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随着我国水电事业的蓬勃发展,水电厂的自动化程度日益提高,越来越多的水电工程迫切需要更先进、可靠的计算机监控系统管理日趋复杂的各种自动化设备。本课题即主要阐述广西宜州水电厂计算机监控系统的软硬件设计,该监控系统基于新一代工业控制器--可编程计算机控制器(PCC)实现,其功能丰富,性能稳定,比较完善地实现了对广西宜州水电厂三台水轮机组的监视和控制。
本文首先介绍了水电厂计算机监控系统目前在国内外的发展现状及其发展趋势,分析了当前国内水电厂计算机监控系统的优缺点及其普遍存在的问题:其次,讨论了水电厂计算机监控系统的内容及其基本模式,并分析了基于PCC实现广西宜州水电厂计算机监控系统的可行性,提出了一种基于PCC的适用于广西宜州水电厂的计算机监控系统架构。
本文第二部分分两个章节重点阐述了该计算机监控系统水轮机现地控制单元(LCU)的软、硬件设计。其中,LCU硬件部分包括PCC控制系统模块配置和控制回路设计、LCU常规保护回路设计以及抗干扰设计等;软件部分则基于PCC的分时多任务系统设计,包括水轮机开停机程序设计、输入/输出程序设计以及通信程序设计等,其中,基于最小二乘法的水轮机模拟量输入处理程序,较好地实现了对水轮机组传感器响应曲线的非线性校正,在一定程度上提高了该系统模拟量采集的稳定性和准确性。
本文第三部分主要介绍该监控系统转速继电器的软、硬件设计。转速继电器是水电厂用于测量水轮机转速和频率的重要设备,该转速继电器基于齿盘测频原理,采用三菱FX2NPLC设计,测频程序采用梯形图语言(LD)编制,运行结果证明该其拥有良好的稳定性和准确性。
本文最后重点介绍了该监控系统人机交互界面的软、硬件设计。人机交互界面是水电厂运行人员对水轮机组进行控制和监视的重要设备,通过基于人机工程学原理和组态软件设计的布局合理、功能丰富、运行稳定的人机交互界面,运行人员可以在触摸屏或工程师站计算机上方便、灵活地对整个水轮机组进行监视和控制。