畈电厂调速器系统更新改造中的应用

中国科技信息２０１¨０莓第４期洲ｌ雌ＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＦｅｂ．２０１０

ＰＬＣ可编程控制器在沙畈电厂

调速器系统更新改造中的应用

马向阳金华市沙畈水库管理处

摘要

分析了沙畈电厂调速器改造的一必要性和改造

后取得的效果，介绍了改造后采用的杭州三

和电控设备有限公司生产的ＹｗＴ系列可编程

微机调速器的主要功能特点及构成。液调速器，该调速器运行十多年来，各种故障日趋增多，存在电液伺服阀经常卡涩，动态特性差，调节频繁导致并网速度慢等诸多毛病，已越来越不能满足电厂安全生产【

的需要。ＰＬＣ可编程微机调速器具有技术

性强、可靠性高、稳定性好、速动性好、操

作简单和维护方便等优点，在电站得到了

广泛的应用。为了电厂更安全可靠运行，结

合电厂实际情况，调速器改造采用目前先｝

进的杭州三和电控设备有限公司生产的

ＹＷＴ１８００微机调速器。抗干扰能力强，所有Ｉ／Ｏ接口均采用光电隔离，能适用于恶劣的工业环境。本微机调节器采用Ｅａｓｙｖｉｅｗ的触摸屏（简称ＰＴ）作为操作和显示平台，ＰＴ是集图像显示和触摸键于一体的操作终端，它可以替代以往调速器上所有的表计、指示灯、按键等元件。通过它方便地观察机组的各种运行工况，设置参数和操作调速器。荚键词可编程控制器；调速器；步进电机；电气３、电气部分的构成及基本功能ＹＷＴ系列步进式可编程微机调速器

其ＰＬＣ采用德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司生产的先

进的ｓ７—２００系列为其控制硬件主体，并

采用了Ｅａｓｙｖｉｅｗ的触摸屏作为该调速器的

主要操作和显示平台，使该调速器具备了

完善的调节控制功能和友好的人机界面。

３．１ＰＬＣ单元简介２、ＹｗＴ系列步进式可编程微机调速器的功能特点各项动态和静态品质，所有性能指标均达到或超过国家标准ＧＢ９６５２求。机械液压系统采用日本ＲＯＲＺＥ公司

的步进电机控制，结构简单，工作可靠，耗

油量小，对油的要求低，彻底改变了以往电

液调速器的电液转换器容易卡阻的缺点，

可达到基本免维护功能。

并网前机组自动跟踪电网频率，能使

机组频率迅速达到同期要求。若网频故障

则自动切换到频率给定开机。

机械手动运行时，微机调速器输出自

动跟踪导叶开度，可随时无扰动地切换至

自动状态。自动运行状态也可随时无扰动

地切换至手动状态。

设有上位机通讯接口（ＲＳ４８５９７中要ＹＷＴ系列步进式可编程微机调速器采用Ｓ７－ＣＰＵ２２４ＸＰ作为其ＣＰＵ单元，它的工作电源为ＤＣ２４Ｖ。该ＣＰＵ单元本身带有１４点开关量输入和１０点开关量输出，以及两路模拟量输入和一路模拟量输出。另完外它还有一路ＲＳ４８５通讯端口与触摸屏通讯。ＰＬ１、调速器改造的必要性水轮机调速器直接担负着控制水轮发电机组开机、停机、空载运行、增减负荷等工作，是水电站的重要设备，其工作性能的好坏直接影响着水轮发电机组乃至电力系统的安全稳定运行。随着电网的不断扩大，电力用户对电能质量的要求不断提高，传统的电液调速器已难以胜任机组

稳定运行的需要。

浙江金华沙畈电厂建于１９９６年，装有

２×５０００ＫＷ混流式水轮发电机组，是金华

电网主要调峰电厂，也是金华电网的默认

启动电源之一，对金华电网的稳定运行发

挥着重要作用。调速器改造前采用原杭州

发电设备厂生产的ＨＦＹＤＴ３０００型号电Ｃ的开关量输入部分用来采集开机、停机、油开关、功率增、功率减等外部开关量指令和状态信号。ＰＬＣ的开关量输出部分用来输出步进电机控制、手自动切换、电气故障等开关量信号。ＰＬＣ的模拟量输入部分用来采集０～１０（０～２０ＭＡ）的导叶开度、水头、机组有功功率等模拟信号，将这些模拟量转换成数字量供给ＣＰＵ单元进行运算及控制。３．２电源和信号变换单元电源和信号变换单元包含电源变换和信号变换这两个主要功能。ＭｏｄｂｕｓＲＴＵ），以实现全厂的计算机监控管理，可满足电站无人或少人值班。具有在线故障自诊断功能，对频率测量、开度测量等故障具有智能容错功能。采用交直流供电，在厂用交流点消失时，能保持机组运行工况并发出报警信号。采用可靠性极高的可编程（ＰＬＣ），Ｉ

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电源变换功能是用来实现双路开关电时，辅助接力器活塞上腔通排油，由于主配ｉｉ上接第ｔ１０页

