數字式主令控制器的替代實現方法

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

數字式主令控制器的替代實現方法

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

摘要：數字式主令控制器是現在水電廠自動控制中提供接力器位置服務的主要設備。但該種設備已跟不上科技發展，技術及數據精度都不能滿足精確調控的要求。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備的可行性與實現方法，拋磚引玉，以利后人。

關鍵詞：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，伴隨著我國經濟和科學技術的迅速發展，人們生活水平不斷提高，電力工業也得到了迅猛的發展。電力工業是我國的基礎產業，它的安全關系到國民的各個行業和部門，確保電力系統安全生產和穩定運行，是電力行業的首要任務。電力生產的目的，就是保證向國民經濟各行業和人民生活可靠、安全的提供電能[1]。由此提高設備運行穩定性成為電力工作者的首要任務。為此對數字式主令控制器的替代實現方法進行研究，以期減少中間環節以減少故障率,提高運行可靠性,提高運行效率.減少維護量及維護成本。

2　舊系統的實現原理與弊端

2.1舊系統的實現原理

蓮花廠現運行的主令控制系統的實現方法為: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字式主令控制器,比較預設的動作值,開出繼電器節點來向需求設備提供位置控制變量。

2.2舊有系統弊端

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

（2）該設備與監控系統的接力器位移行程采集系統共用拉線式位移傳感器,由于其原件品質次于施奈德系列產品,在共用的電流環路中造成不可預期的擾流,影響了監控系統的接力器位移行程采集的精確度,并多次燒毀采集設備,造成較大的經濟損失；

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

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

（5）原系統由繼電器組實現信號對接,翻印速度較慢。

3　新系統的實現原理與方法

3.1新系統實現原理

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

3.2新系統實現方法

3.2.1創建必要的變量（見表1）

表1

3.2.2獲取監控系統采集的變量

監控系統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換為0-4095 [2] 之間的數字量 存放在地址 %MW3554 中。現將其賦予變量Pos_value.

3.2.3轉換為百分值

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_全開區域)的差值，結果放入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。否則回復執行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)。

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備開支,減少中間環節以減少故障率,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,任紅.電力安全技術[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.