毕业设计（论文）小型水电站计算机监控系统.doc

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1、 攀枝花学院毕业设计（论文） 小型水电站计算机监控系统 学生姓名： 学生学号： 200320520047 院（系）： 电气信息工程学院 年级专业： 03 级应用电子技术(2)班 指导教师： 助理指导教师： 二六年六月 摘 要 本课题分析了国内外小型水电站计算机监控系统的发展状况，特别是国内小 型水电站的监控系统的现状，针对国内小水电的特点，研制开发了一种新型的 小型水电站监控系统。该系统应用相对独立的单元监控装置对小型水轮发电机 组实行一对一的控制与检测。系统由下位机监控装置和上位 PC 机嵌入式系统可 视化编程软件构成。下位机监控装置采用分布式结构的模块化设计，以 Motorola 的 16

2、 位 Flash 型 MCU 作为处理器，结合必要的外部电路实现装置的 模拟量输入功能、测量功能、开关量输入功能、控制输出功能、就地设置和显 示功能以及通讯功能等。上位机嵌入式系统可视化编程软件采用面向对象的编 程语言 Visual Basic 6.0 结合大型商用数据库 SQLServer 7.0 开发，同时利用 软/硬件协同设计的方法，使烦琐复杂的针对硬件的控制编程变得简单、直观， 实现在线过程编程，然后通过 RS232 通讯接口或者 USB 通讯接口将控制程序下 载到下位机装置的 FLASH 页中，下位机装置则按照下发的程序流程执行相应的 测量、检测和控制功能，可重复擦写的 FLASH

3、中下载程序的内容和顺序的不同 使得同一个装置可以实现不同的功能，达到下位机装置的一机多用。根据三背 河水电站提供的开机、关机操作票和日常监测流程内容进行系统功能的验证， 经实验证明该系统能达到预期的效果。 关键 监控系统，模块化设计，嵌入式系统 ABSTRACT This paper analyzes the development of the computer supervisory GOV 是机组调速器，用于 调节水轮机的转速;同期并网装置采集断路器 QS 两端的电压信号进行同期的计 算。当 PLC 接收到同期的调速和调压信号后，控制调速器和调压器进行水轮机 发电机 G 调速和调压，并由

4、同期装置操作断路器合闸，完成机组的并网，开机 过程结束。PLC 在采集到各种故障信号后按照停机的流程跳开断路器，使机组 与电网解列。在正常运行时，操作人员可以通过操作按扭或上位机完成机组输 出功率的调节。 5.3.1 PLC 实现机组控制单元的硬件设计 PLC 构成的机组自动控制单元，是由现场输入设备/输出设备以及 PLC 构成。 输入设备包括机组现场传感器、限位开关、控制台的操作按扭；输出设备包括 电磁阀、接触器、断路器线圈。 a.机组的输入信号 机组的输入信号有直流 24V 开关信号和传感器信号两种。传感器输入信号:机组 转速信号是直流传感器信号。传感器输入信号的连接方法如图 5.3 所示

5、。 图 5.3 PLC 传感器输入电路 机组的开关输入信号如表 5-1 所示: 表 5-1 开关输入信号 名 称输入继电器名 称输入继电器 同期加速X2同期加速X3 手动增速X4手动减速X5 开度增加X6开度减少X7 事故停机X10复归X11 油开关位置X12频率至空载X13 频率至上限X14频率至下限X15 开机X16停机X17 进水闸门开关 X20开度至空载接点X21 开度至上限接点X22开度至下限接点X23 接力器全关X24接力器全开X25 接力器下限位X26备用X27 35%Ne转速X3095%Ne转速X31 140%Ne转速X32170%Ne转速X33 同期投入反馈点X34推力油槽温

6、度X40 推力轴承温度X41上导轴瓦温度X42 下导轴瓦温度X43下导轴槽温度X44 上导冷却水中断X45下导冷却水中断X46 水导冷却水中断X47 b.机组的输出信号 机组的输出设备为:驱动接触器、电磁阀、光字排等。接触器、电磁阀信号 的驱动功率较大，需采用 OMROM 继电器，将从 PLC 输出的信号进行放大后，再 驱动接触器和电磁阀。光字排因为驱动功率只有 20ma 左右的电流，用可以 PLC 直接驱动。机组部分的输出信号定义如下: YO-开度增大令； Y7-事故音响； Y1-开机令； Y10-备用； Y2-停机令； Y11-励磁起励； Y3-开度减少令； Y12-灭磁开关合闸； Y4-

