电站控制系统中的应用策略
PLC技术在水电站控制系统中的应用策略摘要：为了适应我国汽车行业的发展需要逐渐开发出PLC，并以此来替代传统继电器自动控制装置。
由于PLC具有功能强、体积小、可靠性高和速度快等诸多特点，而且可扩展性和灵活性较强，并且随着计算机技术、集成电路技术、互联网技术的飞速发展，PLC在各个领域中都得到广泛的应用。
20世纪末，PLC技术已被应用于我国水电站中，特别是将PLC技术用于水电站少数人值班或无人值班系统中，以此来提高水电站的安全性和可靠性，使水电站的经济效益得到增加。
因此，本文针对PLC技术概述和特点、水电站顺序控制进行分析，同时也提出PLC技术在水电站控制系统中的应用策略。
关键词：PLC技术；水电站控制系统；自动发电控制就国内水电站系统运行情况来看，水电系统的自动控制技术已经达到国际领先程度。
在水电站运行过程中，控制系统是非常关键的环节，对传统手动控制进行优化，并建立一个可靠、先进、便捷的自动控制体系，也是水电站中的一项重要内容。
因此部分企业应用以PLC为核心的水电站控制系统，从而使其控制系统的管理程度和自动化程度得到极大提升，为全面改进水电站的控制体系打下坚实基础，并发挥出良好的示范性作用。
一、PLC技术概述和特点（一）概述PLC技术是一种以微处理器为中心的电子系统设备，其主要作用是为了适应当前工业发展需求。
利用可编程存储器，以数字方式将指令控制、逻辑运算等在生产环节中开展输入和输出工作，从而对生产流程和不同形态设备进行数字化精确控制。
这是一种由继电接触技术和微机技术结合而成的产物，在实际应用中能够对常规控制系统中的机械触点功耗大、接线复杂、通用性差等问题进行有效解决，并且在微机技术的支撑下，能够省略计算机编程过程，并应用继电器梯形图的指令形式，使用户程序更加直观、形象、简单，便于工作人员进行各项操作[1]。
（二）特点PLC技术在工业自动控制方面也占据极其重要的地位。
随着计算机技术、安全生产和电力市场等领域的不断发展和拓展，计算机监测系统对现地控制子系统核心控制器的需求也在逐渐增加。
PLC可编程控制器在水电站起重设备中的运用
PLC可编程控制器在水电站起重设备中的运用可编程逻辑控制器（PLC）与人机界面的有机结合，能够从根本降低控制元件的使用量，同时可以简化接线程序，在此基础上通过现场总线进行分布式控制能够节省线缆用量，同时亦可降低安装的工作量与起重机的故障率。
文章将以PLC可编程控制器在水电站起重设备中的运用作为切入点，在此基础上予以深入的探究，相关内容如下所述。
标签：PLC可编程控制器；水电站；起重设备；运用1.可编程逻辑控制器网络组态及基本构架可编程逻辑控制器中央处理单元即为整个系统的控制中枢。
其依附于可编程逻辑控制器系统程序的相关功能接收并存储从编程器传输至用户程序及数据；检查电源、存储器、输入/输出端口与警戒定时装置的状态，同时可以分析用户程序内的语法问题。
在可编程逻辑控制器运行状态下，首先可编程逻辑控制器以扫描的形式接收现场各输入装置的状态及参数，在此基础上分别录入至输入/输出端口映象区，从用户程序存储器内读取用户程序，在完成命令解释时，根据指令的规定执行逻辑与算数运算的结果，并栓数值输入/输出端口映象区与数据寄存器内。
待执行完全部用户程序后，最后把输入/输出端口映象区的相关输出状态与输出寄存器中的参数传输至相应的输出模块。
众所周知，人机界面-可编程逻辑控制器- 变频器即为现阶段水电站起重机控制的基本方式，而可编程逻辑控制器是控制的主要系统，可满足整机监控与故障报警的需要。
可编程逻辑控制器和人机界面相结合，从根本深化了起重机的控制精准性与自动化程度，进而降低了运维工作者的工作强度。
近年来，水电站起重机大多择取分布式控制，下图是起重机可编程逻辑控制器网络连接示意。
