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1、INTELLIGENCE科技天地MATLAB和LabVIEW混合编程在PLC控制系统中的应用重庆市重庆邮电大学自动化学院荣涛冯辉宗徐洋PLC就是以嵌入式CPU为核心,配以输入、输出等模块,可以方便地用于工业控制领域的装置,是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,它虽然可以在线编程调试[1].但是工业现场的环境特点决定了在调试程序时将会大大降低它的调试速度和准确性,尤其是利用传统的PID控制算法,比例、积分、微分环节的系数很多的时候是凭经验所得。本文通过MATLAB强大的数值分析能力对PLC在线调试时PID算法可精确的进行数值分析,同时利用LabVIEW的可视化操作界面和
2、数据检测功能与调试员进行实时的人机交互。因此,如何能快速、高效、准确地选定这几个值是本文的切入点。一、MATLAB和LabVIEW软件简介MATLAB是Mathworks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数值运算、矩阵运算、信号处理和图形显示为一身.它强大的数值分析、计算和绘图功能,拥有强大的控制算法工具箱,可完成复杂控制系统的设计、计算、分析和仿的灵敏度。2逆功率保护实现程序跳闸作为程序停机方式,数百兆瓦机组汽机与电气之间的联锁方式为汽机跳闸后,发变组保护检测到逆功率后动作于解列灭磁。而国内的某些汽机主汽门关闭,由其辅助接点直接启动主开关跳闸解列,很可能在主汽门未关严时发电
3、机跳闸,导致严重的超速甚至飞车情况发生。为增加可靠性,逆功率保护设计为双套,其软硬件及定值完全相同。逆功率保护设长短两个不同时限的出口,短时限延时2s,与主汽门关闭信号组成与逻辑动作出口;长时限延时10s,检测到逆功率时直接出口。这样做可以防止发电机并列或失步时发生误动。3主变压器无载调压保护国内变压器通常没有此保护,但是国外的某些厂商如西门子却坚持其配置的必要性。该保护是用变压器无载调压分接头的辅助接点的闭合与开断状态,来反应调压分接头是否到位。调到位时保护接点断开,不到位时接点闭合。国内一直沿用测量变压器绕组直阻的方法检查分接头是否到位,这种方式太多依赖人为的因素,而且检查工作繁琐容易
4、造成意外,所以配置变压器无载调压保护的做法值得肯定。三、继电保护软硬件的差异1国外发电机变压器数字化继电保护的软件功能模块划分国外先进发电机采用数字式保护系统,在其装置的软硬件构成上,与国产装置有着很大的不同。数字式保护的发展趋势之一,就是硬件的标准化、模块化,主要功能由软件来实现。数字式保护的软件从功能上分为三大部分--人机界面程序、系统控制程序和保护功能程序。传统的模拟式保护装置必须采用专门设计的滤过器来得到所需的正序、负序和零序分量,数字式保护则可以由软件的计算完成上述功能。使用对称分量法的运算可以很容易地将测量值分解为各序分量的矩阵方程,然后再用于不同保护功能的计算中。例如采用对
5、称分量法的矩阵计算,可以实现变压器差动保护的各侧电流相位和幅值的软匹配,而不必改变CT的接线组别或增加辅助变流器来匹配变压器的接线组别。2软硬件跳闸矩阵国外发电机所有的保护功能均可通过修改定值的方式关闭,即软件跳闸矩阵的作用。这样在进行电压、电流量注入试验时,每种保护都可以单独测试其功能。硬件跳闸矩阵是一个纵横排列的跳令分配器,纵列是来自保护的跳闸命令,横列是跳闸输出。输入列和输出列之间可以通过插杆的插入与否自由地编排,对应每列与每排都有带保持的动作指示灯。这种软硬结合的跳闸矩阵方式简洁方便,各保护的跳闸出口可任意组合,而不需要改变硬接线。与国内常用的压板方式相比,体积虽小却具有更高的灵活
6、性。3自检功能的实现继电保护进入数字化时代,给运行维护工作带来的根本性的变化:以验证性试验代替了传统的预防性试验。这是建立在数字式保护具有全面的装置自检功能基础上的,其中对硬件输出继电器的在线检查较难实现,因为运行中无法以实际的动作来测试出口继电器的完好性。国外电机的数字保护采用特殊设计的比较器电路和软件逻辑,很好地解决了这一问题。参考文献[1]贾钢:《对大机组继电保护配置的几点认识》《广东电力》,1999年2月[2]王强:《发电机-变压器组继电保护运行800天分析》《四川电力技术》,2000年12月174真,已广泛应用于控制系统的建模、仿真等方面。但MATLAB也有不足之处,例如界面开发
7、能力较差,并且数据输入、网络通信、硬件控制等方面都比较繁琐。LabVIEW是NI公司推出的一种虚拟仪器软件开发平台,采用编译型图形化编程语言——G语言。LabVIEW使得过去烦琐、枯燥的软件开发变得简单、方便,已经成功应用到虚拟仪器设计与开发、数据采集与处理、自动测量与测试及工业过程控制与自动化等各个领域.在LabVIEW的编程过程中,编程者通过交互手段,以很直观的方法建立前面板和框图程序便可完成编程过程,但它在数值处理