7、事故电磁阀； Y13-灭磁开关跳闸； Y5-冷却水电磁阀； Y14-快速闸门关闭命令； Y6-制动电磁阀； Y15-同期投入； Y16-快速闸门开启命令； Y32-备用； Y17-发电机运行指示； Y33-启动条件具备； Y20-空冷器温度过高； Y34-PLC 故障； Y21-事故低油压； Y35-水力机械事故； Y22-机组过速； Y36-水力机械故障； Y23-剪断销剪断； Y37-断路器位置指示； Y24-空冷器温度升高； Y40-同期指示； Y25-油槽油位异常； Y41-Y54 温度巡检； Y26-油压异常； Y56-断路器跳闸命令； Y27-冷却水中断； Y57-备用； Y30-

8、调速器油压低； Y60-同期加速； Y31-开机未完成； Y61-同期减速； c. PLC 的选型 目前在国内经常使用的 PLC 品牌有西门子、三菱、欧姆龙等。根据性能和 系统要求，本系统选择了三菱 FX2系列 PLC。FX2系列是一种小型化产品，其运 行速度和性能是相当高的。除有 1625 点独立用途的输入输出点外，还可以进 行多个基本组件间的连接，还实现模拟量控制，定位控制等特殊用途，是一种 可以满足多样化需要的 PLC。其运行速度也比较高，一条基本指令运行时间只 需 0.08 us，一条应用指令的运行时间也仅为 1.52100us。可以满足工业控制 实时性的需要。 d. PLC 系统祝盆

9、图 PLC 系统配置如图 5.4 所示。PLC 主机选用 FX2-80MT, 40 个直流 24V 输入 点，40 个晶体管输出点，两个继电器输出模 FX2-16EY 和一个通信模块 FX2- 485ADP。 FX280MT PLC 主机 FX216EYFX2485ADP 图 5.4 PLC 配置 5.3.2 PLC 机组控制单元的软件设计 机组控制单元除完成机组的控制任务外，还要完成机组运行参数的采集和 执行电站控制级发来的控制命令。具体可以归结为: 1) 这些运行信息即可以是模拟量，也可以是状态(开关)量。 当某事件发生或某状态发生变化时，可以用中断方式将此信息进行记录， 标定时间，并存入

10、存储器中，起到事件顺序记录的作用。 2) 对采集到的数据进行初步分析处理 模拟量转换成数字量；标度换算，通信数据的准备。 3) 执行电站控制级发来的控制命令 a.a.机组开机控制功率调节的软件设计机组开机控制功率调节的软件设计 (1)机组在开机前，PLC 要判断开机条件，否则不允许开机。开机条件包括 机组无事故，中间软继电器 M100=1 ；制动器己落下，(X70=1)；发电机 灭磁开关未投入；发电机出口断路器断开(X12=0)；调速器锁定拨出。如果 上述条件都满足时，PLC 发出允许开机信号，同时驱动开机允许指示灯。 (2)在机组的开机允许信号发出后，操作人员可以操作 1KK 开机主令开关

11、(X17)进行开机。整个开机过程全部由 PLC 自动操作。PLC 完成的任务:按 一定的控制规律打开进水阀门，打开冷却水电磁阀 YS，机组转速升至 95% 额定转速时，投入同期允许继电器，接通发电机灭磁开关，同期装置操作 转速调整实现同期并网。手动或自动调整机组的输出功率。 (3)PLC 的软件编程和实现 对于 PLC 的程序设计有许多种方法,本文采用了步进阶梯图 SFC 进行机组 开机程序的设计,如图 5.5 所示,状态 S0 判断开机的条件；在主令信号 X17 闭 合后进入状态 S20，打开进水冷却电磁阀同时开启调速器，当转速达到额定 转速 95%时，在状态 S21 和 S22 分别投入灭

