前言
黑河象山水電廠共裝機三臺型號為SF6000-16/3250水輪發(fā)電機，容量均為6000KW。其勵磁裝置采用常規(guī)磁裝調節(jié)器。
為了提高電廠的綜合自動化水平，提高機組運行的穩(wěn)定性和可靠性，黑河象山水電廠和南寧瑞能自控技術有限公司合作，于2001年10月對3# 發(fā)電機的勵磁裝置進行技術改造。技改工作的主內(nèi)容是取消原來的常規(guī)調節(jié)器，采用PCC 微機勵磁調節(jié)器。
3# 發(fā)電機勵磁裝置的技改工作順利完成，設備運行良好，于是在2002年6月我們又以相同的方式完成了1#、2#機勵磁裝置的技改工作。投運后，我們兩家單位會同黑龍江省電科院，對勵磁系統(tǒng)進了一系列試驗，包括起勵、并網(wǎng)、甩負荷、零起升壓、跟蹤網(wǎng)壓、進相等等，結果各項技術指標符合國家有關規(guī)范，令人滿意。
技改后，三臺電機組的微機勵磁裝置使用至今，一直運行良好?？偟膩碚f，PCC微機勵磁調節(jié)器體現(xiàn)出穩(wěn)定性好、可靠性高、結構簡單，操作方便的特點。因此，象山水電廠PCC微機勵磁裝置的技改工作獲得成功。
1 可編程計算機控制器PCC 介紹
可編程計算機控制器PCC作為一個全新的概念，是奧地利貝加萊自動化公司于1994年在工控界提出的。它將工業(yè)控制計算機（IPC）與常規(guī)可編程控制器PLC的特點結合起來。無論是從內(nèi)部的硬件功能，還是從外部的編程、開發(fā)環(huán)境的簡便而言，它都比常規(guī)可編程控制器PLC有較大進步。
1.1 PCC 的硬件和軟件具有如下特點：
CPU的速度起著決定性的作用。PCC 的CPU運算速度很快，例如2010 型的每條指令執(zhí)行時間為0.125us。而且，要提高整個系統(tǒng)的速度就要考慮CPU 模塊的多處器結構。PCC 的CPU 模塊上有三個處理器，它們各司其職，協(xié)調工作，即互相獨立，又互相關聯(lián)，從而使CPU的資源得到了合理使用，同時最大限度地提高了整個系統(tǒng)的速度。
1.2 定性的多任務分時操作系統(tǒng)
多任務分時操作系統(tǒng)來源于大型計算機，如UNIX機。它可以將整個操作界面分成數(shù)個分別具有不同優(yōu)先權高的任務等級，有著較短的巡回掃描周期，而且每個任務等級可包括多個具體任務，在這些任務中間可再細分優(yōu)先權的高低。這樣整個控制系統(tǒng)便得了優(yōu)化，具有較好的實時性。這對要求響應快的閉環(huán)控制系統(tǒng)是一個有力的工具。
1.3 編程語言高級化
梯形圖和指令表這兩種編程方式是比較常見和傳統(tǒng)的。除此以外，PCC還提供了高級語言（VC、VB 語言）以方便編程，方便描述一個復雜的程序和構思。這樣一來，編程效率提高，新產(chǎn)品的研制周期大大縮短。
1.4 較大的程序存儲空間
能較高的系統(tǒng)分析計算能力當然要求有足夠的程序存儲空間，同時足夠的存儲空間是系統(tǒng)具備較強的數(shù)據(jù)處理能力的先決條件。應用程序存儲空間的大小在某種意義說明了其硬件系統(tǒng)的先進程度。PCC有足夠的程序存儲空間供用戶下載任務程序。
2 全可編程微機的PCC勵磁調節(jié)器
2.1 勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)
它是一個需要高速響應的閉環(huán)控制系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)的性能，直接決定了發(fā)電機是否能夠正常運行。工作可靠、性能優(yōu)良的勵磁系統(tǒng)，能有效地提高機組及電網(wǎng)的穩(wěn)定性。因此，具有優(yōu)良的調節(jié)品質、豐富而實用的附加功能等特點，而在工業(yè)領域增減勵信號中得到廣泛應用。可編程計算機控制器PCC 的MTBF（平均故障間隔時間）大于50萬小時。具有如此高的可靠性，工業(yè)上稱為“無故障設備”。
我們采用PCC 作為勵磁調節(jié)器的硬件，與現(xiàn)代控制理論相結合而設計的PCC微機勵磁裝置，采用模塊化的硬件及軟件結構，極大的提高了勵磁系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性、可靠性、智能化程度。PCC 勵磁調節(jié)器原理框圖如下：
2.2 軟件（應用程序）
除勵磁調節(jié)器的硬件PCC 模塊外，其軟件也采用模塊化。共有電壓調節(jié)模塊、功率因數(shù)調節(jié)模塊、甩負荷模塊、零起升壓模塊、跟蹤網(wǎng)壓模塊等等，用戶可以通過不同的模塊組合以實行不同的運行要求，而不需要更改硬件配置。這樣，功能的增減和程序的優(yōu)化等工作變得輕松易行。整個勵磁系統(tǒng)調節(jié)的軟件流程圖如下：
3 技術總結
3.1 PCC 微機勵磁裝置軟、硬件均采用模塊化結構，功能齊全，操作簡便，工作可靠，調節(jié)平衡。特別是電壓調節(jié)，功率因數(shù)調節(jié)，零起升壓，跟蹤網(wǎng)壓等軟件模塊，使得整套勵磁裝置的自動化程度高，智能化程度高，可以滿足無人職守電站的要求，體現(xiàn)了計算機控制的優(yōu)越性。
3.2 采用PCC 作為調節(jié)器硬件， 其故障間隔時間（MTBF）大于50萬小時，因而勵磁系統(tǒng)的可靠性極高。而且，由于PCC的運算速度很快，滿足了勵磁系統(tǒng)反應快速的要求，各項技術指標均符合國家標準。
由于PCC 本身即專為工業(yè)控制所設計，因此整套勵磁裝置抗干擾的能力很強，不存在其他種類的微機（如單片微機等）易受電磁干擾的問題，對使用環(huán)境沒有特殊要求，安裝方便，使用面較廣。
3.3 控制方式采用一種非線性理論：現(xiàn)代智能篩控制策略，勵磁裝置即可以按照用戶指定的調節(jié)方式工作；在異常情況下，或者運行工況突然改變時（如機組突然甩負荷），它由會自動轉入合理的控制方式運行。因此，整套勵磁裝置體現(xiàn)出很高的智能性。
4 結束語
總之，由黑河象山水電廠和南寧瑞能自控技術有限公司合作完成的勵磁技改項目，經(jīng)過一年多的運行考驗，證明取得了成功。PCC微機勵磁裝置，不僅在成套機組的配套中應用良好，在老機組的技術改造中效果不錯，也值得推廣。
參考文獻
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