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基于MCGS的现代电站燃油系统流量的累积计算
【摘要】本文阐明了现代电站燃油系统的结构和PLC程序设计,进而设计出了基于MCGS的现代电站燃油系统流量的累积计算。
【关键词】燃油系统;流量; PLC;MCGS;上位机1 研究现代电站燃油系统流量的累积计算的背景、目的和意义
目前国内电站有火力、水利、核能等几种。水电站受到自然条件的限制,发电能力起伏较大,风力电站的装机容量一般只有几十兆瓦,燃机由于燃气的价格昂贵,国内燃机很长时间处于停机保养阶段。核电在国内刚刚起步,所以国内主要以火力燃煤机组为主。
燃煤机组在启、停以及负荷变化大的时候,为了锅炉的稳定燃烧,需要投油助燃。现代电站基于稳定、经济运行的考虑,电站的总发热量是定值,根据燃油流量即可计算出相应地燃煤指令。因此,燃油系统流量的计算对于电站FUEL MASTER能否正常经济运行有着深远的意义。
2 模拟实现的硬件描述
本课题是对燃油系统流量的累积计算,其中应用的硬件设备有(如图1):交流电机及水泵、上水箱、流量检测计、阀1、阀2、阀4、压力检测计等。储水箱作为燃油系统中的油罐;交流电机及水泵作为燃油系统中的油泵;流量计作为燃油系统中的检测点1处的电磁式流量计即测量输入流量;压力计作为燃油系统中的检测点2处电磁式流量计即间接测量输出流量;2号水管作为燃油系统中的上母管即输入油管;3号水管作为燃油系统中的下母管即输出油管;上水箱作为燃油系统中的锅炉。这样可以用此系统近似模拟现代电站的燃油系统。
3 PLC(S7-200)程序设计
模拟实现的硬件接线按2图进行。本课题中基于滤波算法、模拟量通道以及经济性的种种考虑,我选择西门子CPU224XP作为下位机。在实际工程中干扰信号总会存在,所以在采样时必须对信号进行滤波,使累积结果比较精确。因为本课题里面要做流量累加,所以应对流量进行滤波,我选择的是算术平均值滤波。
方法:把连续取N个采样值放入N个存储单元中,然后把存储单元中的数据依次向前一个存储单元中传送,第N个存储单元中的数据被“冲掉”,再把采样到的新的数据的1/N放入第一个存储单元中,再然后把N个存储单元中的数据相加,这样就可获得新的滤波结果。 程序流程图如下:
其中Y(N)、Y(N-1)、Y(N-2)、Y(N-3)为每次从通道读到的信号的1/4;AIW为从通道读到的信号;Z为滤波值。
PLC(S7-200)程序设计的总体系统框图如图4所示:
程序流图如下:
PLC(S7-200)的STL图如下:
4 上位机的实现
4.1 工程简介
通过介绍一个水箱系统的组态过程,来模拟现代电站的燃油系统。本工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、模拟设备的连接、输入框的显示、实时曲线显示等多项组态操作。
4.2 工程与画面的建立
鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项,在D:\MCGS\WORK\下自动生成新建工程,将工程名定义为:”燃油系统.MCGS”,这样就建立了工程。
在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮,建立“窗口0”。选中“窗口0”,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”。将窗口名称改为:燃油系统;窗口标题改为:燃油系统,其它不变,单击“确认”。在“用户窗口”中,选中“燃油系统”,点击右键,选择下拉菜单中的“设置为启动窗口”选项,将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。
4.3 编辑、设置画面
4.3.1 编辑画面
选中“燃油系统”窗口图标,单击“动画组态”,进入动画组态窗口,开始编辑画面:
(1)单击工具条中的“工具箱”按钮,打开绘图工具箱;
(2)选择“工具箱”内的“插入元件”,弹出“对象元件库管理”选中“泵12” ,同种方法选择:管道51、阀11、时钟2;
(3)选择“工具箱”内的“直线” 勾画油枪;
(4)选择“工具箱”内的“流动块” 放在恰当的位置,同种方法选择:九个标签、三个输入框、两个标准按钮、一个实时曲线。
4.3.2 设置画面属性
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