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1、基于PCC的水轮机组现地控制单元的设计与实现1112徐惠攀王典洪孔令彬章璐(1.武汉中国地质大学；2.武汉东兴自动控制技术有限公司)摘要:本文基于新型的B&R2005系列可编程计算机控制器——PCC(ProgrammableComputerController),设计并实现了一种功能丰富、稳定可靠的水轮机组现地控制系统,并且基于PCC强大的通讯功能实现了机组的上位机远程监控。PCC基于分时多任务系统,在拥有可编程逻辑控制器——PLC(ProgrammableLogicController)的高稳定性的同时,也拥有计算机的快速、高效以及编程功能强大等特点,能够
2、胜任实时性、准确性要求较高的控制任务。关键词:可编程计算机控制器；分时多任务系统；开关量输入模块；模拟量输入模块；帧驱动器中图分类号:TP273+.5文献标识码:AAbstract:Thisarticledevelopedonthebasisofonenew-typeProgrammableComputerController(PCC)ofB&R2005anditdesignedandrealizedalocalcontrollingsystemofgeneratorwhichprovidedwithabundantfunction.Inaddition,t
3、hissystemrealizedfar-distancemonitoringbasedonthepowerfulcommunicationabilityofPCC.TheProgrammableComputerController(PCC),whichbasedontime-sharingandmultitasksystem,providedwithhighstability,high-speed,highefficiencyandpowerfulprogrammableabilityofcomputer,canbecompetentforcontroll
4、ingtaskwhichrequireshighveracityandreal-timeresponse.Keywords:ProgrammableComputerController；Time-sharingandMultitasksystem；DigitalInputModules；AnalogInputModules；FrameDriver1.概述水轮机组现地控制单元(LCU)作为水电站监控系统基础层的主要组成部分,其性能对整个监控系统影响巨大。随着人们对监控系统自动化程度要求的日益提高,以中小型PLC为控制核心的LCU在高速数据处理以及通讯等方面的能
5、力已经捉襟见肘。而可编程计算机控制器(ProgrammableComputerController,简称PCC)不仅拥有PLC稳定可靠的优点,同时也具备了强大的数据处理及通讯能力。本系统即基于B&R2005系列PCC,采用ANSIC语言编制控制程序,同时以最小二乘法对机组模拟量进行滤波,并基于帧驱动器(FrameDriver)实现了控制系统同外部智能设备的通讯。2.系统结构本系统采用B&R2005系列中型PCC。该PCC系统由一系列独立封装的盒式模块组成,基本模块包括电源模块和CPU模块,扩展模块包括IO模块、通讯模块等。在该系统中,调速器、电量仪以及温度巡
6、检仪等智能设备能够稳定地同PCC通讯并将数据送入PCC,而PCC将处理后的数据通过以太网送至上位机监控终端,同时也将数据送至LCU上的人机界面进行显示。这种模式弥补了设备分散带来的不足,使运行人员可以在上位机或人机界面上监控机组运行状态,实现真正的集散式监控系统。该系统结构如图1所示。3.水轮机组现地控制系统设计3.1硬件配置模块式结构使PCC系统的配置灵活方便,该系统主要配置模块如下:1）开关量输入模块(DI486)。该模块用于采集机组各种开关量,如机组断路器开关。2)开关量输出模块(DO650)。该模块用于输出机组操作、保护命令,如水轮机开停机。3)模拟
7、量输入模块(AI775)。该模块以10~20ms的模数转换时间采集机组模拟量,如压油罐油压、集油槽油位等。4)通讯模块(IFO60)。该模块可为系统提供各种通讯接口支持,包括RS232等。该PCC系统除了上述模块以外还有温度量模块等,同时该LCU系统还有其他智能设备，如电量仪、温度巡检仪以及转速继电器等，其功能分别为：采集发电机的电量参数、采集定子及转子温度以及采集机组转速、频率等。3.2软件系统设计3.2.1任务层设计PCC的操作系统是一个分时多任务操作系统,这种操作系统可使控制系统得以优化,拥有更好的稳定性和实时性.在该控制程序中,各个任务程序模块依据其
8、自身的重要性、实时性要求，分别位于优先级不同的任务层
