1、利用PLC實現轉速監(jiān)控的新方法轉速監(jiān)控裝置是水輪發(fā)電機組重要的自動化裝置，本文根據小型水電站的特點，提出了在控制機組運行的 PLC上增加部分硬件，實現轉速監(jiān)控功能的方法，該方法既解決了測速裝置的可靠性問題，又降低了系統的成本，是一種較為理想的方案。 1 系統硬件構成 系統硬件是利用控制機組運行PLC的8個晶體管輸出點和一個高速輸入點，增加LED的譯碼和驅動電路，組成轉速監(jiān)控裝置的硬件系統。 系統由轉速信號檢測單元、PLC（三菱FX2N系列）和LED速度顯示電路三部分組成(如圖1所示)。其中轉速信號檢測單元由光電碼盤組成，光電碼盤將機組轉速轉換成電脈沖信號，輸入到PLC的高速輸入端（如：X0），

2、 PLC程序按單位時間內脈沖數計算發(fā)電機的實際轉速，并顯示在LED數碼顯示器上。 2 轉速測量的軟件設計 2.1 轉速計算方法 目前常用的轉速計算方法有以下幾種： (1)M法：是在一定時間間隔內，對光電碼盤輸出脈沖數進行計數，并計算出轉速，適用于發(fā)電機轉速的高速測量。 (2)T法：是通過測量光電碼盤的脈沖周期來計算電機轉速的一種測量方法。 (3)M/T法：是結合了M法和T 法的優(yōu)點，在低速及高速段均有較高的分辨能力和測量精度。 (4)E/T法：其原理是從T法出發(fā)，只是為了克服T法高速時的精度問題。 結合FX2N PLC和該水電站水輪發(fā)電組的測速范圍（0600r/min），以及M法測速對硬件要求

3、簡單的特點，本文采用M法進行轉速測量與計算。 假設與發(fā)電機同軸連接的光電碼盤每旋轉一周，輸出脈沖數為P，電機的轉速為n(r/min)，檢測時間為T(s)，在T內的計數脈沖數為m，則電機的轉速 n為： n = 60m/pt 在檢測時間T內其誤差最大為1個脈沖，則M法轉速分辨率Q為： Q = 60(m + 1）/pt - 60m/pt = 60/pt 可見采用M法測速時，其分辨率與速度的大小無關，要想提高分辯率，除選用每轉輸出脈沖數多的光電碼盤外，只有盡可能的增大檢測時間，但是檢測時間過大，轉速的反饋延滯作用越嚴重，將嚴重影響系統的動、靜態(tài)性能。 2.2 轉速檢測的軟件設計 2.2.1 轉速脈沖檢

4、測 將光電碼盤的脈沖信號輸入到PLC的高速輸入端口X0上（X0為高速輸入端，其最高頻率為：2kHz）, 利用PLC 的測速功能指令“SPD”將100ms中的脈沖數存入PLC數據單元D0中，并進一步計算出發(fā)電機的轉速。其梯形圖如圖2所示。 2.2.2 轉速計算 為了簡化計算將光電碼盤每轉一圈的脈沖數設計為60個、檢測時間T=1s,則發(fā)電機的轉速n即為D0中的脈沖數 n = 60D0/pt = 60D0/60 = D0 2.2.3 轉速處理和顯示 PLC程序對機組轉速進行實時檢測，特別是轉速達到額定轉速35%、80%、95%、140%時產生相應的機組控制信號，控制機組進行工況的轉變。轉速比較判斷程序如圖3所示。 其中D0為轉速數據單元，K210為35%的額定轉速值（35%×600）、M0M2分別為轉速小于 210r/min,等于210r/min和大于210r/min控制標志位。 此外，測量的轉速數據一方面通過RS232通訊接口上傳到電站計算機監(jiān)控系統，另一方面通過PLC的輸出端口在LED顯示器上就地顯示。就地顯示的PLC 程序梯形圖如圖4所示。 梯形圖中Y0表示PLC的輸出以Y0Y3輸出顯示數據信號（BCD碼）、Y4Y7輸出位選信號的首地址，參數n表示選用數碼管組數（4位為1組）。 本系統