[發(fā)明專(zhuān)利]一種水電PLC智能控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510626679.X
• 申請(qǐng)日: 2015-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105182898A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 來(lái)祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三明市新地?cái)?shù)控設(shè)備制造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/05
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/05;H02J3/38
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水電工程領(lǐng)域，具體涉及一種水電PLC智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和生活不可或缺的動(dòng)力能量，水力發(fā)電是電力工業(yè)的一個(gè)門(mén)類(lèi)。建國(guó)60多年來(lái)，我國(guó)的水電事業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了令人矚目的成績(jī)。但是，我國(guó)大部分中小型水力發(fā)電站還存在如下問(wèn)題：

1、全人工操作，并網(wǎng)時(shí)，要人工轉(zhuǎn)動(dòng)水閥，并監(jiān)看儀表，并且接近同期時(shí)，既要微調(diào)水閥，也要微調(diào)勵(lì)磁電壓，人工比較難掌握。

2、同期時(shí)要靠看指示燈的狀態(tài)，人工按合閘按鈕，時(shí)機(jī)難以掌握，容易失敗，要技術(shù)很好的老電工師傅進(jìn)行操作。

3、水門(mén)靠人工調(diào)整，水位狀況靠監(jiān)控或水浮球開(kāi)關(guān)指示得知，一般狀況下，工人為保險(xiǎn)起見(jiàn)，將閥門(mén)調(diào)節(jié)的偏小，特別是晚上，這樣經(jīng)常會(huì)有水溢出，造成水資源浪費(fèi)。

4、功率因數(shù)調(diào)整是通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電壓的調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，大多功率因數(shù)表不準(zhǔn)，線(xiàn)性度比較差；另一方面，隨著電壓的波動(dòng)，勵(lì)磁電壓也會(huì)隨之波動(dòng)，人工時(shí)無(wú)法做到實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)節(jié)，這樣會(huì)有很多的無(wú)功電能發(fā)出來(lái)，對(duì)整個(gè)電能的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

5、當(dāng)電網(wǎng)停電或勵(lì)磁系統(tǒng)損壞時(shí)，不能及時(shí)關(guān)機(jī)，造成飛車(chē)事故，要工人時(shí)刻警醒，監(jiān)看設(shè)備運(yùn)行狀況。

6、水庫(kù)欄柵堵塞狀況難以掌握。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種水電PLC智能控制系統(tǒng),通過(guò)本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)飛車(chē)保護(hù)、快速并網(wǎng)、水位調(diào)節(jié)跟蹤、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。

本發(fā)明為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種水電PLC智能控制系統(tǒng)，包括：

程序控制處理器,作為本系統(tǒng)的核心處理器，處理各種傳感器檢測(cè)的信息，及控制整套系統(tǒng)的動(dòng)作；

電網(wǎng)參數(shù)傳感器，可實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的參數(shù)，電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、電度等電參數(shù)；

發(fā)電參數(shù)傳感器，可實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)電機(jī)的發(fā)電參數(shù)，電壓、電流、頻率等；

同期檢測(cè)傳感器，用來(lái)檢測(cè)并網(wǎng)時(shí)的同期時(shí)機(jī)，完成自動(dòng)并網(wǎng)；

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，實(shí)時(shí)檢控發(fā)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；

并網(wǎng)接觸器，是發(fā)電機(jī)輸出到電網(wǎng)的關(guān)鍵連接部件；

外部按鈕，常用的操作部分，包括開(kāi)、停機(jī)操作；

水位高度傳感器，用于監(jiān)控水庫(kù)水位；

軸承溫度傳感器，用于監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)軸承溫度；

水閥門(mén)調(diào)節(jié)執(zhí)行器，是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)電量的關(guān)鍵組件；

勵(lì)磁控制器，是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的部件，并網(wǎng)后起到功率因數(shù)跟蹤調(diào)節(jié)的作用；

觸摸屏，是人機(jī)對(duì)話(huà)的窗口，用于各種參數(shù)操作顯示，信息顯示，部分動(dòng)作的操作，和采集參數(shù)的記錄等；

物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，可通過(guò)其將設(shè)備的數(shù)據(jù)信息和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)在全球有網(wǎng)絡(luò)的地方通過(guò)各終端來(lái)監(jiān)控和控制設(shè)備的運(yùn)行；

短信發(fā)送設(shè)備，用來(lái)將每天發(fā)電量，以短信的方式告知戶(hù)主；

備用電源，可為系統(tǒng)提供可靠的保障，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，電源(15)停電時(shí)，可以為系統(tǒng)提供不間斷的電源供應(yīng)，以達(dá)到任何情況可以安全的進(jìn)行水閥關(guān)閉動(dòng)作，保證機(jī)組的安全；

通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速10％時(shí)，程序控制處理器發(fā)出指令通過(guò)水閥門(mén)調(diào)節(jié)執(zhí)行器關(guān)閉閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)飛車(chē)保護(hù)，備用電源可以確保在電源停電時(shí)控制系統(tǒng)還有電完成所有應(yīng)急操作；

開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)水閥門(mén)調(diào)節(jié)執(zhí)行器將閥門(mén)開(kāi)到設(shè)定閥位，待發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的實(shí)時(shí)速度對(duì)水閥門(mén)調(diào)節(jié)執(zhí)行器發(fā)出指令，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，開(kāi)大閥門(mén)，轉(zhuǎn)速上升，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，關(guān)小閥門(mén)，轉(zhuǎn)速下降；控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)參數(shù)傳感器及發(fā)電參數(shù)傳感器傳回的電壓及頻率進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)兩者間頻率偏差小于某設(shè)定值a時(shí)，勵(lì)磁控制器自行進(jìn)行快速調(diào)整輸出勵(lì)磁，使兩者間的電壓差調(diào)整至小于某設(shè)定值b，在這期間等待同相時(shí)機(jī)的到來(lái)，當(dāng)同期檢測(cè)傳感器檢測(cè)到兩者相位小于某設(shè)定值c時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出并網(wǎng)信號(hào)，并網(wǎng)接觸器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)功能；

程序控制處理器根據(jù)水位高度傳感器傳來(lái)的水位信息向水閥門(mén)調(diào)節(jié)執(zhí)行器發(fā)出指令，當(dāng)水位大于滿(mǎn)水位時(shí)，閥門(mén)開(kāi)至最大，機(jī)組發(fā)出的功率最大；當(dāng)水位在上限下限范圍內(nèi)時(shí)，閥門(mén)開(kāi)至適當(dāng)位置，機(jī)組調(diào)整到當(dāng)季平均功率，在上下限范圍內(nèi)，只做微調(diào)；當(dāng)水位低至警戒水位時(shí)，將延時(shí)60S關(guān)機(jī)；在此過(guò)程中，勵(lì)磁控制器自動(dòng)按功率因數(shù)調(diào)整，當(dāng)功率因數(shù)∮小于某設(shè)定值d時(shí),減小勵(lì)磁電壓；當(dāng)功率因數(shù)∮大于某設(shè)定值e時(shí)，增加勵(lì)磁電壓；