12、磁开关和发电机起励开关，经延 时后投入自动准同期装置，在同期并列成功后，机组进入正常运行状态。其 中 X4/X5 分别为机组的输出功率增加和减少的输入继电器，当 X4 输入继电器 闭合时，PLC 的输出继电器 YO 向机组调速器发出增速脉冲信号，调速器在此 脉冲信号的作用下，逐渐增大机组的输出功率。同理，当 X5 输入继电器闭合 时，PLC 的输出继电器 Y3 图 5.5 机组开机步进 SFC 图 向机组调速器发出减速脉冲，调速器在此脉冲信号的作用下，逐渐减少机组的 输出功率。PLC 与机组的连接示意图如 5.6 所示。 图 5.6 PLC 与调速器的连接示意图 调功软件的实现见图 5.5 状

13、态 S25 部分。PWM 在输出继电器 YO/Y3 上产生占 空比可调的方波，如图 5.7 所示。 图 5.7 PWM 波的 PLC 实现 其中:S1.指定脉冲宽度，范围为 032767ms S2.指定周期 T，范围为 132767ms D. 指定脉冲输出 Y 的元件号，输出的 ON/OFF 状态用中断方式控制。 b.b.机组制动控制的软件设计机组制动控制的软件设计 机组发电机与电力系统解列后，由于转子的巨大转动惯量储存着较大的机 械能，若不采用任何制动措施，则转子需要很长时间才能停转来。这不仅延长 了停机时间，而且使机组长时间处于低速运转状态。此时由于润滑油形不成油 膜，有可能使推力轴瓦在干

14、摩擦或半干摩擦状态下运转，使推力轴瓦的磨损非 常严重，所以必须采取制动停转的措施，以缩短停机时间，延长推力轴瓦的寿 命。 本电站控制系统所采用的制动方式是在机组转速下降到额定转速 35%左右 时，用压缩空气顶起装设于发电机转子制动环下面的制动闸瓦，即对转子进行 机械制动，直到机组停机过程完成后解除制动。 需要注意的是，当机组转动部分完全停止后，应解除制动，以便于机组的 下次起动。但在停机过程中，如果导叶剪断销被剪断，有些导叶失去控制而处 于全开的位置，不能阻断进水，为了使机组在停转后不再重新低速转动，制动 不能撤除。机组制动的控制方法是，当 PLC 检测到转速监视信号 X30 由闭合到 断开时

15、，即检测到机组由高速下降到额定转速的 35%以下时，使输出继电器 Y6 置位，发出制动信号，同时启动 PLC 中的定时器，2 分钟后，解除制动，同时 关闭总冷却水电磁阀。但剪断销被剪断时不能解除制动。实现机组制动的 PLC 程序如下: LDI X30 AND Y1 ANDI X012 SET Y06 OUT T30 #K1200 LD T30 RST Y06 RST Y05 5. 4 机组控制程序的特殊功能实现 5.4.1 机组故障闪光报警程序的设计 闪光报警指示是现代电站不可缺少的故降、事故报警指示系统。其要求是 当系统出现某种故障或事故时，PLC 即刻触发该故障指示灯进行闪烁报警。当 运行

16、人员按下故障复位按扭后，如果故障或事故己经解除，指示灯熄灭；如果 故障或事故尚未解除则指示灯变为平光(长亮)指示，直至故障或事故解除为止。 按照上述要求的编程如下图 5.15 所示。闪光报警电路动作的时序如图 5.16 所 示，以温度升高为例来说明闪光报警指示灯的编程技巧和方法，其中 M104 是温 度升高的 图 5.15 闪光报警控制梯形图 故障信号；M202 , M203 是辅助继电器，M8013 是秒脉冲信号源，完成故障指 示灯的闪烁功能。X11 是复位信号，Y21 为指示灯输出端口。当机组推力轴瓦 1 温度过高时，继电器 M104 闭合，即状态为“1” ，M104 触发 M202 闭合

17、一个扫描 周期，M202 使 M203 置位，Y21 为推力轴瓦 1 温度过高指示灯的驱动信号，其驱 动逻辑为: 图 5.16 闪烁报警动作时序图 5.4.2 机组快速闸门控制程序的设计 水轮机发电机组的快速进水闸门是机组进水的第一道闸门，每台机组单独 设置一个闸门。在机组开机时首先开启进水闸门让引水管道冲满水，机组的导 叶打开，水轮机机组在水力的作用下旋转而进行发电。当机组出现如机组过速 144%额定转速、事故油压降低和事故停机时剪断销被剪断时快速闸门则应该在 重力的作用下快速落下，以保护机组的安全。快速闸门升降的控制，从原理上 来讲是非常简单的，但由于快闸在开启过程中的特殊作用和影响，使得