在明确可编程逻辑控制器系统网络构架的基础上，要配置可编程逻辑控制器相关硬件。
文章将以SIEMENS AG FWB S7-300为例，S7-300利用PROFIBUD-DP 现场总线，而主站择取CPU315-2 DP中央处理单元，内置装载存储器八十千字节，能够扩展到五百一十二千字节；随机存储器四十八千字节，数字量点数极值为1024，模拟量点数极值为128，可以达到一般应用需求。
水电站辅机设备及PLC控制
➢ 供水方式有自流供水、水泵供水、混合供水、射流 泵供水及其它供水方式。
➢ 排水系统
➢ 分类：生产用水的排水（一般列入技术供水系统 之内），渗漏排水，检修排水，厂区排水。
➢ 作用：防止厂房内部积水和潮湿，保证机组过水 部分和厂房水下部分检修。
➢ 传统减压起动方式： 传统的减压起动方式有Y－△起动，自耦降压起动，电 抗器起动等，最常用的是Y－△起动。
➢ Y－△起动： 在电机启动时将电机负载降低采用星型接线, 当电机 启动成功后再将电机改接成三角型接线，慢慢加载。
➢ 传统的启动方式存在以下几个问题: a)对电网的冲击大,影响了电网供电质量,对变压器裕量
２中／低压气系统
➢ PLC按照预置程序完成对压力控制系统的自动测量控制，实现空气压缩机的 自动启停和排污阀的开闭，以及两台空压机的工作、备用运行状态的自动 切换，保证储气罐的正常工作压力。压力控制系统的储气罐压力值和各种 运行状态，可在当地人机界面上显示，并通过硬接线或通信方式上送LCU。
３技术供水系统
➢ 电动机的软停车:
电机停机时,传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的, 但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：高层 建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的 “水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和 防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采 用软起动器能满足这一要求。在泵站中，应用软停技 术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工 作量。软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机 指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过 渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要在0~120s 调整。
探讨PLC在水电站辅机控制系统中的运用
探讨PLC在水电站辅机控制系统中的运用发表时间：2016-11-07T13:47:36.413Z 来源：《电力设备》2016年第17期作者：程世俊[导读] PLC系统作为一个综合系统，在使用过程中具有较强的独立性质。
（四川华能宝兴河水电有限责任公司 625000）摘要：随着时代的快速发展，PLC工业控制技术得到了快速的提升，在项目施工过程中得到了广泛的应用，PLC技术具有稳定性较高，抗干扰能力较强的主要优点，因此，PLC技术在输电站辅机控制系统中得到了广泛的应用，并对其系统进行严格控制，从而促进我国水电站行业快速发展，提高社会的经济效益，对人们的生活质量得到了一定的保障。
基于此，本文对PLC在水电站辅机控制系统中的运用进行了简单的分析。
