许继直流输电阀冷电气原理设计.ppt

阀冷电气原理设计,许继集团有限公司 2011年11月,目录,1、整体设计理念,2、控制系统回路,3、直流电源回路,4、变逆器、传感器回路,5、开入信号采样回路,6、开出控制回路,7、模拟量输出控制回路,8、主泵回路,9、系统电源柜回路,10、冷却塔风机电源和控制回路,11、喷淋泵回路,1、整体设计理念,阀冷系统控制单元处理器是整个水冷系统控制与保护的核心元件，水冷系统选用西门子s7-400系列plc。 cpu及i/o模板、通讯模板均采用冗余配置（分为a、b系统），a、b系统的cpu及其i/o模块完全独立，所有模块均可以在线进行更换和维护。 控制系统通讯网络冗余设计:cpu到i/o模块网络为交叉冗余的profibus dp网络，hmi和双cpu通讯网络冗余设计，冷却系统到极控后台提供交叉冗余的光纤网络接口。 控制系统可以预留模块扩展空槽，根据实际需要,很方便插入扩展模块。,水冷系统控制单元配置及通讯原理配置示意图,2、控制系统回路,设备控制系统以西门子公司s7-400h为主控制器，控制交流电源柜2路交流进线电源的切换、主循环泵、补水泵、原水泵、电加热器、冷却塔风机、喷淋泵、旁路循环泵、加药泵、电磁阀等设备的启动运行/停机，同时采集系统开关量信号、模拟量信号。通过通讯接口和硬接点输入信号，接收上位机发出的各种控制命令，并通过通讯接口向上位机发送水冷信息，也通过硬接点信号和模拟量信号向极控接口屏发送运行信息。同时通过光纤和外冷系统cpu连接，采集数据信息和完成相应的控制功能。 a、b系统的cpu、接口模块、i/o模块、光电通讯模块均用各自的24v电源供电，单独的a或b系统异常或进行维护时，另外一个系统单元均可以正常控制阀冷系统稳定可靠运行。,2、控制系统回路,阀冷控制系统配置和接线原理图,2、控制系统回路,极控接口屏（ccp）到水冷控制单元的开关量信号（di、do）以及通信电缆均采用冗余交叉方式连接。,3、直流电源回路,控制单元a、b系统的cpu模块、交流电源柜的2路交流进线接触器及其它交流负荷的电源控制接触器均采用dc110v或dc220v直流操作电源供电。 控制单元接口模块、i/o模块、光电通讯模块、变送器、传感器、开入、开出信号继电器的电源均用dc24v供电。 控制单元a、b系统均由各自独立的dc110v和dc24v供电。 其中dc110v分为a、b两段直流电源，由来自直流电源柜的4路直流电源经过两路切换得到稳定可靠的dc110v电源。 dc24v分为a、b、c(公用)3路直流电源，分别由6个电源模块1+1冗余输出得到稳定可靠的dc24v电源。,3、直流电源回路,4、变逆器、传感器回路,阀冷系统的模拟量信号元器件：变送器、传感器元件均按照a、b系统冗余配置，在同一数据点采集的变送器、传感器至少采用2个配置，重要的信号如进阀温度和进阀压力传感器均采用3个配置（3取2原则）。 变送器、传感器分为a、b系统分别送至a、b系统的ai模块，供电电源也由a、b系统的dc24v独立供电，其中进阀温度和进阀压力传感器每一种个3个，分别由a、b、c（公用）系统的dc24v供电。,5、开入信号采样回路,阀冷系统重要的开入信号：交流电源柜2路交流回路di信号、#1和#2主泵回路di信号、来自极控接口屏（ccp）的di信号，均采用2副独立接点形式连接至a和b系统的di模块。,双接点开入信号接线原理示意图,5、开入信号采样回路,其它只有一副接点的元件开入信号同时接至a、b系统的开入模块，如加药泵运行、电动开关阀开到位、直流电源进线开关断开等信号接点。其供电电源由c段dc24v（公用24v）供电。,单接点开入信号接线原理示意图,6、开出控制回路,内冷的全部开出信号和外冷的重要信号（到极控接口屏接点信号、交流电源进线控制、风机变频器控制、喷淋泵控制、工业水泵控制、吸盐泵控制等控制信号），采用a、b系统各自的开出模块控制各自的中间继电器，再由a、b系统各自的中继接点作为阀冷系统系统的开出信号参与控制系统设备的运行和停机或上送至阀冷接口屏。,开出信号回路接线原理示意图1,6、开出控制回路,外冷其它非重要信号（如加药泵、电动开关阀、风机电加热器等设备）的运行控制采用a、b系统通过冗余隔直二极管驱动单个中间继电器来，再由中间继电器的接点作为阀冷系统系统的开出信号参与控制系统设备的运行和停机。