水電機(jī)組綜合控制器實(shí)時通信網(wǎng)絡(luò)的研究與開發(fā).pdf

1、調(diào)速器和勵磁系統(tǒng)是水電機(jī)組基礎(chǔ)控制設(shè)備，其性能對于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、電能質(zhì)量以及安全性都起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的水輪機(jī)調(diào)速器主要承擔(dān)著機(jī)組的頻率及有功控制，發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)機(jī)組的電壓及無功控制，在實(shí)際運(yùn)行中是各司其職。但是實(shí)際上機(jī)組頻率與電壓控制過程存在相互擾動，需要通過具有實(shí)時通信功能的調(diào)速、勵磁協(xié)調(diào)控制以提高機(jī)組的綜合控制性能。以往的調(diào)速器與勵磁系統(tǒng)之間并不通信，且現(xiàn)有的通信手段很難達(dá)實(shí)時通信的要求，因此，必須尋求通過

2、先進(jìn)的通信方式在調(diào)速器與勵磁系統(tǒng)之間建立信息共享通信網(wǎng)絡(luò)，且要能滿足控制系統(tǒng)實(shí)時的要求。
　　本文基于西門子S7-1200PLC，設(shè)計(jì)開發(fā)了水電機(jī)組綜合控制器的實(shí)時通信網(wǎng)絡(luò)。首先介紹計(jì)算機(jī)實(shí)時通信技術(shù)，著重討論了PROFINET通信機(jī)制，確定采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)實(shí)時通信;其次，通過交換機(jī)將編程設(shè)備、HMI和兩臺PLC連接起來，使用TIAPORTAL軟件將設(shè)備組態(tài)在一個通信子網(wǎng)中;PLC之間的通信采用開放式用戶通信，最初以P

3、LC內(nèi)置的時鐘存儲器觸發(fā)通信，通信周期為100ms，難以達(dá)到系統(tǒng)對實(shí)時性的要求，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了在循環(huán)中斷OB中調(diào)用通信塊的程序，將通信周期縮短到20ms，但這種通信方式造成了接收方與發(fā)送方的通信延遲，最后，為開放式用戶通信中的通信塊設(shè)計(jì)了一個快速時鐘脈沖以縮短發(fā)送時間，使兩臺PLC之間的通信周期始終保持在20ms以內(nèi)，并且PLC的發(fā)送和接收之間基本沒有通信延遲，達(dá)到了實(shí)時通信的要求。
　　借助HMI設(shè)備和示波器進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn)，