水轮机调速器是水轮机控制系统中的重要设备,近几年PLC在此领域得到广泛的推广和应用。本文在论述了水轮机调速器的发展历史、研究现状和发展趋势的基础上,对水轮机调速系统结构、控制算法、水轮机调速器数字协联曲线的应用等技术问题进行了分析和研究。应用日本三菱FX_2N-MT系列PLC实现了水轮机调速器的设计要求,且具有良好的静态特性和动态特性。在前人研究成果的基础上,本文重点研究了水轮机调速器的软件和硬件实现方法。该水轮机调速器不但实现了导叶的控制,而且采用数字协联曲线实现桨叶的控制,极大的提高了整机的控制性能。新的测频方案不需要附加PLC以外的处理器,就可以实现频率的准确测量,而且提高了测频环节的抗干扰性能,降低整机成本。机电转换装置采用松下伺服电机和伺服驱动器,替代原有的步进电机和驱动器,不但克服了原装置的不稳定现象,而且提高了控制精度和该环节的稳定性。采用经典PID算法实现整个核心控制策略,经过验证,该控制方法完全可以达到设计目的,具有很好的静态特性和动态特性。设计的调速器主要利用了FX_2N-MT系列PLC内部资源,附加少量的外部扩展模块及其外部电路,实现了微机调速器的设计功能,具有结构简单、体积小、可靠性高的优点。它具有编程方便、扩展性强,较高的性价比,可广泛应用于中小型水轮机发电机组的调速控制,对于中小型水电站的水轮机调速器的设计和改造,具有一定的参考应用价值。