SIEMENS PLC在水電廠（站）應用與編程

1. 水電廠（站）順序控制
　　水電廠（站）的自動操作包括水輪發電機組各種工況轉化、調整和全廠的公用設備進行的自動化控制。這類控制在自動控制范疇內屬于順序控制系統，每個控制順序都是按照生產流程的要求及生產設備的特點來設定的。
根據操作對象可分為：
　　1.1 機組自動操作：要求以一個脈沖自動按預定的順序完成下列操作，即開機發電、卸載停機、發電轉調相、調相轉發電、開機調相、調相轉停機、發電轉抽水、抽水轉發電等等，其操作對象包括機水輪發電組及調速器、勵磁系統、制動裝置等附設設備。
　　1.2 水電廠站公共設備的自動操作：包括油壓裝置等壓油排油系統、技術供水與排水系統、高低壓壓縮空氣系統、智能直流模塊整流電源與蓄電池浮充系統、廠用電系統等，選線控制時還包括同期并網裝置。
　　1.3 水工建筑物設備的自動操作：這包括溢洪閘門的操作、引水式水電廠站首部樞紐取水口閘門的操作、主閥球閥及其它液牙閥門的操作等。
　　1.4 全廠性操作：如報警信號系統、遠動通訊系統、開關站設備的操作等。
對水電廠(站)自動操作的總要求是運行可靠、維護方便、經濟合理。

2. PLC在水電廠（站）順序控制中的應用
　　順序控制是指生產設備及生產過程根據工藝要求按照邏輯運算、順序操作，定時和計數等規則，通過預先編制的程序，在現場輸入信號作用下，使執行機構按預定程序動作，實現以開關量為主的自動控制。水電廠站順序控制當然也不例外。其輸入主要是一些按鈕、按點、行程開關、限位開關、動斷觸點等開關量為主的控制信號。輸出為繼電器、電磁閥等驅動元件。內部控制部分有定時器、計數器、中間繼電器等器件，以及許多常開、常閉觸點。傳統的水電廠站順序控制是由繼電器控制屏來實現的。由于設備體積大、動作速度慢、接線復雜，通用性、靈活性較差，維護工作量大，維修也相當困難，特別是可靠性差，沒有計算和存儲功能，與水電廠站的其它計算機控制系統聯接需要許多接口設備，而PLC（Programmable Logic Controller）控制系統克服繼電器控制的弱點，把計算機技術與繼電器控制技術有機地結合起來，為工業自動化提供了幾乎完美的現代化控制裝置，主要表現在：
　　2,1 PLC是繼電器、接觸器、順序控制器以及由中、小規模集成電路及其它電氣元件的復雜控制系統裝置上發展起來的一種新型控制器，它采用了微電腦技術即大規模的集成電路，取代了以往靠硬線布線的邏輯控制電路，具有成本低、功耗小、體積小、重量輕等優點。
　　2.2 ＰLC及其有關設備都按易于與工業控制器系統聯成一個整體，易于擴充功能，其接口簡單、線路工作量小，能運行于惡劣的工業環境，故障率低、可靠性好、抗電氣干擾能力強，不需要空調和UPS，維護方便。
　　2.3 PLC采用掃描式工作方式，適于處理順序控制。
　　2.4 水電廠站的順序控制系統流程復雜，用常規繼電器硬接線控制方式往往系統規模龐大、維護困難、查找故障麻煩；采用PLC控制后，不僅高可靠，而且易于在線或離線修改控制系統，無需改動硬件。

3. 水電廠（站）生產控制程序設計
　　在遵循滿足要求、安全可靠、經濟實用、適應發展等原則完成系統設計后編制程序時，首先要根據整個生產控制過程的要求把程序分塊，其次是合理利用指令，嚴格注意信號名稱定義，利用各種方法正確地編寫各個程序塊的程序。然后經過單元調試、軟硬件聯調與系統總調，對程序進行修改，經過一定時間運行考驗，方可投入實際現場工作。分塊結構的程序是根據工程的特點，把一個控制工程分成多個比較簡單的、規模較小的控制任務?？梢园堰@些控制任務分配給一個子程序塊。在子程序中編制具體任務的控制程序，最后由主程序調用的方式把整個控制程序統管起來。以水輪發電機組自動操作為例，首先考慮整個程序分成開機發電、開機發電、卸載停機、發電轉調相、調相轉發電、開機調相、調相轉停機、發電轉抽水、抽水轉發電、發電轉調相、調相轉發電、開機調相、調相轉停機、發電轉抽水、抽水轉發電等八塊，再來看看卸載停機子程序塊的編程。下面先給出水輪發電機組卸載停機主要過程（客觀規律)流程框圖：


圖 水輪發電機組卸載停機主要過程（客觀規律)流程框圖
　　繪制輸入輸出電路圖后，PLC輸入輸出地址分配同志們自己規定一下就行了，這里略去。下面給出本子程序用到的內存變量地址分配對應表：


　　考慮構成微機—PLC—PLC網絡，現在可以得出水輪發電機組卸載停機子程序（采用西門子S7-200指令）了，它構成SBR_2：
LD I1.0
O Q7.1
LDN T101
A Q1.0
AN Q0.0
OLD
= Q1.0
A I7.0
AN Q3.7
AN I6.3
= Q0.7
LD Q1.0
NOT
= Q1.7
LD Q1.0
AN Q3.7
AN I6.2
LD Q7.1
AN Q2.4
OLD
= Q1.2
LD I3.7
= Q3.7
LDN Q3.7
A Q1.0
AN Q2.4
A I4.2
= Q4.1
LD Q1.0
AN Q2.4
LD Q2.0
AN Q0.0
OLD
A I5.3
= Q5.1
LD I1.7
AN I4.0
TON T101, 900
LDN T101
= Q1.6
　　現場調試是整個控制系統完成的重要環節，通過現場調試去發現控制回路和控制程序不能滿足系統要求之處；發現控制電路和控制程序矛盾之處；測試調整以適應控制系統的要求。