18、不得不 对快速闸门的提升在程序控制上做特殊的处理。因为闸门在提升门或提升速度 过快，引水管中的空气来不及排放而形成很大的气压，从而使水工建筑受到很 大的危害，因此快闸必须按一定的规律来进行提升，用 PLC 进行特殊设计，通 过现场的试运行达到了满意的效果。程序如图 5.17 所示。 图 5.17 快速闸门提升程序 当然，快速闸门的此种控制方法并不是非常理想的，它毕竟是一个开环控制系 统。如果在压力管道上安装压力传感器，采用闭环系统，驱动变频器控制闸门 提升电机，以管道恒压方式开启快速闸门，可以获得更加理想的控制效果。总 之:系统经过本方案设计后 (1)设备的总价格减少了； (2)采用全智能化设

19、计，简化了运行操作和维护； (3)由于采用高性能 PLC 组成 LCU，使系统的动作可靠、故障率降低。通过 现场安置、调试完全达到了机组自动程序控制的要求，具有推广价值。 6 水轮机调速器的模糊控制 6.1 概 述 水轮机调速器是保证水电站机组稳定运行的重要控制设备。早期的水轮机 调速器是利用测速元件直接操作水轮机执行机构的直接作用式小型调速器，19 世纪末出现了用液压元件进行功率放大的液压调速器，至 20 世纪 30 年代己有 相当完善的机械液压型调速。1944 年世界上第一台电气液压型调速器在瑞士问 世，电气液压型调速器经历了电子管、晶体管、集成电路等发展阶段，调节规 律由比例积分型(PI

20、)发展到比例积分、微分型(P I D)。 近年来，研究探讨较多的是水轮机调速器的控制策略，从定参数 PI ， PID 到有级变参数 PID，发展到微机调速器时代连续变参数适应式 PID，以及自 适应变结构时变参数自完善控制、模型参考多变量最优控制、最优 PID 控制、 神经网络控制、预测控制及基因控制等新型控制策略。这些控制策略都是以经 典 PID 控制为基础加以改进的，在理论研究和工程实践中对调速器的发展均起 到了积极的推动作用。 6.1.1 常规 PID 调节规律 1962 年美国诺尔斯基提出 PID 调节器以来，由于其结构简单，对模型误差 具有鲁棒性，易于操作，参数易于调节，至今仍是生产

21、过程自动化中使用最多 的一种调节器，大多数反馈控制系统用该方法或其较小的变形来控制，因此 PID 控制是水轮机调节系统的一种比较理想的控制方法。根据不同的被控对象 适当地整定 PID 的三个参数，可以获得比较满意的控制效果，这种整定参数的 过程，实际上是对比例、积分、微分三部分的控制作用进行综合。常规 PID 控 制无法解决稳定性与减小偏差之间的矛盾，加大控制作用可使偏差减小，但是 降低了稳定性；反之，为保证稳定性，限制控制作用，这样又降低了控制的精 度。即使对被控对象整定了一组比较满意的 PID 参数，但当对象特性发生变化 时，也难以保持良好的控制性能；当过程的随机、时滞、时变和非线性等特性

22、 比较明显时，常规 PID 调节器很难收到良好的控制效果，甚至无法达到基本的 控制要求。水轮机就是一个非线性系统，因此，要保证水轮机调节器在各种工 况下均能优化运行，必须采用参数在线自整定技术，实时整定 PID 参数，以获 得理想的控制效果。基于专家式 PID 参数自整定和模糊 PID 参数自整定方法在 原因已显示出了良好的应用前景。 6.1.2 模糊控制 模糊控制是智能控制出现较早的形式，其不需要精确的数学模型，特别是 对非线性时变参数一类控制系统是具有良好的控制效果的，但它仅对信息进行 了简单、模糊的处理将会导致系统控制的精度降低和动态品质变差。传统的模 糊控制己改进了许多，出现了多种形式

