ＰＬＣ在太平哨水電廠快速門控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

摘要:太平哨水電站位于遼寧省寬甸縣境內(nèi)，是渾江流域的一座引水式電站，其調(diào)壓井快速門控制系統(tǒng)自投入運行以來，雖經(jīng)過幾次改造，但控制回路仍為各種繼電器形成控制回路，故障率越來越高，為確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，文章對調(diào)壓井閘門控制系統(tǒng)改造進行分析。

關(guān)鍵詞:PLC;太平哨水電站;快速門控制

中圖分類號:TP332.3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2009)12-0063-01

1引 言

太平哨水電站位于遼寧省寬甸縣境內(nèi)，是渾江流域的一座引水式電站，其調(diào)壓井快速門控制系統(tǒng)自投入運行以來，雖經(jīng)過幾次改造，但控制回路仍為各種繼電器形成控制回路，故障率越來越高，為確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，對調(diào)壓井閘門控制系統(tǒng)改造勢在必行。

2改造方案

根據(jù)我廠對所改造項目的技術(shù)要求，采用PLC建立控制系統(tǒng)，與主廠機組計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過MB+網(wǎng)通訊，建立一個現(xiàn)地LCU，完成對工藝對象的數(shù)據(jù)采集、顯示和程序控制。PLC產(chǎn)品選用美國MODICON公司PLC，將現(xiàn)場安裝的各在線儀表，如閘門位置傳感器、油缸壓力變送器測得的現(xiàn)場信號送到PLC，PLC將數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)化后送至上位機，這樣，運行人員通過主廠中控室上位機調(diào)壓井閘門控制系統(tǒng)畫面可以非常直觀地觀測到現(xiàn)場系統(tǒng)的運行情況，為系統(tǒng)的運行提供了實時準確的參考數(shù)據(jù)。同時，也可在上位機對閘門、油泵等設(shè)備進行遠方自動操作，從而實現(xiàn)了本系統(tǒng)的遠程控制。在本地，PLC可以根據(jù)現(xiàn)場的各種連鎖信號實現(xiàn)自動控制。

3改造過程

3.1系統(tǒng)硬件配置

可編程邏輯控制系統(tǒng)采用SCHNEIDER (施耐德) Modicon°TSX°Compact。它具有兩個串行通訊口，可以外接編程器或電腦方便PLC調(diào)試和程序編寫，一個MB+通訊口，可以與MB+網(wǎng)通訊。根據(jù)現(xiàn)場I/O點量，控制系統(tǒng)還配置開關(guān)量輸入模塊 (BDEP216) 兩塊，開關(guān)量輸出模塊 (BDAP216N) 一塊，開關(guān)量輸出模塊 (BDAP208) 兩塊，模擬量輸入模塊 (BADU-205) 三塊。

3.2系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)軟件采用施耐德公司Modicon°Quantum°PLC專用編程工具Concept°V2.5。根據(jù)控制系統(tǒng)原理圖，先將各個開關(guān)量和模擬量的輸入輸出點賦予一個相應(yīng)的地址，表1為控制系統(tǒng)I/O地址分配，從此表可以清楚地看到各信號在硬件中的位置和相應(yīng)的地址，各個信號賦予地址后，即可在編程軟件中根據(jù)控制系統(tǒng)所需實現(xiàn)的功能，自如地開始編程了。

3.3現(xiàn)場施工

①新控制柜安裝。本次改造將原來控制柜全部拆掉，安裝上新的控制柜。新盤必須與接地導(dǎo)軌進行焊接處理，保證可靠接地。新盤內(nèi)部控制接線由廠家按照技術(shù)要求進行，外部來線與新盤的連接由我方完成。此次布線進行了合理規(guī)劃，屏蔽電纜和動力電纜走不同的電纜槽盒。

接線工作完成后，根據(jù)新的圖紙，需用萬用表在系統(tǒng)不帶電的情況下進行各接點的傳動試驗，只有當(dāng)控制回路按照圖紙確認接線無誤后，才允許給系統(tǒng)上電調(diào)試。

②油泵電機軟啟動器安裝。調(diào)壓井閘門控制系統(tǒng)控制兩臺15 kW/380 V油泵電機，經(jīng)調(diào)研選用ABB的PST系列軟啟動器，根據(jù)電機額定功率，選用軟啟動器型號為PST30。它具有先進的電機保護功能，可通過三種方式控制軟啟動器:端子輸入控制;鍵盤控制(本地);現(xiàn)場總線控制。

