一種防止PLC控制器死機的保護系統及其方法與流程

2024-02-20 20:46:15 2

本發明涉及一種防止PLC控制器死機的保護系統及其方法，屬於電力電子應用技術領域。

背景技術：

風力機組自動控制系統一般採用可編程邏輯控制器最為核心控制器來完成相關控制動作(以下簡稱可編程邏輯控制器為PLC)。PLC作為整個控制系統的核心控制主要負責數據採集和控制命令的發送，邏輯運算，數據記錄等相關功能。PLC控制器不但要控制外圍各種設備運行和停止，還要通過通訊發送變槳、偏航以及主變頻器控制命令。風電機組自動控制系統的性能關係到整個機組的運行狀態，一旦PLC控制器發生軟體或硬體死機，會造成整個機組控制系統的癱瘓。大部分的PLC控制器在出現死機問題時，其I/O點的輸入/輸出狀態並不是全部清零，而是保持上一次的輸入/輸出狀態，該狀態要保持到PLC硬體重啟後才能完成更新，這樣就會造成PLC控制器處於非正常工作狀態時而機組的各種設備接收的控制命令仍然是上一次PLC控制器正常工作時的控制命令，所以機組各種設備仍然正常工作，這種情況一旦發生，PLC控制器不能對機組進行正確控制，會造成超速等危險情況。

目前，為了解決PLC控制器死機問題，大部分都採用的是在軟體程序中設定看門狗程序，一旦看門狗被觸發進行順槳停機等相關操作。但是，無法判斷PLC內部哪些程序停止運行及故障所在。

技術實現要素：

為了克服已有技術存在的不足，本發明目的是提供一種防止PLC控制器死機的保護系統及其方法。本發明在PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，該點的輸出頻率可以根據選定的頻率繼電器的頻率來確定，將頻率繼電器通過普通繼電器串接到風電機組的安全鏈及併網等硬體環節中，當數字量輸出點的輸出的頻率不在正常範圍內，則普通繼電器觸點跳開，確保機組安全鏈斷開、脫網、順槳等安全停機動作。

為了實現上述發明目的，解決已有技術中所存在的問題，本發明採取的技術方案是：一種防止PLC控制器死機的保護系統，包括PLC控制器、頻率繼電器、普通繼電器1、2、3，機組安全鏈及機組脫併網迴路，所述頻率繼電器中設置有接觸器1、2、3，所述接觸器1、2、3輸出端分別與普通繼電器1、2、3輸入端連接，普通繼電器1、2、3輸出端分別與機組安全鏈及機組脫併網迴路連接，所述機組安全鏈與變槳系統連接，機組脫併網迴路分別與主變頻器系統及定子斷路器連接，在所述PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，根據執行任務不同分成執行任務1、2、3，與其相對應的頻率脈衝分成頻率脈衝1、2、3，所述執行任務1、2、3分別與I/O模塊上的數字量輸出點連接，所述執行任務1、頻率脈衝1及接觸器1輸入端依次連接，所述執行任務2、頻率脈衝2及接觸器2輸入端依次連接，所述執行任務3、頻率脈衝3及接觸器3輸入端依次連接。

所述一種防止PLC控制器死機的保護系統的保護方法，包括以下步驟：

步驟1、設計一段小程序，並根據頻率繼電器分別對脈衝頻率設定為F1、F2及F3；

步驟2、將程序按照控制內容分成3個執行任務，例如，邏輯運算、故障處理等內容一般級別較高，可以放在一個任務中，設置為執行任務1，例如，齒輪箱、發電機的泵和加熱器等各種外圍設備的控制內容可以放在一個任務中，設置為執行任務2，再例如，數據記錄及與上位機交戶接口可以放在一個任務中，設置為執行任務3；

步驟3、對故障進行判斷，若系統無故障發生，小程序運行正常，機組處於正常工作；一旦，系統出現故障，例如與PLC控制器I/O模塊上的數字量輸出點相連的執行任務2程序出現了異常，通過頻率脈衝2、接觸器2與其相連的普通繼電器2的觸點跳開，確保機組安全鏈斷開、脫網、順槳等安全停機動作，並立即組織技術人員對齒輪箱、發電機的泵和加熱器等各種外圍設備進行檢查與維修，使機組儘快恢復正常工作。

