MX9300PLC在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用———MX9300PLC在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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一、概述
象山水電站位于黑龍江省黑河市,電站裝機(jī)容量為3×6MW,1996年設(shè)計(jì)時(shí)以計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主,常規(guī)控制為輔,主要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組部分的監(jiān)控,開(kāi)關(guān)站以及公用輔助設(shè)備未考慮在內(nèi),由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能不十分完善同時(shí)由于設(shè)備都已進(jìn)入老化期,設(shè)備陳舊技術(shù)落后為電站的管理和維護(hù),以及系統(tǒng)的正常運(yùn)行都帶來(lái)隱患。為保證電站的正常運(yùn)行,提高電站的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益,因此對(duì)電廠(chǎng)現(xiàn)行的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行全面的技術(shù)改造。
電站新的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)按“無(wú)人值班”(少人值守)運(yùn)行方式設(shè)計(jì)。采用的H9000水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)采用全分布開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由電站控制中心系統(tǒng)和現(xiàn)地控制單元等組成。系統(tǒng)采用最新的計(jì)算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),全站按全計(jì)算機(jī)監(jiān)控進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置,達(dá)到國(guó)內(nèi)同類(lèi)型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)先進(jìn)水平,系統(tǒng)投入運(yùn)行后,使全站運(yùn)行管理達(dá)到無(wú)人值班(少人職守)。系統(tǒng)高度可靠,各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到部頒DL/T578-95《水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》及DL/T5065-1999《水力發(fā)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求,選擇較高的MTBF指標(biāo),從部件、單機(jī)和系統(tǒng)多層次保證高可靠性要求。系統(tǒng)配置和設(shè)備選型應(yīng)符合計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特點(diǎn),硬件、軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì),以便于硬件設(shè)備的擴(kuò)充,又可適應(yīng)功能的增加和系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。實(shí)時(shí)性好,抗干擾能力強(qiáng),適應(yīng)電站的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。人機(jī)接口功能強(qiáng),操作控制簡(jiǎn)潔、方便、靈活。在保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性等技術(shù)指標(biāo)的同時(shí),系統(tǒng)應(yīng)具有可維護(hù)性好,保證較小的MTTR指標(biāo)。
電站以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)。電站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制在中控室的操作員工作站上進(jìn)行,同時(shí)也可在各LCU上通過(guò)觸摸屏和開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)其所控設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)視和控制。機(jī)組單元及開(kāi)關(guān)站/公用單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與全廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接并接受其監(jiān)控,同時(shí)在這些系統(tǒng)的現(xiàn)地控制柜上設(shè)有控制開(kāi)關(guān)以及操作按鈕,可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的現(xiàn)地監(jiān)控。
系統(tǒng)包括系統(tǒng)主機(jī)兼操作員工作站、辦公樓監(jiān)視終端、通訊服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、GPS 時(shí)鐘、打印機(jī)等
現(xiàn)地控制單元(LCU)包括三套機(jī)組LCU (LCU1-LCU3)、一套開(kāi)關(guān)站及公用設(shè)備LCU (LCU4) 、一套小機(jī)LCU (LCU5)。 LCU完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理及與其它電站設(shè)備的通訊,負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)信息,并自動(dòng)服從調(diào)度層上位機(jī)的命令和管理。同時(shí)各LCU也具有控制、調(diào)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(dāng)與上位機(jī)系統(tǒng)脫機(jī)時(shí),仍具有必要的監(jiān)視和控制功能。LCU采用PLC直接上以太網(wǎng)的方案。
現(xiàn)地控制單元包括:可編程序控制器、現(xiàn)地人機(jī)接口、同期裝置、交流采樣設(shè)備、轉(zhuǎn)速裝置及多功能電度表、嵌入式通信控制器、溫度采集設(shè)備、電源、機(jī)柜、繼電器及按鈕開(kāi)關(guān)、光字等
LCU可編程序控制器完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及設(shè)備的調(diào)節(jié)與控制(包括順控)。控制器不僅實(shí)時(shí)性指標(biāo)高,還應(yīng)具有可靠性高等特點(diǎn)。LCU采用BITC MX9300系列PLC。該系列PLC針對(duì)水電需求,由BITC與惠朋公司(VIPA GmbH)聯(lián)合設(shè)計(jì),在德國(guó)加工生產(chǎn)。
各LCU 的PLC配置的I/O點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)如下:
LCU單元