控制器更換完畢后，進行上電手動試驗及控制器整定值調(diào)整，設(shè)置額定電流、電機啟停方式和電機保護定值。

③油管壓力變送器、壓力電接點表安裝。安裝油管壓力變送器5塊，壓力電接點4塊，安裝要求布線合理，儀器便于安裝、拆卸，密封不漏油。壓力變送器輸出為4～20MA模擬量，經(jīng)PLC轉(zhuǎn)化后用于油管壓力狀態(tài)監(jiān)視和報警，壓力電接點輸出值經(jīng)整定用于PLC油泵的起?？刂坪蛪毫缶?/p>

④閘門位置傳感器安裝。4臺快速閘門位置傳感器采用哈爾濱金星電子公司的絕對式閘門位移采集控制器，新控制器采用豎立式安裝，出繩口向下，保證鋼絲繩與閘門垂直同方向呈一直線。

編碼器輸出4～20MA的閘門位移模擬量信號進入PLC模擬量模塊，另外編碼器還具有4對開關(guān)量繼電器接點輸出，經(jīng)參數(shù)整定輸出3對接點，進入PLC開關(guān)量模塊，用于PLC編程，信號分別為閘門全開、全關(guān)和下降。

3.5PLC自動控制實現(xiàn)

①油泵自動輪流啟/?？刂?。油泵自動輪流啟/停控制部分以PLC作為系統(tǒng)控制核心，以1-4F閘門油管壓力電接點表接點輸出為例詳細闡述兩臺壓油泵輪流循環(huán)啟動/停止PLC控制原理。

每臺滲壓油泵都有三種工作方式，即自動方式、切除、手動啟動(本地控制)。

在自動方式下，兩臺壓油泵分為主用泵、備用泵。當(dāng)1-4F閘門壓力電接點表油壓降低(K2)接點輸出，則主用泵啟動補壓;當(dāng)油管壓力電接點表油壓升高(K3)接點輸出時，自動停泵;當(dāng)油管壓力電接點表油壓過低(K1)接點輸出時，則備用泵也啟動，2臺水泵同時工作;當(dāng)油管壓力電接點表油壓過高(K4)接點輸出時，自動停泵。

每臺泵通過ABB軟啟動器運行輸出接點和延時，將當(dāng)前的主用泵變?yōu)閭溆帽?、備用泵則變?yōu)橹饔帽?，?dāng)一臺泵出現(xiàn)故障，另一臺泵自動變?yōu)楫?dāng)前泵。2臺油泵泵輪流循環(huán)啟動/停止，可以提高油泵泵的使用壽命。當(dāng)壓油泵為切除方式時，壓油泵就會退出啟/?？刂?，不參與工作。當(dāng)切除一臺泵時，另一臺泵為單泵運行方式。壓油泵手動啟/停控制，通過ABB軟啟動器面板本地控制方式，操作結(jié)束后，必須從本地控制方式菜單中退出，PLC才能進行遠方控制。

②手/自動提、落門控制。自動提門的流程為:PLC接到相應(yīng)閘門的提門令，關(guān)閉相應(yīng)快速門落門電磁閥，啟動油泵補壓提小門，當(dāng)閘門行程超過2000mm或閘門壓力過高報警，停泵蝸殼沖水，PLC通過MB+網(wǎng)讀取相應(yīng)機組蝸殼壓力，當(dāng)蝸殼壓力超過0.35MPa時，沖水完畢PLC啟動油泵提大門至全開，停止油泵自動提門結(jié)束。

自動落門控制作為發(fā)電機組的三級保護，當(dāng)相應(yīng)機組三級保護動作時，PLC操作相應(yīng)快速門落門電磁閥，快速排壓落門，此時PLC不啟動油泵。手動落門控制具有現(xiàn)地(本盤落門按鈕)和遠方操作方式(中控室落門按鈕)，直接操作相應(yīng)快速門落門電磁閥，快速排壓落門。

4結(jié) 語

調(diào)壓井閘門控制系統(tǒng)經(jīng)過上述改造以后，其工作的可靠性大大提高，經(jīng)實驗調(diào)壓井PLC自動控制回路能夠準確反映快速閘門的各種信息及狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計要求的各種功能。這些設(shè)備工作的可靠性大大提高。為實現(xiàn)無人值班、少人職守創(chuàng)造了條件。

參考文獻:

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