基于PLC的水电站自动化监控系统

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，但自动化水平不高。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。本文在对某国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， 完成了水电站综合自动化系统的设计工作。

系统采用开放的分层分布式控制体系结构，主要由主控层和现场控制单元层构成。通过对各种方案的比较，本文提出了一种适合小水电的“PLC+触摸屏”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，并通过宏指令函数实现了触摸屏与PLC的数据交换。论文还对水电站控制系统中采用的联锁设计进行了介绍，详细阐述了同期接线设计及其改进方法。

此外本文介绍了系统通讯网络的软硬件结构，现场控制单元层采用RS一485和CAN现场总线作为数字通信方式，主控层利用交换机组成快速以太网。通过组态软件和网络适配器对不同的通讯方式和规约进行转换，利用自由口通信和ModBus规约实现PLC与上位机的通讯。

最后本文结合现场调试情况，针对现有自动准同期装置的不足，提出了模糊控制的策略和具体实现。

关键词　水电站，监控系统，PLC，设计开发

目录

摘要 I

引言 1

第1章 概述 2

1.1水电站监控系统的意义 2

1.2水电站自动化控制系统发展现状 3

1.3基于PLC的水电站自动化控制系统设计的意义 3

第2章 水电站综合自动化系统总体方案设计 4

2.1水电站概述 4

2.2系统总体设计原则 5

2.3系统功能与特点 5

第3章 现场控制单元层的设计与研究 6

3.1现场控制单元层功能概述 6

3.2现场控制单元层的任务 6

3.2.1数据采集 6

3.2.2数据处理 6

3.2.3人机接口 6

3.2.4数据通讯 6

3.2.5自诊断和自恢复 6

3.2.6控制和调整 6

3.3机组控制流程 6

3.3.1自动开机流程 6

3.3.1自动停机流程 6

3.3.1事故和紧急停机流程 6

3.4机组程序控制的PLC实现 6

3.4.1 PLC选型 6

3.4.1硬件设计 6

3.4.1自动开机流程 6

3.4.1软件设计 6

3.5人机接口设计 6

3.5.1触摸屏的选择 6

3.5.1编程环境 6

第4章 系统通信网络的设计 7

4.1通信方式的选择 7

4.1.1 RS一485总线 7

4.1.1 CAN总线 7

4.1.1 LAN局域网 7

4.2通信网络结构 7

4.2.1硬件结构 7

4.2.1后台软件 7

4.2.1常见的几种通信规约 7

4.3利用MOdbuS实现PLC与上位机通讯 7

4.4本章小结 7

第5章 系统调试及总结展望 8

5.1调试和运行 8

5.2总结展望 8

5.2.1总结和心得. 8

5.2.1后续展望. 8

参考文献 10

附件1 10

致谢 11