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MX9300 PLC在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
摘要: 本文介紹BITC MX9300在水電站監(jiān)控系統(tǒng)的配置、具體應用。說明MX9300的完成的功能及使用情況。
Abstract:
Key words :

概述

    象山水電站位于黑龍江省黑河市,電站裝機容量為3×6MW,1996年設計時以計算機監(jiān)控為主,常規(guī)控制為輔,主要實現對機組部分的監(jiān)控,開關站以及公用輔助設備未考慮在內,由于系統(tǒng)的結構和功能不十分完善同時由于設備都已進入老化期,設備陳舊技術落后為電站的管理和維護,以及系統(tǒng)的正常運行都帶來隱患。為保證電站的正常運行,提高電站的管理水平和經濟效益,因此對電廠現行的監(jiān)控設備進行全面的技術改造。

    電站新的計算機監(jiān)控系統(tǒng)按“無人值班”(少人值守)運行方式設計。采用的H9000水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng),整個系統(tǒng)應采用全分布開放式系統(tǒng)結構。電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)由電站控制中心系統(tǒng)和現地控制單元等組成。系統(tǒng)采用最新的計算機硬件、軟件及網絡技術,全站按全計算機監(jiān)控進行總體設計和系統(tǒng)配置,達到國內同類型水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)先進水平,系統(tǒng)投入運行后,使全站運行管理達到無人值班(少人職守)。系統(tǒng)高度可靠,各項技術性能指標均達到部頒DL/T578-95《水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術條件》及DL/T5065-1999《水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計技術規(guī)定》的要求,選擇較高的MTBF指標,從部件、單機和系統(tǒng)多層次保證高可靠性要求。系統(tǒng)配置和設備選型應符合計算機發(fā)展迅速的特點,硬件、軟件采用模塊化、結構化的設計,以便于硬件設備的擴充,又可適應功能的增加和系統(tǒng)規(guī)模的擴展。實時性好,抗干擾能力強,適應電站的現場環(huán)境。人機接口功能強,操作控制簡潔、方便、靈活。在保證系統(tǒng)的實時性和可靠性等技術指標的同時,系統(tǒng)應具有可維護性好,保證較小的MTTR指標。

計算機監(jiān)控系統(tǒng)結構配置

    電站以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎。電站設備的運行監(jiān)視和控制在中控室的操作員工作站上進行,同時也可在各LCU上通過觸摸屏和開關按鈕實現對其所控設備運行的監(jiān)視和控制。機組單元及開關站/公用單元通過光纖網絡與全廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接并接受其監(jiān)控,同時在這些系統(tǒng)的現地控制柜上設有控制開關以及操作按鈕,可以實現設備的現地監(jiān)控。
 
    系統(tǒng)包括系統(tǒng)主機兼操作員工作站、辦公樓監(jiān)視終端、通訊服務器、網絡設備、GPS 時鐘、打印機等
 
    現地控制單元(LCU)包括三套機組LCU (LCU1-LCU3)、一套開關站及公用設備LCU (LCU4) 、一套小機LCU (LCU5)。 LCU完成對監(jiān)控對象的數據采集及數據預處理及與其它電站設備的通訊,負責向網絡傳送數據信息,并自動服從調度層上位機的命令和管理。同時各LCU也具有控制、調節(jié)操作和監(jiān)視功能,配備有本地操作按鈕和指示元件,當與上位機系統(tǒng)脫機時,仍具有必要的監(jiān)視和控制功能。LCU采用PLC直接上以太網的方案。

    現地控制單元包括:可編程序控制器、現地人機接口、同期裝置、交流采樣設備、轉速裝置及多功能電度表、嵌入式通信控制器、溫度采集設備、電源、機柜、繼電器及按鈕開關、光字等

