水电站机组自动化系统设计

摘 要

水电站综合自动化系统是电站安全、稳定、高效运行的重要保证。我国水电发展比较迅猛，但自动化水平一直不高。近几年随着计算机及电子信息技术的飞速发展和日益成熟，技术先进、性能可靠的微机综合自动化系统开始得到了广泛的应用。

目前，国内在水电站自动控制方面采用计算机监控技术尚属起步阶段，在大中型水电站中，以国外引进的成套计算机监控系统为主，在中小型水电站，由于技术、资金等方面的原因，以采用国内研制的计算机监控系统为主，或硬件设备采用进口，软件自主开发的水电站计算机监控系统。本文在对国内外水电站综合自动化系统深入研究的基础上，结合项目自身的特点，完成了小水电综合自动化系统的设计工作。

本文提出了一种适合小水电的机组控制模式，并在对机组控制流程充分掌握的基础上，完成了对PLC的选型、I/O点的配置，给出了详细的机组自动开/停机流程图。并在此基础上设计了部分的机组报警设计。

关键字:小水电，综合自动化系统,PLC

目 录

第1章 绪论 1

1.1我国水电开发现状及发展 1

1.2水电站自动化发展概述 2

1.2.1国外发展现状 2

1.2.2国内发展现状 3

1.3课题研究的意义和目的 5

第2章 水机自动化系统设计方案 6

2.1小型水电站自动化要求 6

2.1.1小型水电站的特点 6

2.1.2小型水电站自动化系统设计的原则 6

2.2系统总体设计原则 7

2.3系统功能与特点 8

2.3.1系统功能 8

2.3.2系统特点 8

2.4系统总体方案设计 9

2.4.1硬件方案设计 9

2.4.2软件方案设计 10

第3章 控制单元层的设计与研究 12

3.1控制单元层功能概述 12

3.2现场控制单元层的任务 12

3.2.1数据采集 13

3.2.2数据处理 13

3.2.3人机接口 13

3.2.4数据通讯 13

3.2.5电站保护部分 14

3.2.6自诊断和自恢复 14

3.2.7控制和调整 14

3.3机组LCU组屏方案比较 14

第4章 硬件系统设计 18

4.1 机组自动化流程 18

4.1.1自动开机流程 18

4.1.2自动停机流程 19

4.1.3事故和紧急停机流程 19

4.2机组程序控制的PLC实现 19

4.2.1 PLC选型 20

4.2.2硬件设计 23

4.2.3 I/O地址分配与模块连接方式 24

第5章 软件设计 28

5.1 内部资源与寻址方式 28

5.2 编程语言 28

5.3程序设计 29

5.3.1机组开机控制的软件设计 29

5.3.2 机组制动控制的软件设计 32

5.3.3机组同期并网的PLC实现 34

5.3.4 机组故障闪光报替程序的设计 35

参考文献 38

致 谢 40