,开出信号回路接线原理示意图2,7、模拟量输出控制回路,模拟量信号分为两种：内冷和外冷系统模拟量输出量 1)内冷模出为到极控接口屏（ccp）的模拟量采用4-20ma量，具有较强的抗干扰能力，保证远距离传输信号的真实性，模拟量输出模块的工作电源分别来自a、b段的dc24v电源。 控制单元到极控接口屏（ccp）的模拟量采用冗余交叉连接，确保阀冷控制单元a、b系统中单个系统异常或者ccp的a、b系统中单个系统异常时，确保极控接口装置可以接收到有阀冷系统上送的模拟量值。,模拟量输出信号回路接线原理示意图1,7、模拟量输出控制回路,2)外冷系统模拟量输出用来控制冷却塔风机的运转速度，由a、b模出模块同时输出一个0-10v电压信号，该电压信号再经过一个电压电流变送器转换为一个4-20ma电流信号,连接至风机的变频器频率给定端子,控制变频器输出系统要求的频率交流电源,到达调节风机电机转速 根据阀冷系统分段原则。其中m01、m03、m05风机变频器的转换模块的电源取自a系统dc24v电源，m02、m04、m06风机变频器的转换模块的电源取自b系统dc24v电源。,模拟量输出信号回路接线原理示意图2,8、主泵回路,1)主循环泵的交流动力电源来自极控400v（3p/4w）低压柜，每台主泵单独一路电源，互相独立，主泵的交流电源经保护断路器接至软起动器，经软起动器在连接至主泵电机，最为主泵运行电源。 2)在软起动器和主泵电机之间配置一个安全开关，以便对主泵电机可以方便地维护和检修。 3)主泵软起动器的控制电源同样取自主泵的动力电源，经保护断路器连接至软起动器的辅助电源端子。 4)增加对主泵电机温度保护功能，在主泵电机内预埋一个ptc电阻，电阻接线连接至主泵动力柜内的温度检测模块，当主泵温度过高时，可由plc根据系统状况决定是否进行保护和进行主泵切换运行。 5)主泵软起动器的开出信号只有一副接点，因主泵回路信号的重要性，软起动器的信号（3路）经过中间继电器扩展为2副独立接点连接至a、b系统开入模块，作为对主泵回路信号的监控和保护。中间继电器的电源同样经过保护断路器取自主泵动力电源回路。 6)具有软起动器自动和手动复位柜内，自动复位柜内可以在后台计算机和阀冷plc触摸屏上操作，手动复位可在软起动器上操作。,8、主泵回路,主泵软起动器回路接线原理图,9、交流电源柜回路,采用2路交流进线互投模式，每一路交流进线经过以下方式供电： 保护断路器接触器隔离开关交流母线交流负荷 2路交流接触器之间有电气闭锁功能，防止出现2路交流进线同时接通母线现象。 2路交流接触器的操作电压采用稳定可靠的直流电源控制，直流电源为来自a、b系统独立的2路直流电源，最大程度保证了供电可靠性，同时也延长接触器的使用寿命。 外冷系统交流电源柜的2路进线电源切换增加了手动投切功能，可以在控制单元异常时或手动操作，保证交流进线电源可靠向负荷供电。,9、交流电源柜回路,交流电源柜2路进线控制回路接线原理示意图,9、交流电源柜回路,5.2路交流电源回路开关量信号接点采用2副独立接点形式，连接至阀冷控制单元的a、b系统开入模块。,6.内冷p03原水泵、p04和p05补水泵回路设置手动起动功能，就地可以直接控制起动设备运行或停机。,两路交流进线2副接点信号接线原理图,10、冷却塔风机电源和控制回路,1）电源回路 阀冷外冷系统共有3台冷却塔，每个冷却塔设置2台冷却风机，每个冷却塔的2台风机的交流电源分别由外冷交流电源柜的2段独立的交流母线供电。 风机供电回路：交流母线保护断路器变频器接触器安全开关风机电机。,10、冷却塔风机电源和控制回路,2）控制回路 plc系统的开出模块控制风机变频器的启停，plc系统的模出模块控制风机变频器交流输出频率（电机转速），变频器同时把频率参数以4-20ma模拟量上送至plc系统。 在风机变频器回路增设手动投切功能，每台风机主回路增加2个接触器和一个旋转开关，当变频器不能控制或故障时，可由人工操作旋转开关，手动启动风机电机，此时风机工作在工频50hz运行状态，保障整个外冷系统稳定可靠运行。,风机变频器接线原理图,10、冷却塔风机电源和控制回路,3）信号回路 风机变频器回路开关量信号接点采用2副独立接点形式，连接至阀冷控制单元的a、b系统开入模块。,11、喷淋泵回路,1)电源回路 每个冷却塔对应配置2台喷淋泵，共6台喷淋泵，和冷却塔对应的2台喷淋泵的交流电源分别由外冷交流电源柜的2段独立的交流母线供电。 喷淋泵供电回路：交流母线保护断路器接触器安全开关喷淋泵电机。,11、喷淋泵回路,2）控制回路 plc系统的开出模块控制喷淋泵电机的运行和停机。 每个冷却塔对应的2台喷淋泵只允许一台