    LCU可編程序控制器完成系統(tǒng)的數據采集及設備的調節(jié)與控制(包括順控)??刂破鞑粌H實時性指標高,還應具有可靠性高等特點。LCU采用BITC MX9300系列PLC。該系列PLC針對水電需求,由BITC與惠朋公司(VIPA GmbH)聯合設計,在德國加工生產。

各LCU 的PLC配置的I/O點設計點數如下:

 

LCU單元

機組(1-3)

開關站及公用

小機

開關量輸入(DI+PI)

128

192

32

開關量輸入(SOE)

64

64

32

溫度量(RTD)

24

8

8

開關量輸出(DO)

128

128

64

模擬量輸入(AI)4~20MA

16

40

8

以機組單元為例,具體配置如下:

主(1#)機箱(BITC MX9300)

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

SOE: MX 321-1BL00

SOE: MX 321-1BL00

CPU: MX 315-2AG10

AI: MX 331-7KF01

AI: MX 331-7KF01

DI: MX 321-1BL00

DI: MX 321-1BL00

DI: MX 321-1BL00

DI: MX 321-1BL00

RTD: MX 331-7KF01

RTD: MX 331-7KF01

 

擴展(2#)機箱(BITC MX9300)

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

DP: MX 353-1AG01

RTD: MX 331-7KF01

RTD: MX 331-7KF01

RTD: MX 331-7KF01

RTD: MX 331-7KF01

DO: MX 322-1BL00

DO: MX 322-1BL00

DO: MX 322-1BL00

DO: MX 322-1BL00

 

 

 

 

    模塊:MX315-2AG10,含以太網接口;32點開關量輸入模塊:MX321-1BL00,6塊;32點開關量輸出模塊:MX322-1BL00,4塊;8點模擬量輸入模塊:MX331-7KF01,2塊;4點溫度量模塊:MX331-7KF01,6塊;MX9300的編程軟件采用SW873,該軟件支持WinPLC7(STL,FBD,LAD) 編程。

3.系統(tǒng)特點及功能

     LCU是一套完整的計算機控制系統(tǒng)。與系統(tǒng)聯網時,作為監(jiān)控系統(tǒng)的一部分,實現系統(tǒng)指定的功能。而當LCU與系統(tǒng)脫離時,則能獨立運行,實現LCU的現地監(jiān)控功能,并確保被控設備的安全穩(wěn)定運行。LCU的基本功能如下:
 
     PLC完成各種數據采集與預處理功能。事件順序記錄功能。數據通訊與網絡通訊功能。運行工況的轉換,LCU可完成各類設備的運行工況轉換,如機組的運行工況轉換,斷路器的分合,設備運行方式的轉換等。LCU現地人機聯系功能。系統(tǒng)硬件及軟件診斷與自恢復功能。時鐘同步功能。通過硬件和軟件同步手段,實現系統(tǒng)時鐘同步。

    機組現地控制單元(LCU) 控制與調節(jié)功能:機組開、停機順序控制:包括單步控制和連續(xù)控制兩種順控方式;機組事故停機及緊急停機控制;機組輔助設備的控制;發(fā)電機出口斷路器的分/合操作;主變中性點接地開關的分/合操作;機組有功功率調節(jié);機組無功功率/電壓調節(jié);各種整定值和限值的設定;機組的自動/手動準同期并網操作;機組進水口閘門控制;水力機械保護功能。

    公用設備/開關站現地控制單元(LCU) 控制操作功能:開關站現地/遠方控制方式的切換操作;開關站各斷路器的分/合操作;開關站各隔離開關的分/合操作;開關站各接地開關的分/合操作;開關站各斷路器的自動準同期合閘操作;廠用電進線及斷路器的分/合操作;廠用電各種運行方式的確定及備用電源自動投入。

4.系統(tǒng)運行

    象山電廠監(jiān)控系統(tǒng)2007年已改造完畢,H9000監(jiān)控系統(tǒng)已全部投入使用,完全達到了設計要求,各種設備目前運行穩(wěn)定可靠。

 

 

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