关键词：PLC；水电站；辅机；控制前言：PLC系统作为一个综合系统，在使用过程中具有较强的独立性质，又将水电站辅机控制机进行相互连接，在连接过程中又包括了水电站中的油、汽、水等多种辅机设备，从而保证PLC在水电站辅机控制系统应用过程中顺利进行，同时还保证了水电站辅机设备与主机的稳定性，从而提高PLC技术的工作效率与质量。
一、PLC在水电站辅机控制中的应用范围现阶段，PLC技术在水电站辅机控制系统应用过程中，主要包括了机组辅机设备制动控制系统和公用辅机设备自动控制系统。
这两种系统在使用过程中都属于设备的自动控制系统，在使用过程中并按制定的控制要求来完成，只有这样PLC在水电站辅机控制系统使用过程中才能有效的减少PLC在使用时的压力，从而保证了整个系统的可靠性与稳定性[1]。
（一）机组辅助设备自动控制部分机组辅机设备在使用过程中，其自动控制系统主要包括了调器油压装置.漏油装置系统等多种水电站辅机控制系统，从而保证在实际操作工作可以顺利进行下去。
（二）公用辅助设备自动控制部分水电站公用辅机设备自动控制系统主要包括了设备检修低压空压器控制系统、制动用气低压空压机控制系统等。
PLC技术在水电站电气设备自动化控制中的研究
PLC技术在水电站电气设备自动化控制中的研究摘要：PLC技术（可编程逻辑控制器）作为一种新兴的工业控制技术，被广泛应用于各种工业自动化控制领域。
本文以水电站电气设备自动化控制为研究对象，介绍PLC技术在水电站电气设备自动化控制中的应用。
文章通过实例分析，阐述了PLC控制系统的特点、功能、工作原理和优点，并且提出了在水电站电气设备自动化控制中需要注意的问题和解决措施，以期为该领域的相关研究和实践提供参考。
关键词：PLC技术；水电站；自动化控制；可编程控制器；电气设备前言随着科技的不断进步和工业化的快速发展，各种自动化控制技术得到广泛应用。
水电站作为重要的基础能源设施，电气设备在其中扮演着极为重要的角色。
因此，如何采用高效、可靠的自动化控制技术，提高电气设备的控制效率和运行稳定性，已成为工程技术研究的重要问题。
文章将通过PLC技术在水电站电气设备自动化控制中的应用案例，来探讨解决这一问题的方法。
一 PLC控制系统的特点PLC控制系统是一种以可编程为特点的自动控制系统，其以可编程控制器为核心，配以输入/输出模块、人机界面、通讯模块等组成。
某水电站在电气设备的升级改造中采用了PLC技术，在新的自动化控制系统中，PLC控制器根据不同状态设置不同的控制程序，电气设备实现了定时监测和自动控制。
在水位低于安全值时，PLC控制系统会自动启动水泵，并按照数据设定的泵流量控制水库的水位，保证水库水位在安全范围内。
同样，在水位高于安全值时，PLC控制系统会自动开启泄洪道，并控制泄洪量，防止水库出现溢洪的情况。
在水电站电气设备自动化控制中，PLC技术被广泛应用，下面将详细阐述其特点。
（一）可编程性强PLC控制系统可以根据不同需求进行编程和修改，实现自动化控制的灵活性。
在水电站电气设备的自动化控制中，电气设备种类繁多，且在不同的工作状态下需要采用不同的控制方案。
而PLC控制系统具有可编程性，可以根据电气设备的不同工作状态编程，实现自动化控制效果的最大化。
PLC在水利和水电工程中的应用
PLC在水利和水电工程中的应用PLC是一种可编程逻辑控制器，广泛应用于各行各业的自动化控制系统中。
在水利和水电工程领域，PLC也扮演着重要的角色。
本文将探讨PLC在水利和水电工程中的应用，并介绍其在这些领域中所发挥的作用。
一、PLC在水利工程中的应用1. 水泵控制系统水利工程中的关键设备之一是水泵。
通过PLC系统，可以对水泵进行自动控制，实现对水量、水压、水位等参数的准确监测和调节。
PLC 可以根据不同的工作条件，灵活控制水泵的启停、调速和转向，并能够实时反馈工作状态，提高水泵的运行效率和安全性。
2. 水位监测与控制水利工程中，对水位的监测与控制是至关重要的。
