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李 潔
1 引言
八盤(pán)峽水電廠是黃河蘭州段劉、鹽、八梯級(jí)水電廠的最后一級(jí)，是徑流河床式調(diào)峰電站。全廠共6臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量36MW，是一個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行了30年的老廠。
該廠低壓風(fēng)系統(tǒng)的兩臺(tái)2V-6/8型低壓機(jī)，是全廠輔助系統(tǒng)中的主要設(shè)備，由其提供的0.8MPa風(fēng)壓，主要供給發(fā)電機(jī)制動(dòng)風(fēng)閘、頂蓋圍帶密封等處。由于該風(fēng)壓是全廠發(fā)電機(jī)組開(kāi)機(jī)條件之一，因此是不允許間斷的。
原控制回路主要由老式繼電器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，老化嚴(yán)重，給運(yùn)行及檢修人員帶來(lái)極大不便。氣壓信號(hào)由電接點(diǎn)壓力表采集，由三相交流接觸器啟停電機(jī)，故障報(bào)警及電機(jī)（40kW）保護(hù)裝置十分簡(jiǎn)單，控制回路故障頻繁發(fā)生，難以保證全廠低壓技術(shù)用風(fēng)的正常供給。
2 改造方案
經(jīng)過(guò)具體研究和分析后，決定采用性價(jià)比高的PLC集中控制模式，更換原有的控制盤(pán)，將交流接觸器更換為無(wú)觸點(diǎn)的固態(tài)開(kāi)關(guān)，用壓力變送器取代電接點(diǎn)壓力表。預(yù)備用PLC RS-485串行通訊接口，通過(guò)雙絞線與發(fā)電機(jī)組監(jiān)控上位機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控（見(jiàn)圖1）。為了便于運(yùn)行人員掌握，系統(tǒng)操作方式完全移植原有的運(yùn)行操作方式。方案確立后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要選定了所需設(shè)備型號(hào)。
圖1 低壓空壓機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
(1) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
(2) 控制系統(tǒng)組成及主要設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
采用標(biāo)準(zhǔn)控制盤(pán)柜，選用日本三菱公司PLC及串行通訊設(shè)備，恩威電子公司的兩臺(tái)固態(tài)開(kāi)關(guān)，北京三吉利佳兆公司的氣壓變送器。他們的特性參數(shù)參見(jiàn)表1、2、3。
表1 PLC性能參數(shù)
表2 固態(tài)開(kāi)關(guān)(SWK)性能參數(shù)
表3 壓力變送器性能參數(shù)
(3) 流程的設(shè)計(jì)
控制流程（見(jiàn)圖2）切合實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)多方面的調(diào)試,完全滿足現(xiàn)場(chǎng)各方面的需要，程序設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)參見(jiàn)表3。
圖2 流程框圖
表3 程序設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)
(4) 控制系統(tǒng)運(yùn)行方式
① 切換運(yùn)行方式
兩臺(tái)低壓機(jī)分別由兩個(gè)操作把手控制，可任意切換四種運(yùn)行方式―自動(dòng)、備用、手動(dòng)與切除。
② 電源運(yùn)行方式
控制系統(tǒng)分別由廠用一段、廠用二段電源供電，互為備用。控制系統(tǒng)盤(pán)柜上的電源切換把手，任意切換三種供電方式―廠用一段電源投入、廠用二段電源投入、電源切除。
③ PLC運(yùn)行方式
PLC有兩種工作方式―運(yùn)行及調(diào)試，由一控制按鍵切換。運(yùn)行態(tài)時(shí)PLC正常開(kāi)入、運(yùn)算與控制開(kāi)出。調(diào)試態(tài)時(shí)PLC正常開(kāi)入，但禁止所有開(kāi)出控制。
3 實(shí)現(xiàn)功能
(1) 對(duì)兩臺(tái)低壓機(jī)實(shí)現(xiàn)可靠的自動(dòng)控制。
(2) 對(duì)兩臺(tái)低壓機(jī)及控制系統(tǒng)本身實(shí)現(xiàn)全面可靠的自動(dòng)保護(hù)。
① 對(duì)低壓機(jī)的保護(hù)：低壓機(jī)兩級(jí)氣缸溫度過(guò)高的保護(hù)，低壓機(jī)兩級(jí)氣缸壓力過(guò)高的保護(hù)。
② 對(duì)40kW電動(dòng)機(jī)的保護(hù)：過(guò)流、過(guò)載、欠壓、缺相、三相不平衡。
③ 對(duì)PLC的保護(hù)
PLC的工作電源用隔離變壓器隔離，減少尖峰波形電壓對(duì)PLC的沖擊。
(3) 完善的報(bào)警系統(tǒng)及顯示光字。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警系統(tǒng)共有10個(gè)顯示光字，遠(yuǎn)方中控室有2個(gè)顯示光字，組合起來(lái)共反映24種不同故障。
(4) 壓力變送器可對(duì)氣壓信號(hào)進(jìn)行模擬量的采集,便于監(jiān)視。
(5) 隨時(shí)根據(jù)需要與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控。
4 結(jié)語(yǔ)
低壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的PLC控制，設(shè)計(jì)合理，使整個(gè)系統(tǒng)性能優(yōu)于原控制系統(tǒng)，這一點(diǎn)在實(shí)際運(yùn)行中得到了充分的證實(shí)與考驗(yàn)。自1999年6月投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行狀況良好，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為安全生產(chǎn)發(fā)揮了實(shí)際作用，對(duì)其它設(shè)備的獨(dú)立改造具有一定的參考價(jià)值。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)