1、系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

主回路采用可控硅三相全控橋式整流電路，勵(lì)磁變壓器的接線采用△/Y-1接法，以減少諧波干擾。滅磁開關(guān)雙斷口帶輔助常閉觸頭的DM-型或DW10型滅磁開關(guān)，主回路的檢測采用高新技術(shù)的霍爾傳感器，提高檢測精度和系統(tǒng)的可靠性。

采用自動/手動雙調(diào)節(jié)器熱備用方式，兩套系統(tǒng)相互獨(dú)立、互為備用、雙相跟蹤，以提高裝置可靠性。

工作電源采用廠用交流和廠用直流同時(shí)供電方式，任何一路掉電都不影響調(diào)節(jié)器的正常工作，保證了裝置的可靠運(yùn)行。

詳見《KPL-PLC勵(lì)磁裝置系統(tǒng)原理圖》。

2、操作及信號回路設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)遵循強(qiáng)弱電隔離、多點(diǎn)輸入/輸出、多種信號指示的原則；各種開關(guān)量經(jīng)隔離后引入PLC，通過中文觸摸屏顯示運(yùn)行狀態(tài)和人機(jī)操縱，經(jīng)PLC控制操縱電氣設(shè)備，隔離后通過中間繼電器輸出；同時(shí)保留簡潔的常規(guī)繼電器控制和按件操作，及主要信號顯示，當(dāng)PLC退出運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行操作和顯示裝置狀態(tài)；各種輸入/輸出開關(guān)量均提供接點(diǎn)給中控室和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。KPL-PLC勵(lì)磁裝置具有發(fā)電廠運(yùn)行所要求報(bào)警信號和指示。

詳見《KPL-PLC勵(lì)磁裝置電氣操作原理圖》。

3、硬件設(shè)計(jì)

KPL-PLC可編程序控制器勵(lì)磁系統(tǒng)采用西門子S7-200 PLC，整個(gè)調(diào)節(jié)器由四部分組成：１）可編程序控制器系統(tǒng)；2）輸入輸出調(diào)理 ３）手動部分；檢測、切換部分 ４）電源部分

分別說明如下：

⑴、輸入輸出調(diào)理

各調(diào)節(jié)量進(jìn)入PLC前均要進(jìn)行輸入調(diào)理，以符合PLC技術(shù)要求；機(jī)端電壓互感器ＰＴ（Ｙ／Ｙ－12接線）的副邊電壓接到同步變壓器（△/Ｙ－7接線），同步變壓器副邊三個(gè)相電壓分別經(jīng)濾波、整形，形成同步方波，由集成相控芯片據(jù)此產(chǎn)生移相脈沖；經(jīng)隔離和脈沖放大后去觸發(fā)可控硅工作；此外，利用同步方波，采用PLC數(shù)字測頻，可獲得機(jī)端電壓頻率的當(dāng)前值，供控制及顯示用。

詳見《KPL-PLC勵(lì)磁裝置輸入輸出調(diào)理原理圖》。

⑵、手動、脈沖檢測、切換部分

手動單元工作于恒勵(lì)磁電流狀態(tài)，控制勵(lì)磁電流為給定值；選用單片機(jī)作數(shù)字給定及對自動通道的跟蹤；移相控制選用集成相控芯片，以提高系統(tǒng)的可靠性。

脈沖檢測的基本原理是，待檢測的每路觸發(fā)脈沖，經(jīng)光電隔離進(jìn)入單穩(wěn)觸發(fā)器，當(dāng)任一路觸發(fā)脈沖丟失歷時(shí)超過單穩(wěn)觸發(fā)器暫穩(wěn)整定時(shí)間，通過切換電路自動進(jìn)行手動/自動切換；切換電路由一片小型單片機(jī)和光耦實(shí)現(xiàn)，工作可靠，電路簡潔。

詳見《KPL-PLC勵(lì)磁裝置手動/切換原理圖》。

⑶．電源部分

調(diào)節(jié)器工作電源取自交、直流廠用電。交流廠用電經(jīng)電源濾波器、隔離變壓器、整流變換后，與廠用直流電源并聯(lián)進(jìn)入開關(guān)電源組成高可靠工作電源。PLC用24V開關(guān)電源；輸入/輸出調(diào)理用±12V；手動調(diào)節(jié)器用±12V。

4、軟件設(shè)計(jì)

⑴、軟件組成及編程語言

KPL-PLC可編程序控制器勵(lì)磁系統(tǒng)的軟件包括：主程序、中斷服務(wù)程序、控制量計(jì)算程序、各種功能程序、顯示程序、通信程序、診斷程序、子程序庫等。軟件采用模塊結(jié)構(gòu)，易于調(diào)試、修改及擴(kuò)充，編程語言使用STEP 7-Micro/WIN 32 圖形化編輯程序。

⑵、軟件工作流程  

KPL-PLC勵(lì)磁裝置的控制、保護(hù)、限制等功能，分別由主程序和中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)。實(shí)時(shí)性強(qiáng)的控制，在中斷服務(wù)程序中完成，其余由主程序執(zhí)行。

①、主程序工作流程

②、中斷服務(wù)程序工作流程

③、中斷服務(wù)程序包括：同步信號中斷，關(guān)鍵事件中斷

⑶、其他一些程序模塊的工作流程

主要有：起勵(lì)程序，給定值改變程序，故障處理程序，低勵(lì)限制程序，限流過流程序，事件記錄程序，微機(jī)監(jiān)控通訊程序等。

本套軟件設(shè)計(jì)緊湊，每１０ｍｓ可完成控制運(yùn)算，更新控制角α。