23、，如模糊模型及辨识、模糊自适应控制， 并在稳定性分析、鲁棒性设计等方面取得了进展。水轮机模糊调速器是一种决 策速度快、附合实时控制要求的有效调速器。模糊控制器相对于常规 PID 控制 器更具有适应性，常规 PID 控制器很难在加快调节速度和减小“超调”之间达 到比较理想的效果，如将模糊决策理论和 PID 控制相结合，形成改进的水轮机 PID 型模糊控制器，由于加入微分作用和采用变宽度的录属度函数，其调节性 能更好。 常规的 PID 调节器不能保证系统在任何工况点下始终具有最佳的控制性能； 参数自适应 PID 控制算法，由于控制算法执行时间较长，不能满足工业生产过 程控制的实时性要求。因此有必要

24、把经典 PID 控制与模糊控制相结合起来，建 立一种模糊控制器的新型结构-模糊 PID 控制器，并进行仿真研究。该控制器 不但能在线修改 PID 控制参数，使被控对象有良好的动、稳态性能，而且计算 时间短，易于在单片机和工控机中实现。 6. 2 水轮机调节系统数学模型 水轮机调节系统是一个强的非线性系统，除控制器外，它还包括电液伺服 机构、水轮机及压力系统、发电机及负荷部分。其动态过程可分为小波动(负荷 或功率扰动不大于士 10%额定值、频率扰动不大于士 1 0/a)和大波动(甩负荷 25%以上额定值、频率扰动大于士 8%以上)两种情况，并且水轮机的类型很多， 在此仅研究混流式水轮机在小波动情

25、况下的水轮机调节系统。电液伺服机构的 简化模型可以用一个一阶惯性环节表示: 公式(6-1) 不计电磁过渡过程，水轮发电机组的运动方程表示如下: 公式(6-2) 其中:x 为机组转速；Y 为接力器行程；mf为机组的水力距；mg为负荷力矩； Ty为接力器时间常数；Ta 为机组惯性时间常数；eh为负荷调节系数。 压力引水系统是一个非最小相位系统，刚性水击的单管单机系统的引水系 统的数学模型为: 公式(6-3) Tw：为水流惯性时间常数 水轮机的特性十分复杂，其具体的数学模型尚难以建立。通常认为 表征其特征的水力矩 mt和流量 q 与转速 x、开度 y、水头 h 有关， , , tt MMH n y

26、公式(6-4), ,QQ H n y 对混流式水轮机的某一工况点，以局部线形化的方法表示如下: 公式(6-5) 其中，ex 、 ey 、 eh、eqx 、eqy 、eqh为水轮机特性传递函数系数。 水轮机有三个输入量:水头 h、转速 n、接力器行程 y 和两个输出量:过流量 Q、水力矩 Mt。当转速、水头和接力器行程变化时，水轮机主动力矩和过流量 发生变化。水轮机引用过流量的变化，使得压力引水系统中的水压发生变化； 引水系统压力的变化又将影响水轮机力矩和过流量。发电机的输入信号是水轮 机矩和负荷力矩扰动量之差，它将引起机组转速变化，而转速变化除引起调节 器变化除了引起调速器进行调节外，还会对水

27、轮机水力矩和流量产生影响。 图 6.1 水轮机特性方块图 发电机及负荷传递函数： 公式(6-6) 水轮机及引水系统的传递函数为: 公式(6-7) 公式(6-8) 图 6.2 水轮机调速器系统结构 6. 3 水轮机模糊 PID 控制系统 6.3.1 模糊控制系统的组成 所谓系统指的是两个以上彼此联系又相互作用的对象所构成的具有某种功 能的集体。而模糊系统是由那些模糊现象引起的不确定系统。也就是说一个模 糊系统，它的状态或输入、输出具有某种模糊性。 一般说来，模糊系统也是复杂过程的一种近似表示形式。该过程本身并不 一定是模糊的。模糊控制系统是一种自动控制系统，它是以模糊数学、模糊语 言形式的知识表

28、示和模糊逻辑推理为理论基础，采用计算机控制技术构成的一 种具有闭环机构的数字控制系统。它的组成核心是具有智能性能的模糊控制器。 模糊控制系统的结构如图 6.3 所示。 从图中可以看出，模糊控制系统的主要组成部分是模糊化过程知识库(含数 据库和规则库)、推理决策和精确化计算。很显然，模糊控制系在结构上与传统 的控制系统没有太大的差别。主要不同之处在于控制器采用了模糊逻辑。由于 模糊控制器是用数字计算机来实现的，所以，它应该具备以下三个重要功能: (1) 把系统的偏差从数字量转化为模糊量(模糊化过程、数据库两块完成)。 (2) 对模糊量由给定的规则进行模糊推理(规则库、推理决策完成)。 (3) 把

