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PCC水轮机调速器与PCC励磁研究及应用发布时间： ? 修改时间：2009/2/14 21:25:34?浏览次数：1073　　摘要:提出了一种计算机硬件平台,作为可编程计算机控制器(简称PCC)的水轮机调速器和同步电机励磁装置。PCC不仅具有可编程序控制器(简称PLC)的高可靠性,同时还具备PC机的大容量和高速性,特别是它具有多任务分时操作系统的特点。用PCC研发调速器和励磁,可靠性高,各项性能指标达到或优于国标和部标要求。可以预见,PCC水轮机调速器和PCC励磁装置在机组辅机行业中具有广阔的推广应用前景。　　关　键　词:PCC；水轮机调速器；同步发电机励磁；测频的精度与实时性；移相触发　　由于可编程序控制器具有设计环境是工业现场,设计对象是工业控制,设计原则是高度可靠,并且其硬件和软件具有易学易懂等特点,特别是它的高度可靠性,使得PLC在水电站控制领域越来越受到用户的欢迎;在PLC被推广应用的同时,工业PC机(简称IPC)由于其特有的大容量和高速性倍受工控用户的青睐。武汉长江控制设备研究所(简称长控所) 研制的PCC调速器和PCC励磁装置是充分考虑了PLC和IPC两种机型的优点,充分发挥可编程计算机控制器的技术特点而研制的一代新型机组辅机控制设备。　　1 　PCC的特点　　可编程计算机控制器是一种全新的控制概念,它集成了PLC的标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统等功能,除具备PLC的高可靠性外,还具有PC机的高速性和大容量等特点。　　PCC最大的特点在于它具有类似于大型计算机的分时多任务操作系统,与常规PLC采用的单任务时钟扫描方式有所不同。PCC采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期由操作系统的循环周期来决定,而与程序的长短无关。由此,它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求,而且这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求任意修改。　　基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,这样给项目应用软件的开发带来了很大的便利。因为这样可以方便地按控制项目中各部分不同的功能要求,如数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务) ,这些模块既相互独立运行,而数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试完成之后,可同时下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。　　此外,PCC还具有多样化的应用软件设计风格。除采用常用的梯形图编程外,PCC还可以采用高级语言编写复杂的程序。　　PCC在远程通信方面提供了灵活多样的解决方案。系统除全面支持ETHERNET、PROFIbus 和CANbus 等标准网络或现场总线协议外,还为用户提供了创建自定义协议的串行通讯帧驱动器(FRAME DRIVE) 工具,由于具备这样的技术优势,PCC常常能解决许多常规PLC无法实现的通信难题,轻松实现了各种不同产品、不同通信协议之间的互联。　　PCC在工业控制中的强大功能优势,使它在越来越多的应用领域中,正日益显示出不可低估的发展潜力。　　PCC还有如下具体技术特性:　　(1) 具有比常规PLC更高的可靠性。平均无故障时间达50万h ,即57a。　　(2) 公用PCC全系列软件开发工具Automation Studio。利用该软件可实现显示、控制、驱动和通讯等任务的配置和编程,开发手段十分方便。不象PLC 与IPC 工控产品,操作界面与调节控制需用不同的开发软件。　　(3) PCC多数为32位CPU ,具有高速的智能处理器TPU,TPU功能可使系统响应时间达到微秒的范围,而CPU不需作任何加载。　　(4) 具有良好的电磁兼容能力和现场总线全面支持技术,体现着世界工控领域的发展方向。　　2 　PCC 水轮机调速器　　2. 1 　调节器构成　　PCC调速器由于其硬件本身的可靠性很高,一般采用单机结构,应用户的特别要求也可以提供双机。调节器由PP41控制机、4 路模拟量输入模块AI354、2 路模拟量输出模块AO352、10路开关量输入模块DI138、用于与监控系统进行通讯的RS232接口模块IF311或RS485/RS422接口模块IF321 组成。值得一提的是,PP41内部还提供两个备用模块扩展槽,以便扩展功能,提供10路开关量输入接口X2 ,8 路晶体管输出接口X3。此外,PP41本体提供一个PC机开发PCC程序用的RS232接口和一个远距离网络通讯用的CAN现场总线接口(见图1) 。　　图1 　PCC 调速器调节器构成　　2. 2 　测频问题　　测频环节是水轮机调速器最重要的前置环节,是调节器的计算基础,一旦出错或故障,自动调速器就会崩溃。因此,无论是什么类型的调速器,测频