基于PLC的水电机组LCU控制程序设计

　　水电厂现场环境较差，有较大的电磁干扰、潮湿、振动，而PLC 是专门为工业环境设计，可靠性高，一些大型的高端PLC 具备直接上网功能、中断功能，为以PLC 为基础的LCU 在水电厂应用提供了基础，成为一种主流模式。LCU 结构配置基本类似，但是在PLC 程序编制方面，由于设备不同型号、不同电厂、不同的编程人员，PLC 程序也不尽相同。本文以东北太平湾发电厂长甸电站二号机为例，介绍用Schneider 公司QUANTUM 可编程控制器(PLC)编制机组控制程序。

　　1 PLC程序功能

　　在以PLC 为基础的LCU 设计中，PLC 主要有三方面的功能，PLC 程序编制也主要围绕这些功能进行。首先是完成机组控制功能，包括开停机流程，事故停机流程，AGC 的有功、无功闭环调节功能;其次是建立通信功能，包括与上位机通讯，传输机组实施数据，建立MB+局域网络与励磁、电调、测温、保护、百超表装置通讯，充分利用通讯功能，尽可能多的上传机组数据;第三是解决人机界面，用触摸屏配合显示机组开停机流程、故障和事故光子牌、电气接线图(包括相应电气量)、温度量、模拟量，用指示灯显示机组状态和开关位置，同时设置故障复归按钮和事故停机按钮。

　　2 设计原则

　　(1)明确程序设计思路，理清控制对象，主次分明，以安全可靠为第一，做到技术先进，维护方便，简洁、干净，闭锁条件明了，环环相扣。

　　(2)在开停机程序中设置醒目标识，如：机组状态、开停机条件、发电条件，方便维护人员编程和识读，使控制程序井然有序。

　　(3)软件功能模块化，能清晰表明LCU 各个部分的功能，如开停机模块、报警模块、SOE(中断量)模块、MB+网通讯模块。

　　3 控制程序编制

　　针对机组的不同工况，标识4种状态：停机态，空转态，空载态，发电态，其余为不定态，机组状态识别要求有效、准确，机组的开机、停机、并网、解列操作就是为了完成4种工况的转换(工况转换如图1)，操作可以分为上位机操作和机旁手动操作。

　　运行人员可按照预先设定的流程进行全自动开、停机操作，或者单步操作，如停机到空载，空载到发电等。在程序执行中到达某一步时，在流程退出前，运行人员也可以通过现场手动操作来干预相应步骤。不论在非停机态的何种工况优先执行事故停机流程，中断其他程序，保证机组安全。

　　在程序编制中，为了编程方便，设置开机条件，空载至发电条件，空载至停机条件，开机条件以不影响机组开机和开机后动作为原则，闭锁条件来自于机组方面;空载至发电条件以相关开关刀闸位置为闭锁条件，同时判断机组在空载态;空载至停机条件需要判断机组在运行，但是出口开关和高压侧开关已经有一侧解列。