本發明有益效果是：一種防止PLC控制器死機的保護系統及其方法，其中保護系統包括PLC控制器、頻率繼電器、普通繼電器1、2、3，機組安全鏈及機組脫併網迴路，所述頻率繼電器中設置有接觸器1、2、3，所述接觸器1、2、3輸出端分別與普通繼電器1、2、3輸入端連接，普通繼電器1、2、3輸出端分別與機組安全鏈及機組脫併網迴路連接，所述機組安全鏈與變槳系統連接，機組脫併網迴路分別與主變頻器系統及定子斷路器連接，在所述PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，根據執行任務不同分成執行任務1、2、3，與其相對應的頻率脈衝分成頻率脈衝1、2、3，所述執行任務1、2、3分別與I/O模塊上的數字量輸出點連接，所述執行任務1、頻率脈衝1及接觸器1輸入端依次連接，所述執行任務2、頻率脈衝2及接觸器2輸入端依次連接，所述執行任務3、頻率脈衝3及接觸器3輸入端依次連接。保護方法包括以下步驟：(1)設計一段小程序，(2)將程序按照控制內容分成3個執行任務，(3)對故障進行判斷。與已有技術相比，本發明在PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，該點的輸出頻率可以根據選定的頻率繼電器的頻率來確定，將頻率繼電器通過普通繼電器串接到風電機組的安全鏈及併網等硬體環節中，當數字量輸出點的輸出的頻率不在正常範圍內，則普通繼電器觸點跳開，確保機組安全鏈斷開、脫網、順槳等安全停機動作，並能迅速檢查出系統的故障所在。

附圖說明

圖1是本發明一種防止PLC控制器死機的保護系統結構框圖。

圖2是本發明一種防止PLC控制器死機的保護系統的保護方法步驟流程圖。

圖3是本發明一種防止PLC控制器死機的保護系統程序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種防止PLC控制器死機的保護系統，包括PLC控制器、頻率繼電器、普通繼電器1、2、3，機組安全鏈及機組脫併網迴路，所述頻率繼電器中設置有接觸器1、2、3，所述接觸器1、2、3輸出端分別與普通繼電器1、2、3輸入端連接，普通繼電器1、2、3輸出端分別與機組安全鏈及機組脫併網迴路連接，所述機組安全鏈與變槳系統連接，機組脫併網迴路分別與主變頻器系統及定子斷路器連接，在所述PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，根據執行任務不同分成執行任務1、2、3，與其相對應的頻率脈衝分成頻率脈衝1、2、3，所述執行任務1、2、3分別與I/O模塊上的數字量輸出點連接，所述執行任務1、頻率脈衝1及接觸器1輸入端依次連接，所述執行任務2、頻率脈衝2及接觸器2輸入端依次連接，所述執行任務3、頻率脈衝3及接觸器3輸入端依次連接。

如圖2所示，所述一種防止PLC控制器死機的保護系統的保護方法，包括以下步驟：

步驟1、設計一段小程序，並根據頻率繼電器分別對脈衝頻率設定為F1、F2及F3；

步驟2、將程序按照控制內容分成3個執行任務，例如，邏輯運算、故障處理等內容一般級別較高，可以放在一個任務中，設置為執行任務1，例如，齒輪箱、發電機的泵和加熱器等各種外圍設備的控制內容可以放在一個任務中，設置為執行任務2，再例如，數據記錄及與上位機交戶接口可以放在一個任務中，設置為執行任務3；

步驟3、對故障進行判斷，若系統無故障發生，小程序運行正常，機組處於正常工作；一旦，系統出現故障，例如與PLC控制器I/O模塊上的數字量輸出點相連的執行任務2程序出現了異常，通過頻率脈衝2、接觸器2與其相連的普通繼電器2的觸點跳開，確保機組安全鏈斷開、脫網、順槳等安全停機動作，並立即組織技術人員對齒輪箱、發電機的泵和加熱器等各種外圍設備進行檢查與維修，使機組儘快恢復正常工作。

本發明優點在於：本發明在PLC控制器自身帶有的I/O模塊上設置一個數字量輸出點，並設計一段小程序，用來控制數字量輸出點的頻率脈衝輸出，該點的輸出頻率可以根據選定的頻率繼電器的頻率來確定，將頻率繼電器通過普通繼電器串接到風電機組的安全鏈及併網等硬體環節中，當數字量輸出點的輸出的頻率不在正常範圍內，則普通繼電器觸點跳開，確保機組安全鏈斷開、脫網、順槳等安全停機動作，並能迅速檢查出系統的故障所在。