PLC系统能够通过传感器实时监测水位，将监测数据传输给控制器进行处理，并根据预设的控制逻辑，自动控制闸门、泄洪口等设施的开闭，确保水位的稳定控制，从而保护水利工程的安全运行。
3. 水质监测与处理PLC系统还可用于水质监测与处理。
通过连续监测水质参数如pH 值、浊度、溶解氧等，PLC系统能够精确判断水质的变化趋势，并根据设定的控制策略，自动控制投加药剂、调节搅拌器速度等，实现水质的净化、调节和稳定控制，提高水质的处理效果。
二、PLC在水电工程中的应用1. 水轮发电机组控制水电工程是利用流水驱动涡轮发电机发电的工程，而PLC系统在水轮发电机组控制中发挥着重要作用。
PLC系统通过监测水位、流量、水温等参数，精确控制水轮发电机组的启动、停机、调速和负荷分配等操作，保证水力资源的合理利用和电力系统的稳定运行。
2. 水闸控制水利工程中的水闸控制是维持河流水位、调节洪水和供水的重要手段。
PLC系统通过对水闸门操作机构的控制，实现水闸的开合、调节和停机等功能。
PLC系统能够根据实时监测的水位、流量等数据，自动判断控制策略，确保水闸的准确控制，维护水利工程的正常运行。
3. 水电站自动化管理PLC系统在水电站的自动化管理中起到了关键作用。
通过监测和控制水位、压力、水温、流量等参数，PLC系统能够自动调节水力发电机组的负荷和运行模式，实现水电站的自动化运行与管理。
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排水系统 分类：生产用水的排水（一般列入技术供水系统 之内），渗漏排水，检修排水，厂区排水。 作用：防止厂房内部积水和潮湿，保证机组过水 部分和厂房水下部分检修。 渗漏排水： 电厂内渗漏排水是指排除厂房、机械设备的渗漏 水和厂房下部设备的生产排水及生活的污水。它 们经排水管或排水沟，依靠自流排入集水井，由 液位信号器自动控制渗漏排水泵排至下游。水泵 类型，常采用立式深井泵、卧式离心泵、射流泵 等型式。
检修排水： 主要是检修时排出尾水管中的积水。水泵类型常用 立式深井泵及离心泵。水泵台数应不少于两台，常 用两台，无需备用泵，每台泵的扬程必须大于上、 下游闸门漏水量之和，保持检修时尾水管无积水。 排水方式：直接排水，常用离心泵；廊道排水，常 用深井泵。
二 辅机系统控制 控制的要求及功能： 辅机系统信号采集、状态显示、信号处理及自动控制 、泵等设备运行次数及主备切换处理及外部通信等。 为了提高可靠性，辅机控制系统电源宜采用交流、直 流两路输入，或两路交流输入。为了防止外部干扰损 坏内部设备，宜采用两套开关电源，分别给PLC、人 机界面等内部设备及I/O信号回路使用。
3 供水系统： 分类：水电站的供水包括技术供水、消火供水和生 活供水。 作用：发电机空气冷却器的冷却，发电机推力轴承 及导轴承油冷却器的冷却，水轮机导轴承的润滑冷 却，调节系统油压装置集油槽冷却器的冷却，水冷 式变压器的冷却，水冷式空气压缩机的冷却，等等 技术供水的水源：有上游水库、下游尾水和地下水 源。其中上游水库有压力钢管或蜗壳取水、坝前取 水两种。 供水方式有自流供水、水泵供水、混合供水、射流 泵供水及其它供水方式。
c) 风动工具、防冻吹冰供气： 水电站机组及其它设备检修时，常使用各种风动工 具，常采用压缩空气除尘、吹污、吹扫。因此需用 风动工具和其它工业供气。 d) 空气围带供气： 水轮机常用空气围带止水，如水导轴承检修密封围 带充气、蝴蝶阀止水围带充气等。
厂内高压气系统供以下设备用气： a) 油压装置压油槽是机组调节系统和机组控制系统的 一种能源，也是进水阀、调压阀和电磁液压阀的能 源。在压油槽（罐）容积中30~40%是透平油， 60~70%是压缩空气。由于压缩空气具有弹性和可贮 存压能，所以能保证和维持调节系统及其它设备操 作所需的工作压力。 b) 配电装置供气，主要是空气断路器、气动隔离开关 及压缩空气操作的油开关。
