[发明专利]一种水电PLC智能控制系统

摘要

一种水电PLC智能控制系统，包括：程序控制处理器、电网参数传感器、发电参数传感器、同期检测传感器、发电机转速传感器、并网接触器、外部按钮、水位高度传感器、轴承温度传感器、水阀门调节执行器、励磁控制器、触摸屏、物联网服务器、短信发送设备、备用电源。本发明的有益效果在于：采用控制器集中控制，分散采集，可进行一键启动，自动并网，平稳快速；设置有水位自动跟踪，杜绝水位溢流；清晰直观的数据显示，可设定需要的不同参数进行自动控制；转速监测，电网状况，备用电源等多种保护机制，快速有效；可实现电网和发电参数的直观显示，可检测当前实时发电机转速；可实现在全球有网络的地方通过各终端来监控和控制设备的运行。

主权项

一种水电PLC智能控制系统，包括：程序控制处理器(1),作为本系统的核心处理器，处理各种传感器检测的信息，及控制整套系统的动作；电网参数传感器(2)，可实时检测电网的参数，电压、电流、频率、功率、功率因数、电度等电参数；发电参数传感器(3)，可实时检测发电机的发电参数，电压、电流、频率等；同期检测传感器(4)，用来检测并网时的同期时机，完成自动并网；发电机转速传感器(5)，实时检控发电机的运行转速；并网接触器(10)，是发电机输出到电网的关键连接部件；外部按钮(13)，常用的操作部分，包括开、停机操作；水位高度传感器(6)，用于监控水库水位；轴承温度传感器(7)，用于监测发电机轴承温度；水阀门调节执行器(9)，是调节发电机发电量的关键组件；励磁控制器(8)，是调节发电机励磁的部件，并网后起到功率因数跟踪调节的作用；触摸屏(14)，是人机对话的窗口，用于各种参数操作显示，信息显示，部分动作的操作，和采集参数的记录等；物联网服务器(11)，可通过其将设备的数据信息和互联网联通，实现在全球有网络的地方通过各终端来监控和控制设备的运行；短信发送设备(12)，用来将每天发电量，以短信的方式告知户主；备用电源(16)，可为系统提供可靠的保障，当电源(15)停电时，可以为系统提供不间断的电源供应，以达到任何情况可以安全的进行水阀关闭动作，保证机组的安全；通过发电机转速传感器(5)检测到发电机转速高于额定转速10％时，程序控制处理器(1)发出指令通过水阀门调节执行器(9)关闭阀门，实现飞车保护，备用电源(16)可以确保在电源(15)停电时控制系统还有电完成所有应急操作；开机并网时，系统通过水阀门调节执行器(9)将阀门开到设定阀位，待发电机转速上升，控制系统根据发电机转速传感器(5)检测到的实时速度对水阀门调节执行器(9)发出指令，实时转速低于额定转速时，开大阀门，转速上升，实时转速高于额定转速时，关小阀门，转速下降；控制系统对电网参数传感器(2)及发电参数传感器(3)传回的电压及频率进行对比，当两者间频率偏差小于某设定值a时，励磁控制器(8)自行进行快速调整输出励磁，使两者间的电压差调整至小于某设定值b，在这期间等待同相时机的到来，当同期检测传感器(4)检测到两者相位小于某设定值c时，控制系统发出并网信号，并网接触器(10)动作，实现快速并网功能；程序控制处理器(1)根据水位高度传感器(6)传来的水位信息向水阀门调节执行器(9)发出指令，当水位大于满水位时，阀门开至最大，机组发出的功率最大；当水位在上限下限范围内时，阀门开至适当位置，机组调整到当季平均功率，在上下限范围内，只做微调；当水位低至警戒水位时，将延时60S关机；在此过程中，励磁控制器(8)自动按功率因数调整，当功率因数∮小于某设定值d时,减小励磁电压；当功率因数∮大于某设定值e时，增加励磁电压；运行过程中，控制系统会根据水位变化情况、当前功率和当前的阀位，来自动计算水库栏栅的拥堵情况，当严重拥堵时会发出警告告知操作者进行清理操作。