29、推理结果的模糊输出量转化为实际系统能够接受的精确数字量或模 拟量(精确化接口)。 图 6.3 FLC 基本结构图 因此，模糊控制器的设计问题就是模糊化过程、知识库、推理决策和精确 化计算四部分设计问题。 6.3.2 模糊参数自适应 PID 控制系统 模糊参数自适应 RID 控制器是一种自适应控制器，故而比自校正控制器要 优秀；它的特别之处在于能够进行实施联机修正参数，使控制器适应被控对象 的任何参数变化。模糊参数 PID 控制器是以控制过程的知识为基础的。以模糊 控制规则组成知识基，它表述了过程控制状态有关知识的推理机理。在实际控 制中，用模糊控制规则和推理去推断出 PID 控制器的参数；从而

30、适应任何现行 的被控过程控制，并能取得满意的控制效果。 由于 KP、 KI、 KD是表征 PID 控制器的比例、积分、微分作用的参数，因 此从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面特性来考虑 KP、 KI、 KD的作用如下: a.比例系数 KP的作用 在于加快系统响应的速度，提高系统的调节精度。K,，越大，系统的响应 速度越快、调节精度越高(对偏差的分辨率越高)，但将产生超调，甚至导致不 稳定；如果 K，取值过小，则会降低调节精度，使响应速度变慢，从而延长调 节时间，使系统的动静特性变坏。 b.积分系数 KI的作用 在于消除系统的稳态误差。KI越大，系统稳态误差消除越快，若 KI过大

31、， 在响应初期会产生积分饱和现象，从而引起较大的超调；若 KI过小，将使静差 难以消除，影响系统的调节精度。 c.微分系数 KD的作用 在于改善系统的稳态特性。因为微分环节是响应系统偏差变化率的，其作 用在于抑制偏差向任何方向变化，对偏差变化进行提前制动。但 KD过大，则会 使响应过程提前制动，从而延长调节时间，而且系统的抗扰性变差。 6. 4 仿真结果及分析 6. 4. 1 水轮机调速器的仿真 系统采用 MATLAB 的 simulation 进行计算机仿真。 图 6.7 水轮机仿真结构图 图 6.8 仿真系统结构图 被控对象水轮机发电机机组的简化模型为： 公式(6-13) 6.4.2 控制

32、性能仿真比较 水轮机发电机组的模型参数:Ty=0.35s, q0Tw=1.5s, en=0.25，TH=8.0s 用模 糊 PID 算法和常规 PID 算法进行仿真实验其仿真结果如 6.9 所示。 图 6.9 阶跃响应曲线 1常规 PID 控制 2模糊 PID 控制 比较两种仿真结果，显然在模糊 PID 算法下仿真，对象阶跃响应上升快，超调小和稳定时 间短。 6.4.3 鲁棒性仿真试验 当在被控对象数学模型发生变化时，常规控制和模糊 PID 控制保持不变的 条件下对两种控制算法分别进行仿真，结果如图 6.10 和 6.11 所示。 下面对三种模型参数进行仿真: 图 6.10 常规 PID 控制

33、仿真 图 6.11 模糊 PID 控制仿真 由图可知，在对象模型参数是变化的，常规 PID 控制算法适应性差，而模糊 PID 控制算法具有良好的鲁棒性。 结 论 本文在分析研究水电站自动控制技术发展历史的基础上，结合小型水电站 的特点，研究开发了某小型水电站的计算机监控系统，为该电站综合自动化系 统的实现打下了坚实的基础，该系统是由发电机、变压器和线路的微机综合保 护单元与机组现地控制单元组成的。现地单元采用采用了 PLC 技术实现了机组 自动程序控制，将调速器、励磁调节器、同期装置、温度巡检仪和机组自动程 序控制有机地结合在一起组成了一个可靠性高、性能价格比优良的水轮机组控 制系统。并采用

