[实用新型]一种可编程计算机控制器型的励磁调节器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种励磁控制技术。它是利用一台由奥地利贝加莱公司生产的新一代可编程控制器PCC(Programmable ComputerControler)为核心组成的励磁调节器对同步电机励磁进行调节控制。确切地说，它属于电力发电励磁控制的计算机应用领域。

背景技术

励磁调节器是同步电机重要组成部分，目前国内外励磁调节器采用的硬件平台主要是基于51和96系列、IPC、PLC、PIC、DSP单片机及8085、8086单板机等构成的。这些励磁调节装置各有其优缺点。人们最关注的是装置的稳定性、可靠性、可用性、可维护性、实时性、准确性、性价比及安装使用方便等问题。为较好解决这些问题必须解决PCC励磁调节器一些关键技术问题，例如，无功电流测量、相位测量、频率测量、运算控制、移相触发、通讯功能及人机对话等一些问题，一种基于PCC(programmable ComputerController)的励磁调节器的PLER-PCC系列励磁调节器，可提高稳定性、可靠性、可用性、实时性、调节性能、可维护性及抗干扰能力。

可编程计算机控制器PCC采用奥地利贝加莱公司生产的新一代可编程控制器，它集成了PLC的标准控制功能和工业计算机(IPC)的分时多任务操作系统功能，具有PC机基本特点和PLC有较高可靠性、稳定性的优点。其内部的硬件功能及外部的编程、开发环境均比常规可编程控制器PLC有较大进步。PCC主要特点是：

(1)CPU模块采用多处理器结构。不同的功能单元互相独立，有机结合，协调工作，从而使CPU的资源得到了合理使用，其性能得到充分发挥，同时提高了整个系统的速度。PCC有高速处理单元(TPU)，利用其内部高达6M的CPU晶振，可以使得其处理周期小于10微妙，励磁控制一般可在1ms内完成。

(2)多任务分时操作系统。多任务分时操作系统来源于大型计算机，如UNIX机。与常规PLC相比较，PCC最大的特点在于引入大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计。应用程序由操作系统定时调用。程序调用周期可以预先设置，这样可以保证控制循环时间上的一致性。同时通过调用时间处理器(Time ProcessorUnit)函数应用程序可以间接获得实时响应的能力，完成单片机在中断函数中实现的功能，可以保证测量、控制的实时性，优化励磁调节器任务，缩短控制周期，保证整个励磁调节器的控制性能。可以改善和提高励磁系统的性能指标，PCC采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，可以将整个操作界面分成数个具有不同优先权高的任务等级(TASK CLASS)，较短的巡回扫描周期，而且每个任务等级可包括多个具体任务，在这些任务中间可再细分优先权的高低。这可优化整个控制系统，不同的任务等级，优先权越高，其扫描周期越短；优先权越低，其扫描周期越长。充分利用PCC的多任务分时操作系统资源，主循环和一般性的判断处理程序放在普通任务层；定子电压、转子电流采样，有功、无功计算，PID、PSS运算和各种限制处理等放在高速任务层；测频、测相、移相触发脉冲的发出等采用PCC本体所特有的TPU功能以及TPU功能模块来实现。在这种多任务操作系统的管理下，优先权高的任务等级总是先被执行，在剩余的时间里才执行优先权较低的任务等级。整个操作系统得到了优化，可以有效地保证励磁装置的实时性，从而改善和提高整个励磁系统的调节性能指标。

应用程序的运行周期与程序长短无关，而是由操作系统的循环周期决定。它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来，提高了实时性。而且这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。这对要求响应快的励磁控制系统是有重要作用。

(3)PCC远程通信灵活，这是区别于常规PLC的主要标志之一，PCC提供分布式现场控制装置的通信解决方案，除提供开放式现场总线的网络方案之外，还提供了RS485总线上多种局部主从网络协议，用户不仅可以采用PCC自身的网络协议，也可以方便的与其他厂家的PLC等工控设备联网通信(如西门子，AB，Modicon等)，在特殊情况下，PCC还为用户提供了创建自定义协议的工具(帧驱动器)，由于具备这样的技术优势，PCC能解决许多常规PLC的通信难题，实现与各种不同产品、不同通信协议的互联。