计算机监控及PLC在水电站的运用ppt课件.ppt

计算机监控及PLC在水电站的运用 主要内容1、水电站计算机监控的概况及主要任务2、计算机监控的基本知识（结合水电站的应用）3、PLC相关知识的介绍4、PLC在工程中的应用（结合水电站实际情况） 水电站计算机监控发展概况及应用意义水电厂计算机监控系统的发展经历了人工监控，电话调度和远动化(遥测、遥信、遥调、遥控)监控以及以计算机为核心，以现代数据通信为基础的计算机监控系统等三个阶段。水电厂应用计算机监控系统对提高自动化水平，保证安全运行，提高经济效益，改善劳动条件，促进技术进步都具有十分重要的意义。 水电站计算机监控的主要任务主要任务自动处理事故安全监视发电过程自动控制最优发电控制水库的经济运行（1）根据电力系统对电站有功功率的需要，调节水轮机导叶的开度，输入所需的水量（2）保证机组的最优配合和符合的最优分配（3）保证水电站的电压质量及无功功率的合理分配 计算机监控的基本知识1、计算机监控的含义所谓计算机监控，就是利用传感装置将被监控对象中的物理参量（如温度、压力、液位、速度）转换为电量（如电压、电流），再将这些代表实际物理参量的电量送入输入装置中转换为计算机可识别的数字量，并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来，从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。除此之外，计算机还可以将采集到的数据存储起来，随时进行分析、统计和显示并制作各种报表。如果还需要对被监控的对象进行控制，则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺所要求该物理量的设定值进行判断；然后在输出装置中输出相应的电信号，并且推动执行装置（如调节阀、电动机）动作从而完成相应的控制任务。 “监控”监测通信控制上位机（集控中心，通过组态软件）集控中心与各个生产现场通信适配器之间的信号传输（根据不同通信协议，通过传输介质（通信光纤、电缆））下位机（生产现场LCU屏中的控制机构（PLC、单片机等）） 组态软件概述组态（configuration）有设置、配置等含义，是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置（包括对象的定义、制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等）用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的。特点：1、实时多任务（包括数据采集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通信等）2、组态方式灵活，能提供良好的用户开发界面3、能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品产品种类：NC2000、Kingview（组态王）、MCGS、WinCC等。 通信协议、接口与传输介质通信协议：总线的各单元及系统间进行正确的连接与信息传输应遵守的协议与规范。常见种类：芯片间：PC、ISA、PCI串行通信：RS-422、RS-485、RS-232并行通信：IEEE-488现场总线：CAN、PROFIBUS等三佳一级站 接口传输介质 观音寺电站5#机组LCU屏、励磁屏 计算机测控系统典型结构（原理图） PLC相关知识的介绍1、PLC的产生与发展1969年，美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）生产线的要求研制出了第一台可编程控制器PDP-14，并试验成功。由于可编程控制器产生初期只具有简单逻辑控制功能，所以名称就叫可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicalController），但随着技术不断发展，现在的PLC已具有高速计数、中断、PID调节、通信等功能，为了避免与个人计算机PC（PersonalComputer）混淆，仍将可编程序控制器称为PLC。 PLC相关知识的介绍2、可编程控制器的定义1987年，国际电工委员会（IEC）定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” PLC相关知识的介绍著名的PLC制造厂商：美国A-B（AllenBradly）公司德国西门子（SIEMENS）公司法国施耐德（SCHNEIDER）公司日本欧姆龙（OMRON）公司日本三菱公司GE-Fanuc公司 3、PLC的基本组成PLC相关知识的介绍CPU存储器I/O接口电源编程器 PLC相关知识的介绍输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。