數(shù)字式主令控制器的替代實現(xiàn)方法

劉吉強,岳利維（.黑龍江電力有限公司牡丹江水力發(fā)電總廠,黑龍江　牡丹江　57000;　.長春冰上訓(xùn)練基地,長春　30000）

數(shù)字式主令控制器的替代實現(xiàn)方法

劉吉強1,岳利維2
（1.黑龍江電力有限公司牡丹江水力發(fā)電總廠,黑龍江牡丹江157000;2.長春冰上訓(xùn)練基地,長春130000）

摘要：數(shù)字式主令控制器是現(xiàn)在水電廠自動控制中提供接力器位置服務(wù)的主要設(shè)備。但該種設(shè)備已跟不上科技發(fā)展，技術(shù)及數(shù)據(jù)精度都不能滿足精確調(diào)控的要求。本文就此問題探討了一下 以昆騰PLC進行實時采樣計算替代該種設(shè)備的可行性與實現(xiàn)方法，拋磚引玉，以利后人。

關(guān)鍵詞：主令控制器；昆騰PLC；實時采樣計算

1　課題背景及研究的意義

進入21世紀以來，伴隨著我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，電力工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。電力工業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的安全關(guān)系到國民的各個行業(yè)和部門，確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)和穩(wěn)定運行，是電力行業(yè)的首要任務(wù)。電力生產(chǎn)的目的，就是保證向國民經(jīng)濟各行業(yè)和人民生活可靠、安全的提供電能[1]。由此提高設(shè)備運行穩(wěn)定性成為電力工作者的首要任務(wù)。為此對數(shù)字式主令控制器的替代實現(xiàn)方法進行研究，以期減少中間環(huán)節(jié)以減少故障率,提高運行可靠性,提高運行效率.減少維護量及維護成本。

2　舊系統(tǒng)的實現(xiàn)原理與弊端

2.1舊系統(tǒng)的實現(xiàn)原理

蓮花廠現(xiàn)運行的主令控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法為:通過將安裝在水車室接力器推拉桿上的拉線式位移傳感器獲取的4-20MA電流值上送至北疆的數(shù)字式主令控制器,比較預(yù)設(shè)的動作值,開出繼電器節(jié)點來向需求設(shè)備提供位置控制變量。

2.2舊有系統(tǒng)弊端

（1）北疆的數(shù)字式主令控制器系21世紀初的產(chǎn)品,其功能及精細度已經(jīng)跟不上時代技術(shù)日新月業(yè)的發(fā)展,且連續(xù)使用年代已近10年,老化程度嚴重,并因廠家已不再生產(chǎn)而處于無備件更換的尷尬境地,是為極大的安全隱患，并且該類設(shè)備的購置款項較為龐大；

（2）該設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)的接力器位移行程采集系統(tǒng)共用拉線式位移傳感器,由于其原件品質(zhì)次于施奈德系列產(chǎn)品,在共用的電流環(huán)路中造成不可預(yù)期的擾流,影響了監(jiān)控系統(tǒng)的接力器位移行程采集的精確度,并多次燒毀采集設(shè)備,造成較大的經(jīng)濟損失；

（3）該設(shè)備提供的采樣精度較低且為點式判斷,極易造成輸出點環(huán)繞基值震蕩,影響調(diào)控精度,降低機組運行效率；

（4）該設(shè)備的終端用戶設(shè)備稀少,其主要用戶僅為監(jiān)控系統(tǒng).且監(jiān)控系統(tǒng)有更為優(yōu)良的采集設(shè)備,卻僅被用于顯示；

（5）原系統(tǒng)由繼電器組實現(xiàn)信號對接,翻印速度較慢。

3　新系統(tǒng)的實現(xiàn)原理與方法

3.1新系統(tǒng)實現(xiàn)原理

由監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)地控制單元對其采取的接力器位移行程變量進行運算,采運區(qū)域比較的方法規(guī)避點式判斷帶來的擾流.為終端用戶設(shè)備提供可靠的主令位置服務(wù).

3.2新系統(tǒng)實現(xiàn)方法

3.2.1創(chuàng)建必要的變量（見表1）

表1

3.2.2獲取監(jiān)控系統(tǒng)采集的變量

監(jiān)控系統(tǒng)已將安裝在水車室接力器推拉桿上的拉線式位移傳感器獲取的4-20MA電流值通過模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換為0-4095 [2] 之間的數(shù)字量 存放在地址 %MW3554 中。現(xiàn)將其賦予變量Pos_value.

3.2.3轉(zhuǎn)換為百分值

獲取位移總長值Pos_long，位移采樣值Pos_value，計算百分比值并放入變量Pos_percent中。

3.2.4閾值計算原理

（1）首先比較 Pos_percent(位移百分比) 與 Threshold_ onload(位移比較值_空載）比較 ，結(jié)果放入 D-value_above中。如果該變量大于零 且大于 1/2Area_onload(位移比較值_空載區(qū)域) ，則將變量 Relay_above(位移比較輸出_空載以上)置位。

（2）并進而比較Pos_percent(位移百分比) 與 Threshold_ open(位移比較值_全開)減去Area_open(位移比較值_全開區(qū)域)的差值，結(jié)果放入D-value_open中。如果該值大于或等于零。則將變量Relay_open（位移比較輸出_全開）置位。否則回復(fù)執(zhí)行3.2.4.1步驟。

（3）同上所訴當比較并置位Relay_below(位移比較輸出_空載以下)以及Threshold_close(位移比較值_全關(guān))。

3.2.5程序列表(由施耐德-UN ITY3.1)編制

Pos_value:= %MW3554 ;

Pos_percent= Pos_value / Pos_long * 100%;

D-value_above = Pos_percent - (Threshold_onload+1/2Area_onload);

D-value_below = Pos_percent - (Threshold_onload-1/2Area_onload);

D-value_close = Pos_percent - (Threshold_close + Area_close );

D-value_open = Pos_percent - (Threshold_open - Area_open );

If D-value_above ＞0 then Relay_above:=1 else Relay_above :=0 ;

If D-value_open ＞0 then Relay_open :=1 else Relay_above:=0 ;

If D-value_below ＞0 then Relay_above :=0 else Relay_above :=1;

If D-value_close ＞0 then Relay_above :=0 else Relay_above :=1 ;

4　結(jié)論

上訴方法已在我廠機組試驗。實驗證明該方法可以減少大筆設(shè)備開支,減少中間環(huán)節(jié)以減少故障率,提高運行可靠性,提高運行效率.減少維護量及維護成本。

參考文獻：

[1]楊文學(xué),任紅.電力安全技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，2010:3-5.

[2]施耐德自動化公司．Modicon TSX Quantum硬件手冊[S].北京：施耐德電氣,1998:145.