基于PLC的水轮机调速系统设计

电信学院毕业设计任务书

题目基于PLC的水轮机调速系统设计

学生姓名班级学号

题目类型工程设计指导教师系主任

一、毕业设计的技术背景和设计依据：

水轮发电机组把水能转变成电能供用户使用，用户除要求供电安全可靠外，还要求电能的频率保持在额定值附近某一范围内。按规定，电力系统的频率应保持在50Hz，其偏差不得超过±0.2 Hz。而电力系统的负荷是在不断变化的，这必然导致系统频率的变化。因此，水轮机调速器必须根据负荷的变化不断地调节导水机构的开度来改变水轮发电机组的有功功率输出，以使水轮发电机组的转速维持在某一预定值，或按某一预定的规律变化。在机组并网以前，调速系统还要完成同期装置的任务，即跟踪网频，随时准备并网。并网以后主要完成调速器的任务。目前，水电站趋向于采用PLC控制来完成调节任务。

二、毕业设计的任务

1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献

2、熟悉水轮机调速器的工作原理

3、系统硬件电路设计

4、PLC选型和硬件设计

5、PLC单片机软件设计

6、撰写设计说明书，绘制图纸

7、指定内容的外文资料翻译

三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标

主要内容、功能：

1、频率自动测量与调节；

2、相角自动测量与控制；

3、自动调整与分配负荷；

4、开停机操作和紧急停机操作；

5、显示运行参数；

6、自动跟踪网频；

7、具有自动、手动操作方式；

8、具有PID调节规律；

9、提供4—20mA导叶开度模拟量信号至后台机，实时监测导叶开度；

主要技术指标：

静态特性：

转速死区≤0.04%

静特性曲线的非线性度<1%

参数范围：

测频范围 10—100HZ（0.5V—100V）

频率给定范围 45—55HZ

功率给定范围 0—100%

电气开限给定范围 0—100%

人工失灵区范围±0.5HZ

永态转差系数 0—10%

比例增益KP 0.5—20

积分增益KI 0.05—10 l/s

微分增益Kd 0—5s

四、毕业设计提交的成果

1、开题报告（不少于3000字）

2、设计说明书（不少于80页，约3万字左右）图纸

1）系统原理图；（2#图纸）

2）硬件电路图；（1#图纸）

3）软件流程图；（2#图纸）

3、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）

4、论文简介（按05春教务处要求）

5、外文资料翻译（约5000汉字）

6、查阅文献不少于10篇

五、毕业设计的主要参考文献和技术资料

1、孙莹、王葵. 电力系统自动化[M]. 中国电力出版社

2、杨冠城. 电力系统自动装置原理[M]. 上海交通大学 1995

3、商国才.电力系统自动化[M]. 天津大学出版社2005

4、魏守平. 现代水轮机调节技术[M]. 华中科技大学出版

5、齐蓉、肖维荣. 新一代可编程计算机控制技术[M]. 西北工业大学出版社

6、江秀汉、李萍. 可编程控制器原理及应用[M].西安电子科技大学出版社

7、钟肇新、彭侃. 可编程控制器原理及应用[M].华南理工大学出版社

8、O.P.Malik, G.S. Hope Ye Luqing, Wei Shouping and Xu Ha ibo,“An intelligent

self-improving control strategy with a variable structure and time-varying parameters for water turbine governor” [J].Revue Generate de 1’Electricite, Pairs, No.4, 1989

9、G.Orelind , Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application[J]. IEEE

Trans. on Energy Conversion, Vol.4, No.3, Sept, 1989

10、Ye Luqing, Model reference multivariable optimal control and its realization with a

microprocessor[J].Proceedings, Mini and Microcomputers and Their

Applications.06/1984, Bari, Italy, pp.237-240.

11、Hannett LN, Fardanesh B, Field test to validate hydro turbine-governor model struvture

and parameters.[J].IEEE Trans Power Systems 9, 1994, pp1744-1751.

六、毕业设计加选专题部分

调速器与上位机的监控部分设计

七、毕业设计各阶段安排