恒康-ZX-110系列整流自动监控系统说明书刘九明.doc

ZX110系列整流自动监控系统使用说明书九江整流器厂二八年四月九江整流器厂设备出厂资料 ZX110系列整流自动监控系统使用说明书目录1概述12系统特点 13使用条件 14主要技术参数 25原理简述26系统功能37系列监控人机界面操作说明47.1操作监控启动主画面57.2主接线图 97.3数据监控画面97.4操作监控画面107.5故障监控画面107.6趋势图 117.7报警记录画面 127.8系统管理画面 137.9用户口令管理 137.10退出系统 138结构特征 149设备安装 1510调试使用 1511维修及注意事项 16附：1 PLC硬件配置表A-12 整流综合自动化系统总体网络结构图B-1- 17 -1概述ZX100系列整流自动监控系统，是我厂针对电化学、电冶金行业整流所供电特点，推出的一种新型的适用于带饱和电抗器稳流的二极管及晶闸管整流系统所构成的整个系列的自动化监控系统。ZX100系列整流自动监控系统，主要由设在中央控制室远控屏或操作台上的系列总PLC监控装置所构成。通过数字通信便可全部机组PLC装置及上位计算机系统相连，在上位机工作站上可以完成全部整流所整流供电设备的远程操作、控制及其故障报警和状态显示，完成各单机组和总系列电流设定和自动调节控制功能。本系统适用于220KV、110KV、35KV电压及以下等级的电化学、电冶金整流所整流供电中的整流系列自动化控制系统。2系统特点ZX100系列整流自动监控系统特点：1系列电流及机组有载档位综合智能控制，最大化的发挥整流设备运行效率。2具有自动均流功能，各机组电流与系统平均电流偏差控制在一定范围以内。3具有掉反馈保护功能，当系列反馈电流消失时自动转到开环运行状态，并保持故障前的输出电流。3系列总PLC与各机组分PLC在功能、结构上相对独立，当总、分PLC，出现故障退出时，可以做到不影响整个系列的正常基本运行。4系统可靠性高，抗干扰能力强。其核心部件选用进口原装，世界知名品牌PLC，所有输入输出及网络通信均经过光电隔离。5维护扩展性能好。本系统选用西门子大中型PLC主模块构成，采用模块化插件构成，当运行监测发现模块出现故障时，只需更换相应模块即可。3使用条件(1) 海拔不超过3000m；(2) 环境温度：-10 +40。(3) 相对湿度：小于85%。(4) 无剧烈未震动和冲击及垂直倾斜小于5%的户内场所。(5) 无导电尘埃、无腐蚀性气体、无爆炸危险环境。(6) 本系统单元应可靠接地，接地电阻小于1。(7) 没有易爆、易燃和没有腐蚀金属、破坏绝缘的、蒸汽的场所。(8) 电网电压变化小于10%。4主要技术参数(1) 工作电源：单相交流220V。(2) 系列直流电流传感器信号输入：(3) 系列直流电压信号输入：(4) 系列自动稳流精度 0.5%5原理简述 1系统结构ZX110系列整流自动监控系统与机组整流自动化监控系统及上位机工作站构成的整流综合自动化系统总体网络结构如图1所示。ZX110系列整流自动监控系统中的总PLC监控装置，及机组整流自动化监控系统中的机组分PLC监控装置，均选用西门子公司PLC构成，其CPU模块上即具有MPI通讯接口，总、分PLC均采用MPI通信方式，与上位机工作站进行通讯。ZX110整流系列自动化控制系统，是以安装于用户总控制屏或总控制台上的ZX100系列总控PLC监控装置为核心而构成的，从所承担完成功能角度上，可将其分为系列电流自动控制系统和系列PLC监控系统。2系列电流自动控制系统当前铝行业电解槽型有越来越大的发展趋势，为了最大程度地发挥整流装置及大型电解槽潜能优势，因此对整个整流系列的供电电流的可靠性及稳定性提出了更高的要求。ZX110系列电流自动化控制系统，由总控PLC相关模块硬件及软件构成。来自系列直流电流传感器的系列直流电流信号，经隔离变换及PLC A/D变换模块，至ZX110系列电流智能控制模块，而来自上位机的系列电流给定数值及系列电流自动控制方式通过数字通信也下传至此系列电流智能控制模块，ZX110系列电流智能控制模块，根据电流自动控制方式要求及当前运行各整流机组有载有载档位、控制电流、机组直流等实时工况，对系列电流进行恒流控制。