GE Fanuc水电自动化应用

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关键词:摘要:水电站无人值守、分布式监控系统、电网调度自动化系统、采集和监视(SCADA)一、系统图二、系统概述水轮机组现地控制单元(简称 LCU),每套机组的 LCU包含:• 主机、辅机 控制及人机界面• 转速测控装置与温度巡检装置• 发保护测控与变压器保护测控• 线路保护测控与转速测控装置• 发电机电度计量与主 变电度计量等• 励磁系统• 调速系统• 直...
  • 关键词:
  • 摘要:水电站无人值守、分布式监控系统 、电网调度自动化系统 、采集和监视(SCADA)

一、系统图

二、系统概述

水轮机组现地控制单元(简称 LCU),每套机组的 LCU包含:
• 主机 、辅机 控制及人机界面
• 转速测控装置与温度巡检装置
• 发保护测控与变压器保护测控
• 线路保护测控与转速测控装置
• 发电机电度计量与主 变电度计量等
• 励磁系统
• 调速系统
• 直流电源系统等
水轮机组 LCU 主要作用:
• 数据采集、控制调节与人机联系
• 电厂设备运行管理及指导
• 实时监视电力设备的运行状态
• 将水电站运行的实时数据或图像信息上传至上级调度
系统
• 接受执行上级调度系统发来的遥控、遥调命令
• 确保水电站的安全 、可靠、经济运行
• 实现电站的无人或少人值班等
       由于水轮发电机组系统是水电站最关键、最复杂的系统 ,所以必须采用可靠性 、安全性和实时性很高的控制系统。
       如何提高水电站 LCU 系统的可靠性一直是业内人士非常关心的事情 。GE Fanuc 可以为用户带来哪些与众不同的独特解决方案呢?
      首先是通过 GE Fanuc PLC 实现直接上网 。传统 LCU 的控制方案中 ,存在工控机数据通讯的“瓶颈 ”现象。为解决这种问题可采用下述两种方法:一种是 LCU的调速系统、励磁系统、保护装置等直接上以太网,这样就分散数据负荷。另一种是将 LCU 的调速系统 、励磁系统、保护装置等和 PLC 子站通讯,PLC 的可靠性高于工控机 ,这样就大大提高了 LCU 的可靠性 。上页图示为 GE Fanuc 产品应用在的典型示例。
采用 GE Fanuc 工业以太网优点包括:
• 通讯速度高,支持 10M/100M 传输速率,便于实现大量数据的实时远距离传输 ,通讯距离可无限远• 可以实现一站对多站的通讯与全局数据共享,便于各站既独立运行又相互联锁的运行• 可以通过一台计算机完成全厂 PLC 站的编程、诊断,不用去各个分站 ,大大提高系统调试 、维护时间• GE Fanuc 工业以太网支持通用的 Hub 、Switch、Router等网络产品,易于购买、易于维护 、减少用户库存
• 采用 EGD 方式通讯,用户无需编程 ,只需组态,即可实现
• 国内外有大量工业实际应用案例
• 可以实现从控制层到信息层的环网连接,增强了网络的可靠性;而一般的工业总线无法实现环网连接 ,一旦总线出现断裂 ,会导致大量数据丢失。
其次,GE Fanuc 的热备冗余结构可大大提高 LCU 的可靠性 。
• 双机热备、无扰切换、可靠性高 、便于维护。在一定
时间内,热备机也许没有“表现的机会 ” ,但一旦让它表现,它会“准确而恰如其分”地发挥它的功用。GEFanuc 双机热备的实现有多种方案 。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 热备系统等,见下图2:

• 光纤以太网冗余或环网由于通讯距离远 ,为避免偶然因素的影响,组成冗余网或环网,可以大大提高系统的可靠性。
• 与远程机架的联结采用 Genius 双电缆冗余。一般情况 ,一个 LCU 单元需要几个远程机架 。主机架与远程机架采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得更高的可靠性。采用双缆连接主机架与远程站,一根从左侧电缆沟走线,一根从右侧走线 ,这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素,不影响系统的正常运行 。

三、公用设备 、辅机系统及 GE Fanuc 解决方案

      公用设备及辅机系统设备主要有排水系统、公共油压装置、压缩空气系统设备 、机组供水系统、开关站控制系统等 。其主要作用是为主机组的正常运行提供必要的水、油 、气。通常需要控制的设备有空压机 、深井泵、离心泵、排污泵 、减压阀、流量调节阀、全自动滤水器 、控制阀、安全阀、雨淋阀 、控制开关阀泵空阀、水位计、流量计 、水位控制器和油处理等设备。
      公用设备及辅机系统是保证发电机组正常工作的重要系统 。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统,可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i 热备系统或单机系统等。热备系统见图 2 ,单机系统见下图3:

四、通风空调系统 、闸门控制系统及 GE Fanuc 解决方案
       水电站的通风空调系统主要是为厂房工作区置换通风供氧。主要控制设备就是风机和中央空调等 。其重要性不言而喻 ,这显然需要选择高可靠性的热备系统。例如:可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB 、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i热备系统等。
       水电站的闸门控制系统主要是控制大坝水位,以便泄洪、蓄水发电、船运等,其主要控制设备就是大小闸门及各种液位计等 。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统 ,可以采用GE 热备系统或单机系统等。热备系统见图2,单机系统见图3。

五 、GE Fanuc 在水电站综合自动化控制系统成功案例

 

 

 

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