油系统的作用：接受新油； 贮备净油； 给设备充油； 给运行设备添油； 从设备中排出污油； 污油净化处理； 油的监督与维护； 收集和保存废油； 油系统组成： 油库、油处理室、油化验室、油再生设备、管网和测 量及控制元件。
二 气系统： 分类：厂内高压气系统、厂内低压气系统厂外高 压气系统、厂外低压气系统。 气系统：是由空气压缩装置（空压机及其附属设 备）、管网和测量控制元件组成。 气系统作用：是满足用户对压缩空气的气量和质 量（压力、清洁及干燥）的要求。 厂内高压气：系统压力为2.5~4MPa，供油压装置 压油槽用气。 厂内低压气系统：压力为0.7MPa，供机组停机制 动、调相压水、风动工具及吹扫用气，及水导轴 承检修密封围带、蝴蝶阀止水围带充气。
PLC 按照预置程序完成对水位控制系统的自动测量控制，实现水泵电机的自 动启停，以及水泵的工作、备用运行状态的自动切换以维持供水的正常运转 ，水位值和各种运行故障状态可在当地人机界面上显示，并通过硬接线或通 信方式上送LCU。
４渗漏排水水系统
PLC 按照预置程序完成对水位控制系统的自动测量控制，实现水泵电机的自 动启停，以及水泵的工作、备用运行状态的自动切换，以维持集水井的正常 工作水位。水位控制系统的集水井水位和各种运行状态可在当地人机界面上 显示，并通过硬接线或通信方式上送LCU。
1 油系统
PLC按照预置程序完成对油压系统的自动测量控制，实现油泵电机的自动启停 及工作、备用运行状态的自动切换，以维持压力油罐中的工作压力。当油面 升高并达到补气油位时, 自动地控制补气阀组进行补气。压力油罐的油压、 油位、回油箱油位及各种运行状态可在当地人机界面上显示，并通过硬接线 或通信方式上送LCU。
水电站辅机设备及PLC控制
主要内容 辅机系统的原理及作用 辅机系统控制
辅机常用设备
PLC在辅机控制中的应用 两台泵轮换程序介绍
一 辅机系统的原理及作用 1 油系统 分类：水电站用油主要有润滑油和绝缘油。润滑油包 括透平油、压缩机油、机械油和润滑脂；绝缘油包括 变压器油、开关站油和电缆油。 油作用：透平油的作用有润滑、散热和液压操作。（ 轴承润滑、轴承冷却、调速器导叶等控制），绝缘油 在设备中的作用是绝缘、消弧和散热。 油系统：是用管网把用油、贮油、油处理设备连接起 来所组成的油务系统。
２中／低压气系统
PLC按照预置程序完成对压力控制系统的自动测量控制，实现空气压缩机的 自动启停和排污阀的开闭，以及两台空压机的工作、备用运行状态的自动 切换，保证储气罐的正常工作压力。压力控制系统的储气罐压力值和各种 运行状态，可在当地人机界面上显示，并通过硬接线或通信方式上送LCU。
３技术供水系统
５检修排水水系统
PLC 按照预置程序完成对水位控制系统的自动测量控制，实现水泵电机的自 动启停，以及水泵的工作、备用运行状态的自动切换，以维持集水井的正常 工作水位。水位控制系统的集水井水位和各种运行状态可在当地人机界面上 显示，并通过硬接线或通信方式上送LCU。
厂内低压气系统供以下设备用气： a) 机组制动供气： 在停机过程中，当转速下降到35%nr时，通常用压缩 空气通入制动闸，强迫机组停止转动。制动装置供气 系统，主要由制动闸、制动柜及供气管网组成部分。 制动闸一般装置在发电机下机架上或水轮机顶盖的ห้องสมุดไป่ตู้ 力轴承油槽支架上。 b) 机组调相压水供气： 在电力系统中，常选用距离负荷中心较近，年利用小 时数不高的水轮发电机组作调相机运行，向系统输送 超负荷运转功率，以提高电力系统的功率因素和保持 电压水平。在调相运行时，为了减少电能消耗，通常 采用压缩空气强制压低转轮室水位，使转轮在空气中 旋转。