输出三种形式：继电器--低速大功率可控硅--高速大功率晶体管--高速小功率输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。 PLC相关知识的介绍6、PLC的分类（1）按应用规模和存储容量分类用户程序存储容量大型PLC2048点以上256∽2048点之间4KB左右中型PLC小型PLC微型PLC100点以下I/O总点数1KB以下256点以下8KB左右16KB以上 PLC相关知识的介绍6、PLC的分类（2）按控制性能分类数字处理能力更强，可进行矩阵运算、函数运算，完成数据管理，具有通信功能。一般大型、超大型机都是高档机。高档机：一般有整数和浮点运算、数制转换、PID调节、中断控制及联网功能，用于复杂的逻辑运算及闭环控制。以逻辑运算为主，具有计时、计数、移位等功能。中档机：低档机： PLC相关知识的介绍6、PLC的分类（3）按硬件的结构类型分类PLC按结构形式可分为:①整体式②模块式③叠装式 PLC相关知识的介绍①整体式/单元式/箱体式CPU模块、I/O模块和电源模块装在一个箱体内。配有专用的特殊功能单元，使PLC的功能得到扩展。用于规模较小，I/O点数固定，以后少有扩展的场合。 PLC相关知识的介绍②模块式/积木式PLC各部分以模块形式分开，模块插在模块插座上。用于规模较大，I/O点数较多且比较灵活的场合。 PLC相关知识的介绍③叠装式采用电缆联接各个单元，安装时可一层层叠装。整体式及模块式有结合为叠装式的趋势。 PLC相关知识的介绍4、模块的外部接线方式COMX0X1X2X3X4X5X6X7汇点式 PLC相关知识的介绍4、模块的外部接线方式COM1Y0Y1COM2Y2Y3分组式 PLC相关知识的介绍5、可编程序控制器的工作原理 PLC相关知识的介绍对比：自锁控制电路利用继电器、接触器等基本低压电器元件实现三相异步电动机自锁控制电路，其电气控制原理图如下。 PLC相关知识的介绍7、FX系列PLC型号系列序号：0，0S，0N，1，2，2C，1S，1N，2N，2NC。I/O总点数：14～256。单元类型：M—基本单元E—输入/输出混合扩展模块EX—输入专用扩展模块EY—输出专用扩展模块输出形式：R—继电器输出T—晶体管输出s—晶闸管输出图1-18FX系列PLC的命名格式 PLC相关知识的介绍特殊品种区别：D—DC电源，DC输入AI—AC电源，AC输入H—大电流输出扩展模块（1A/1点）V—立式端子排的扩展模块C—接插口输入/输出方式F—输入滤波器1ms的扩展模块L—TTL输入型扩展模块 PLC相关知识的介绍8、FX系列PLC的编程软元件编程元件的编号由字母和数字组成，输入继电器和输出继电器用八进制数字编号，其他均采用十进制数字编号。表1-4FX2N系列PLC软元件 PLC相关知识的介绍8、FX系列PLC的编程软元件 PLC相关知识的介绍9、PLC编程语言与编程元件PLC常用的编程语言：（1）梯形图（2）指令表（3）状态转移图（4）逻辑功能图（5）高级语言PLC内部有输入/输出继电器、定时器、计数器等编程元件，它们是虚拟器件，又称软元件/软继电器。每个软元件有无数对常开常闭触点，供PLC内部编程使用。 PLC相关知识的介绍（1）梯形图左、右母线类似于电源线，输出线圈类似于负载，输入触点类似于按钮。 PLC相关知识的介绍（2）指令表指令表是一种助记符编程方式。步序号是各语句在程序步中所占的第一步的序号。 PLC相关知识的介绍10、FX系列PLC基本指令（1）LD/LDI取/取反指令功能：取单个常开/常闭触点与母线（左母线、分支母线等）相连接，操作元件有X、Y、M、T、C、S。（2）OUT驱动线圈（输出）指令功能：驱动线圈。操作元件有Y、M、T、C、S。 PLC相关知识的介绍（3）AND/ANI与/与反指令功能：串联单个常开/常闭触点（4）OR/ORI或/或反指令功能：并联单个常开/常闭触点驱动线圈。（5）END结束指令放在全部程序结束处，程序运行时执行第一步至END之间的程序。 PLC相关知识的介绍（6）ANB与块指令功能：串联一个并联电路块，无操作元件。ANB使用说明（1）电路块起点用LD、LDI，结束后使用ANB指令与前面电路串联。（2）有多个并联电路块串联时，如果依次用ANB指令与前面电路连接，支路数量没有限制；如果连续使用ANB指令编程，使用次数应限制在8次以下。 PLC相关知识的介绍（7）ORB或块指令功能：并联一个串联电路块，无操作元件。例：试写出指令表程序 PLC相关知识的介绍FX系列三菱PLC编程界面 PLC相关知识的介绍例：振荡电路当X0接通时，Y0以1s周期闪烁变化。改变T0、T1的设定值，可以调整Y0的输出脉冲宽度。 PLC在水电站的应用PLC在水电站的应用主要是开、关机流程中所涉及的主阀控制系统、供水控制系统、调速控制系统、励磁系统、同期系统等主要系统。其他也有如冷却水循环、油气循环、集水井水泵控制等系统。 ThankYou!