源输出的ＤＣ２４Ｖ电源的热备用切换，以压阀活塞受向上差压力的作用，所以辅助

及通过ＤＣ—ＤＣ变换器将ＤＣ２４Ｖ电源转换接力器活塞和主配压阀活塞同时向上移动

为＋５Ｖ（供信号变换部分使用）和１０～２４Ｖ△Ｉ，使辅助接力器活塞上腔关闭。同时，主

可调电源供导叶反馈电位器使用。配压阀衬套上窗口与压力油联体通，下窗

信号变换功能是用来将机端ＰＴ来的口与回油联通，主配压阀向接力器关闭腔

机组频率信号和由系统ＰＴ来的电网频率信配压力油，接力器活塞向关闭方向移动，同

号，经滤波、整形、分频后输入到ＰＬＣ，时带动回复机构运动，通过杆杆传递，使引

由ＰＬＣ实现软件数字测频。导阀针塞向下移动一段距离△Ｉ，回到中闻

３．３步进电机和步进电机驱动器位置，此时辅助接力器活塞上腔通压力油，

ＹＷＴ系列调速器采用日本ＲＯＲＺＥ公在压力油的作用下辅助接力器活塞和主配

司的步进电机和步进电机驱动器作为电压阀活塞向下移动△Ｉ回到中间位置，完成

位移转换器，步进电机驱动器接收来自一次调节。

ＰＬＣ的步进电机控制脉冲及方向信号，通当△Ｙ为正时，步进电机带动滚珠丝

过其内部ＣＰＵ运算和电流放大从而控制步杆逆时针转动，各零件运动方向与上述相

进电机正反转。步进电机通过与其相连的反。

滚珠丝杆将旋转的角度量转换为位移量，当紧急停机电磁阀动作后，辅助接力

从而实现电一位移转换。器活塞上腔通过单向阀接通排油，主配压

３．４触摸屏阀活塞受差压力的作用向上移动，主配压

ＹｗＴ系列调速器采用台湾Ｅａｓｙｖｉｅｗ阀向接力器关闭腔配压力油，接力器活塞

触摸屏，触摸屏通过通讯与ＰＬＣ连接，显向关闭方向移动。

示调速器和机组的主要参数及运行状态。开机时间调节螺母和关机时间调节螺

通过触摸屏可方便地修改整定调速器的各母可分别限制辅助接力器活塞和主配压阀

调节参数，并把修改后的参数传送给ＰＬＣ活塞向上或向下的行程，以改变主配压阀

保存并记忆。窗口开口的大小，调节开关机时间。

３．５电源系统４．２油压装置

ＹＷＴ系列调速器的电源系统有交流ＹＷＴ系列调速器的油压装置由回油五、后续语

空气开关和两个开关电源组成。厂用交流箱、压力油罐、螺杆泵、油泵电机、安虽然该仿真绞车的改造给教学带来很电源和厂用直流电源分别通过一个开关电全阀、补气阀、中间油罐、单向阀、接多有利的条件，但在实践教学中发现还不源变换为两路ＤＣ２４Ｖ电源，再通过电源点压力表等主要部件构成。够十分完善，还不能充分发挥使该仿真绞和信号变换单元实现双路ＤＣ２４Ｖ电源的热５、结束语车高仿真度，高安全性能，高适应性能和备用切换。ＰＬＣ、触摸屏、步进电机驱水轮机调速器目前已属于机电一体化更方便可靠的操作性能的优势。动器均采用ＤＣ２４Ｖ供电。的高科技产品，它将随着微机技术、液压技在此要感谢中心刘高级讲师等教员的４、机械液压部分的构成及基本功术和自动控制理论发展而不断推陈出新。大力协助和友好的建议。能ＹｗＴ—１８００型调速器自投运以来，提高了

，

４．１步进式电液随动系统电厂机组的自动化水平，运行可靠性高，

ＹＷＴ系列步进式可编程微机调速器故障率明显下降；调节灵敏度、准确度提

电液随动系统由步进电机、滚珠丝杆（起高，从开机到空载稳定时间缩短大约一

中间接力器作用）、主配压阀组件、回复半，提高了并网速度，机组运行也更加稳

机构、反馈电位器、主接力器等组成。定；由于采用Ｅａｓｙｖｉｅｗ的触摸屏显示大

步进式电液随动系统的工作原理如大方便了运行人员操作，各种数据运行人

下：员可直接读取；步进电机耗油量小、抗污

ＰＬＣ输出的位置信号ＹＯＵＴ与起中间力强，减少了油泵的启动次数，基本可以做

到免维护。参考文献

接力器作用的步进电机的位置反馈信号［１］弈勇．煤矿安全规程实施手册．中国ＹＩＮ在ＰＬＣ内进行比较运算结果为△Ｙ，商业出版社．２。０１年１１月第１版．由ＰＬＣ输出一个频率与△Ｙ成正比脉冲通『２１孟国营，赵学义．全国煤矿安全培训统过步进电机驱动器去驱动步进电机。编教材：煤矿机械安全（Ａ类）．中国矿

当△Ｙ为负时，步进电机带动滚珠丝业大学出版社．２００５年２月第２次印刷．杆顺时针转动，通过杠杆传递，使引导阀针吲韩允胜．全国煤矿安全培训统编教材：塞离开中间位置向上移动一段距离△Ｉ。此电机车司机（Ｂ类）．中国矿业大学出版

社．２００４年５月第２次印刷．

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PLC可编程控制器在沙畈电厂调速器系统更新改造中的应用

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