34、PLC 的高速中断功能设计了水轮机的转速监控装置，它的可靠 性高、抗干扰能力强。同时还对系统减少 PLC 输入点数的方法进行了研究，提 出了一种新方法，使所用 PLC 的点数大幅度地下降，使在低成本控制系统中应 用 PLC 成为可能。 水轮机调速器是水轮机的控制核心。本文在分析研究现有调速器 PID 控制算法 的基础上，提出了采用模糊 PID 控制算法的思路，通过计算机仿真，达到了较 满意的效果。为日后新型调速器的设计打下了良好的基础。 参 考 文 献 【1】赵 彤 小型化无人值班变电所监控系统设计方案 农村电气化 2001 2 【2】童建栋 小型水电站计算机监控技术 中国计划出版社 1999

35、 年 【3】孙 浩 工业控制组态软件的发展现状及应用 冶金自动化 96. 6 【4】徐文等 模糊辫识在电力设备故障诊断中的应用 电力系统自动化 98. 2 【5】徐枋同 水电站机组控制计算机仿真 武汉水利大学出版社 1995 年 【6】玲花等 水轮机调速器控制策略研究综述。水利水电科技进展 2002.2 【7】张志学等 水轮机调速系统的 PID 参数模糊整定 2002.1 【8】王玉平 小型水电站无人值班系统应用探讨 小水电 2000.1 【9】喻方平,罗微 MCS-96 系列单片机 PL/M 语言编程及系统的设计与调试.北京 电子工业出版社 1998 【10】宗孔德，胡广书 数字信号处理 北

36、京:清华大学出版社 1986 【11】肖 宾 小型水电站综合监控系统的探讨 贵州水力发电 2000 【12】小型水电站应用微机综合自动化存在的问题 农村电气化 2000 年第 11 期 【13】水电站监控系统中 IRMX For Windows 与 Windows 人机界面的 DDE 通讯及其设计 【15】申新卫等 面向对象的水电厂智能故障诊断系统 电力系统自动化 98. 2 【16】沈 宗 树 水电站机组稳定与控制 华中理工大学出版社 1988 年 【17】韦 巍 等 智能控制技术 机械工业出版社 【18】薛 定 宇 控制系统计算机辅助设计 东北大学控制仿真研究中心 【19】李 志 东 水轮

37、机调节系统模糊控制的仿真 南昌水专学报 2001 年第一期 【20】丁 辉 国外模糊控制理论和技术的发展概况 自动化与仪器仪表 1995 年第三期 【21】程远楚，叶鲁卿 水轮机调速器的非线性 PID 控制 大大电机技术 2002 【22】韦东等 将嘉量原理用于水电机组的负荷分配 电力系统自动化 97.11 【23】张学军等 基于正反向推理的电力系统故障诊断 电力系统自动化 98. 5 【24】王饪等 变压器绕组变形检测中的故障判定 电力系统自动化 97. 3 【25】水电站监控系统中 IRMX For Windows 与 Windows 人机界面的 DDE 通讯及其设计 【26】张润时 现代

38、化电站综合自动化方案 电力系统自动化 1999 年 【27】邓仲华等 水电站监控系统的完整性控制 武汉水利大学学报 1997 【28】张建荣等 电站分布式监控系统的建摸支撑系统 清华大学学报 1997 【29】王定一 水电站控制技术 华中理工大学出版社 1988 【30】王平洋 电力系统自动化与智能技术 电力部电力科学研究院 98. 1 致 谢 本课题是在我的导师郑会军教授的精心指导下完成的，在装置的设计、调 试、测试过程中，导师都付出了辛勤的劳动，在此表示我最衷心的感谢!在我攻 读大学期间，教导过我的老师在学习上对我严格要求，尽可能为我创造学习和 研究条件，以其渊博的知识和丰富的实践经验给我指点迷津，使我在完成学业 的过程中受益匪浅。特别是论文的撰写过程中得到了郑老师的精心指导，在此 向郑老师表示由衷地感谢。导师严谨、求实的治学精神及对学生的耐心教诲、 宽厚待人，都将是我以后工作和学习的榜样。在课题的研究过程中，还得到了 其他老师和同学的帮助，在此表示衷心的感谢!特别对教导过我的老师表示衷心 的感谢！感谢老师们对我的指导与培养，感谢您们为我付出的辛劳，在此谢谢 老师们的关心与照顾！