第18卷 第2期1999年6月
南昌水专学报
Journal of Nanchang College of Water Conservancy and Hydroelectric Pow er
Vol.18 No.2
Jun.1999
文章编号:1006-4869(1999)02-0054-06
PLC在水电厂快速闸门控制中的应用
谢云敏
(南昌水利水电高等专科学校机电工程系,江西南昌330029)
摘 要:针对水电厂快速闸门自动控制的一般要求,提出了采用PLC实现其控制的方案.
关键词:快速闸门;PLC;自动控制
中图分类号:TP273 文章编号:A
0 前 言
可编程控制器(PLC)作为工业自动化的重要设备,在工业企业的各个领域得到了相当广泛的应用,在水电厂也不例外.目前,PLC在水电厂的应用主要包括两方面:一是用于构成水电厂主要辅助系统的控制系统;二是用于构成水电厂计算机监控系统.
水电厂发电机组事故停机或发电机组检修时,快速闸门关闭后,快速闸门是否已开启是水力发电机组重新起动必须具备的条件之一.而快速闸门的典型继电器逻辑接线系统复杂,继电器数量较多,投资较大,运行耗能较大,可靠性不高.本文提出采用PLC实现对快速闸门的自动控制,以取代目前普遍采用的硬布线逻辑接线.此控制系统的投资成本、运行费用均较低,可靠性较高.
1 快速闸门的自动控制要求
快速闸门只能用来切断水流,不能用来调节流量,只有全开和全关两种状态.因此其自动控制过程的操作必须满足下列要求:
1)快速闸门能正常提升和关闭,且在提升时应满足充水开度的要求;
2)机组发生事故时,应能在两分钟内自动紧急关闭闸门;
3)闸门全开后,若由于某种原因使闸门下降到一定位置,则应能自动将闸门重新提升到全开位置.
文献〔1〕给出了满足以上一般要求的油压式快速闸门典型的硬布线继电器逻辑接线.
2 PLC控制系统的设计
选用日本松下电工FP-1系列可编程控制器的C40型PLC〔2〕.其构成的控制系统如图1
所示.
其中C40主要用于逻辑控制.主要的信号元件有操作按钮、行程开关、压力信号器
等,共计19个输入信号;执行元件主要有电机、电磁配压阀等,共计14个输出信号.
I/O的分配如下:
输入点(共19点):
X0:1KK(中控室提升控制开关);
X1:1AN1(现场提升按钮);
X2:1YX(压力信号器接点);
X3:1AN2(现场降低按钮);
X4:2KK(中控室降低控制开关);
X5:4BCJ(事故出口继电器接点)
;
图1 硬件系统框图
X6:1QK(切换开关);
X7:2QK(切换开关);
X8:ZMW1(充水开度行程开关);
X9:ZMW2(快速闸门下滑300mm行程开关);
XA:ZMW3(快速闸门全开行程开关);
XB:ZM W4(快速闸门下滑200mm行程开关);
XC:ZM W5(快速闸门全关位置行程开关);
XD:ZMW6(快速闸门全开位置行程开关);
XE:2YX(压力信号器接点);
XF:3YX(压力信号器接点);
X10:1FX(浮子式水位信号器接点);
X11:2FX(浮子式水位信号器接点);
X12:S(手动/自动转开关);
输出点(共14点):
Y0:1DCF K(油路电磁阀开启线圈);
Y1:1Q(磁力起动器);
Y2:1DP(电磁配压阀);
Y3:1DCF g(油路电磁阀关闭线圈);
Y4:2Q(磁力起动器);
Y5:2DP(电磁配压阀);
Y6:1HD(中控室信号灯);
Y7:2HD(现场信号灯);
Y8:1LD(中控室信号灯);
Y9:2LD(现场信号灯);55
第2期谢云敏:PLC在水电厂快速闸门控制中的应用
56南昌水专学报1999年第2期
YB:2XJ(光字牌);
YC:3XJ(光字牌);
YD:4XJ(光字牌).
内部继电器定义:
R1:备用油泵投入继电器;
R2:快速闸门控制继电器;
R3:总油管油压过高继电器;
R4:备用油泵启动继电器;
R5:快速闸门下滑300mm继电器;
R6:1Q的中间继电器;
R7:2Q的中间继电器;
T1:1号起动阀开启定时器;
T2:2号起动阀开启定时器;
T3:总油管油压过高定时器,
PLC:外部连接图如图2所示.
依据控制要求,采用数字逻辑设计法,确定I/O间逻辑关系:
Y0=(X0+X1)·X5·Y3;
R2=(XA·R2+XB·X2+X8)·Y0;
Y1=R2·X6·R3+R1·X6+R6;
T1=Y1;
Y2=T1;
Y6=XD;
Y7=XD;
Y3=(X3+X4+X5)·Y0;
R4=XC·R4+XD;
Y8=R4;
Y9=R4;
R5=X9;
R1=〔R5·R4+(Y1+Y4)·R1〕·R2;
Y4=R2·R3·X7+R1·X7+R7;
T2=Y4;
Y5=T2;
YA=X10+X11;
YB=R5·XF;
T3=XE;
R3=T3+R3;
图2 PLC外部连接图57
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程序设计包括三部分:从跳转指令JPO 到标签指令LBLO 之间的程序是手动程序;从主控继电器指令MCO 到主控继电器结束指令M CEO 之间的程序是自动控制程序;MCEO 到ED 之间的程序是输出程序.手动控制和自动控制工作方式的切换将由手动/自动转换开关执行.两台油泵的工作还可考虑设置自动轮换功能.快速闸门自动控制的编程梯形图如图3所示
.
图3 梯形图
3 结束语
采用PLC 构成快速闸门的自动控制系统,可靠性高,功耗低,端线数量少,维护简便.另58南昌水专学报1999年第2期
并列造成同时动作的可能性;PLC 远程通讯联网功能以及易与计算机接口的功能,可快捷、准确的把快速闸门的状态送至水电厂计算机监控系统.
〔参考文献〕
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The Application of PLC in Quick -Sluice Gate of Hydropower Station
XIE Yun -min
(Department of M echanical and Electric Power Eng ineering of NCW RC ,Nanchang 330029,China )
A bstract :Based on the conventional norms of automatic controling the quick -sluice gate in hydropow er station ,A scheme is put forward that realize its control with PLC .
Key words :quick -sluice g ate ;PLC ;automatic control
(上接第53页)
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The Analysis of FACTS
DAI Wen -jing 1,HE Zheng -hai 1,LIANG Wen -li 2,CH EN Yan -hong
2(1.Nanchang U niversity ,N anchang 330029China ;2.Jiangxi Electric Pow er Dispatching and Communication
Bureau ,Nanchang 330006,China )A bstract :A fairy integ rate introduction is made o n Flexible AC Transmission System and the classificatio n and principle of w ork of its controller .A brief enumeration of cooperative development projects of FAC TS controller home and abroad is also given .The principle and basic operation status of UPFC ,the most representative FACTS controller ,are analy sized .
Key words :Flexible AC T ransmission System (FACTS );controller ;Unified Power Flow co ntroller (UPFC )59第2期谢云敏:PLC 在水电厂快速闸门控制中的应用。