1、系統(tǒng)原理設計

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

采用自動/手動雙調節(jié)器熱備用方式，兩套系統(tǒng)相互獨立、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供電方式，任何一路掉電都不影響調節(jié)器的正常工作，保證了裝置的可靠運行。

詳見《KPL-PLC勵磁裝置系統(tǒng)原理圖》。

2、操作及信號回路設計

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

詳見《KPL-PLC勵磁裝置電氣操作原理圖》。

3、硬件設計

KPL-PLC可編程序控制器勵磁系統(tǒng)采用西門子S7-200 PLC，整個調節(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、輸入輸出調理

各調節(jié)量進入PLC前均要進行輸入調理，以符合PLC技術要求；機端電壓互感器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，可獲得機端電壓頻率的當前值，供控制及顯示用。

詳見《KPL-PLC勵磁裝置輸入輸出調理原理圖》。

⑵、手動、脈沖檢測、切換部分

手動單元工作于恒勵磁電流狀態(tài)，控制勵磁電流為給定值；選用單片機作數(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)光電隔離進入單穩(wěn)觸發(fā)器，當任一路觸發(fā)脈沖丟失歷時超過單穩(wěn)觸發(fā)器暫穩(wěn)整定時間，通過切換電路自動進行手動/自動切換；切換電路由一片小型單片機和光耦實現(xiàn)，工作可靠，電路簡潔。

詳見《KPL-PLC勵磁裝置手動/切換原理圖》。

⑶．電源部分

調節(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)進入開關電源組成高可靠工作電源。PLC用24V開關電源；輸入/輸出調理用±12V；手動調節(jié)器用±12V。

4、軟件設計

⑴、軟件組成及編程語言

KPL-PLC可編程序控制器勵磁系統(tǒng)的軟件包括：主程序、中斷服務程序、控制量計算程序、各種功能程序、顯示程序、通信程序、診斷程序、子程序庫等。軟件采用模塊結構，易于調試、修改及擴充，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勵磁裝置的控制、保護、限制等功能，分別由主程序和中斷服務程序實現(xiàn)。實時性強的控制，在中斷服務程序中完成，其余由主程序執(zhí)行。

①、主程序工作流程

②、中斷服務程序工作流程

③、中斷服務程序包括：同步信號中斷，關鍵事件中斷

⑶、其他一些程序模塊的工作流程

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

本套軟件設計緊湊，每１０ｍｓ可完成控制運算，更新控制角α。