(1) 电流总分调给定机组分总分调给定，当选择为分调时，该给定不经总直接下传到分，给定值对应机组电流给定值；总调时由总下传到机组，因此当所有机组都在分调时总的退出不影响整个设备的稳流工作状态。总调又分开环和闭环两种工作状态： 系列电流开环控制当开关选择为开环时，在上位机上输入开环总电流给定值（机组电流），总PLC直接输出对应的各机组电流给定值。： 系列电流闭环电流控制当开关选择为闭环控制时，可在上位机输入闭环总电流给定值，总PLC启动系列闭环电流调节控制单元，根据总电流值，实时调节输出对应的各机组A、B柜电流给定值。(2)有载开关升降压综合自动控制当有载开关在自动时，系列PLC根据闭环稳流控制情况自动对机组的有载开关进行升、降压操作，同时配合调节机组饱和电抗器的控制电流，直至系列输出电流进入正常调节范围内。有载开关在手动时由人工执行相应的操作。(3)机组投入退出操作首次送电时，将开闭环开关选择开环，所有机组总分调置分调位置，根据稳流状态在各机组给定单元输入期望的电流值。机组稳流正常后，在总开环给定单元输入与机组给定单元相同的电流值，然后依次将各机组的总分调开关置于总调位置，此时各机组的输出由总控制。开环正常后，将开闭环置于闭环即完成了大闭环投入工作。当需要单独将某一套机组退出时，需先将该机组的电流总分调开关置于分调位置，通过改变该机组的分调电流设定和有载开关的操作将该机组退出。同理当需将某一套机组投入时，需先将该机组的电流总分调开关置于分调位置，通过改变该机组的分调电流设定和有载开关的操作将该机组投入，正常后将该机组的电流总分调开关置于总调位置3系列PLC监控系统(1) 系列PLC监控系统构成ZX100系列整流自动监控系统中的系列总PLC监控装置，是由PLC电源模块、 CPU主单元模块、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块。实现整流系统电流自动控制系统及对整个系列的设备的监控。本装置中PLC为西门子公司PLC构成，其柜内布置图如附表所示。(2) 系列PLC监控系统主要功能A. 完成总直流电流、系列直流电压等模拟量数据检测。B. 综合故障音响报警当全部整流系统出现各类型故障时，则在总PLC上发出整流综合故障音响报警，可进行消音及故障复位。. 与机组PLC通信通过现场总线与各整流机组PLC通信，完成各整流机组的相应全部操作监控功能。. 与上位机通信通过现场总线与上位机进行数据通信，完成全部PLC所监控的整流设备的操作监控功能。6. 系列总触摸屏人机操作界面功能ZX110系列整流自动监控系统中，总触摸屏人机界面主要功能如下：(1) 整流系统主接线图及全部设备运行实时参数显示；(2) 整流流系统各机组设备工作及电流给定调节、有载等设备操作界面；(3) 整流输出直流电流、直流电压趋势图；(4) 整流系统故障报警模拟光字牌显示及当前故障报警表；(5) 历史故障报警顺序记录表；(6) 系统安全密码权限及用户管理设定；(7) 整流系统重要参数在线设定。系列监控人机界面操作说明6.1操作监控启动主画面ZX110系列整流自动监控系统的系列总触摸屏人机界面上电后，即自动进入操作监控启动主画面。如下图1所示。图1 操作监控启动主画面6.1.1操作监控画面监控显示功能在此画面中，可实时监控显示以下内容：(1) 整流系统系列电流；(2) 整流系统系列电压；(3) 整流系统各机组直流电流、控制电流；(4) 整流系统各机组有载档位；(5) 整流系统各机组分调时的给定值；(6) 整流系统各机组电流分配系数；(7) 整流系统有载远/近控，单/联调显示；(8) 整流系统给定远/近调，总/分调显示；(9) 稳流系统控制开/闭环及给定；(10) 有载开关控制手/自动显示；6.1.2操作监控画面操作功能(1) 系列电流给定操作、 ：点击此键，可单步增大或减少稳流系统开环或闭环给定值，单步升降调节幅度可以在系统管理中设定。 ：点击此区域，可直接输入开环或闭环给定值。此操作权限为1级。(2) 有载开关总升降操作、 ：点击此键，可对全部系列各机组的有载开关进行总升、总降联调操作(只对有载开关处于联调的机组起作用)，此操作权限为1级。(3) 各机组输出电流分配操作点击此区域时，可对各机组的电流分配系数（0100%）进行直接的输入，此操作权限为1级。(4) 各单个机组电流及有载开关单独监控操作 ：点击系列操作监控画面中各机组监控区中的此按键时，可切换到各单机组操作监控子窗口，此窗口中所有操作权限为1级，如图2所示图2 机组分调操作窗口在这个子画面中，各功能按钮定义如下： ：当给定处于远调、分调时，可单步对各机组单柜进行升降电流操作。： 当给定处于远调、分调时，可单步对各机组单柜进行升降电流操作。：当给定处于远调、分调时，点击此区域，可直接对各机组单柜进行直接输入给定值。 ：点击此按钮时，可直接执行手动有载升压操作。 ：点击此按钮时，可直接执行手动有载降压操作。 ：点击此按钮时，可直接执行手动有载急停操作。(5) 系统稳流控制方式选择 ：点击此按键时，可切换到稳流控制方式选择子窗口，此操作权限为1级，如下图3所示：图3 稳流控制选择画面在这个子画面中，各功能按钮如下： ：点击此按钮时，则可对各机组进行电流总调/分调选择操作。：点击此按钮时，则可对各机组进行有载联调/单调选择操作。 ：点击此按钮时，可对系列有载控制方式进行手动/自动切换选择。在以上所有操作中，若用户未登录时，则弹出用户登录提示窗口，如下图4所示：图4 用户登录窗口6.1.3监控画面公共功能在所有触摸画面左下角为主菜单按键，点击此按键，即可进入各功能画面。具体如下：进入系统操作监控画面；：进入主接线图监控画面；：进入数据监控画面：进入操作监控画面；：进入故障监控画面；：进入趋势图画面； ：进入报警记录画面；：进入系统管理画面，进入时要求输入相应级别密码，此操作权限为2级；：进入系统简介画面；：退出运行系统，进入触摸屏系统设置画面 ，此操作权限为1级；触摸主画面左上角出现的为故障指示符号，当故障存在时，该指示符号出现，点击该符号时，可进入故障监控画面；在所有监控画面下方有一共同固定状态条。其上设定如下：(1) 日期、时钟显示：在状态条上实时显示当前监控系统的时间。(2) 用户显示：当有用户登录时，在状态条上实时显示当前登录的用户。点击“登录用户”，会弹出用户登录窗口。在弹出的用户登录窗口中，输入相应用户名和相应密码，即可获得相应级别的操作权限，一次有限登录后，在触摸屏上无任何操作10分钟后，则系统会自动退录。具体用户操作权限管理，参见第九节说明。点击当前显示的用户名时，则退出当前登录用户。6.2主接线图在主接线图画面，主要完成对整流供电系统主接线进行监控，其窗口界面如下图5所示：在此画面中，可实时显示以下内容：(1) 高压断路器、有载开关档位、直流刀分合闸及稳流系统工作等状态(2) 整流系统系列电流、累加电流、系列电压(3) 整流系统各机组直流电流、控制电流(4) 整流系统中各机组有载档位图5 主接线图6.3数据监控画面在数据监控画面中，主要显示全部整流系统中所有模拟量监控实时数据。其窗口如图6所示：图6 数据监控画面6.4操作监控画面在操作监控画面中，主要显示各整流机组系统中稳控柜、稳流系统、直流刀闸、纯水冷却器、调变油风冷、整变油风冷等所有设备运行及对设备操作情况。其窗口如图7所示：图7 状态监控画面在此画面中，当点击右上角 时，可切换下一个调变油风冷及整变风冷操作画面。在此画面中，若点击下一排按钮时，可切换到其它相应机组状态监控画面。6.5故障监控画面在故障监控画面中，主要显示全部整流系统中所有故障报警或事故跳闸情况。其窗口如图8所示：图8 故障监控画面此画面可实时显示以下内容：显示当前系统所有故障报警（当有故障时，字牌变红）情况；在此画面中，当点击右上角 时，可切换一下个故障画面。若点击下一排相应按钮时，可切换到其它机组故障监控画面，若相应按钮变成红色时，则表示该机组有故障存在。 ：切换型按钮，可对整流柜故障进行消音与未消音选择； ：当故障消失时，按压此钮，可恢复系统正常；6.6趋势图趋势图画面中，可显示当前系列电流，系列电压曲线，其窗口分别如图9所示： 图9 趋势图画面在趋势图画面中，各功能按钮如下： ：曲线前移按钮； ：曲线后移按钮； ：曲线上移按钮； ：曲线下移按钮；：顶端按钮； ：底端按钮； ：下一个曲线按钮；：曲线暂停；：返回到上一级画面；6.7报警记录画面在报警记录画面中，可显示历史报警消息记录表。它能够及时完整自动记录整流系统中所发生的各类故障、报警信息及重要设备操作时序。其窗口如图10所示：图10 历史事件记录画面 ：确认当前所选故障报警事件； ：确认所有故障报警事件； ：清除所有的历史报警记录。 ：上移按钮； ：下移按钮； ：返回到上一级画面；6.8系统管理画面在系统管理画面中，主要对整流系统机组直流电流量程、最大电流值、直流电流上下限、控制电流上下限、开闭环给定步长等一些重要参数进行设定，此操作权限为2级，其窗口如图11所示：图11 系统管理画面 6.9用户口令管理 本设备设计有三级安全操作权限管理，具体如下：0级：普通人员，可察看全部常规画面。系统缺省为DEFAULT.1级：一般操作用户，可完成基本电流升降及有载升降操作。用户名：111，口令：111。2级：用户管理者,可实现对系统正常运行时的系统参数的相关设置。用户名：100,口令：100。6.10退出系统退出系统画面主要是对POD系统内部初始参数进行设定。包括POD系统时间设定上、打印机设定、下载程序、调整触摸屏的对比度、触摸的校准、清洁屏幕等。详细操作参见AB公司相应产品硬件使用手册。7. 结构特征7.1. 外形结构ZX-110整流装置系列总调屏外形结构如附3所示。7.2. 面板说明ZX-110整流装置系列总调屏面板说明如下：(1) 指示仪表：系列直流电压 指示整流系列输出直流电压。系列直流电流 指示整流系列输出直流电流。系列总加电流 指示整流系列各机组传感器输出直流电流总加。(2) 指示灯： 电源指示 总调屏外接工作电源送电指示。总PLC工作 系列总控PLC上电工作指示。故障报警 整流系统综合故障报警指示。(3) 操作按钮： 系列紧急跳闸当系列出现紧急故障时，可按此按钮对系列进行紧急跳闸操作。 开环/闭环选择当系列电流控制选择开关，选择为“开环”时，则系列直流电流控制方式为手动开环方式，则可在上位机或系列总触摸屏上输入手动机组电流给定值，总PLC直接输出对应的各机组A、B柜电流给定值。选择为“闭环”时，则系列直流电流控制方式为自动闭环方式，则可在上位机或系列总触摸屏上输入自动总电流给定值，总PLC根据该值自动调节系列直流输出电流，直到达到设定值。 有载总调升压直接对有载开关控制选择为“联调”的各机组有载开关，进行系列总调升压及总降压联动操作。 有载总调降压。直接对有载开关控制选择为“联调”的各机组有载开关，进行系列总调降压联动操作。 故障复位按纽。按此按钮，可进行消音及整流系统故障复位操作。(4) 系列总触摸屏人机界面：系列总触摸屏人机界面，其上可完成全部系列及各整流机组运行状态监测、数据采集显示、故障报警显示、操作控制、电流给定调节、参数设置等功能。其具体使用详见后文说明。8. 设备安装本监控屏到达用户单位后，须详细核查屏内部及面板上各部件安装是否完好，部件间的接线是否正确，紧固件是否松动，电气部件是否完好、无脱落等。如发现有因运输或其它原因造成的电气元件损伤、失效现象，请立即与本厂联系。具体设备安装要求如下：(1) 本监控屏为户内式，将其就位安装于一牢固水平基座上。(2) 监控屏可靠接地。(3) 按照监控屏外引端子图，连接好电源进线，以及模拟屏、传感器等全部连接电缆。(4) 根据用户现场需求，放置好各PLC与总PLC及上位机间通信电缆。9. 调试使用9.1出厂调试本产品在出厂前须经过全面仔细调整和试验，在厂内的出厂调试试验步骤如下所述。(1) 设备调试人员必须仔细阅读本产品说明书，了解本设备工作原理，熟悉使用、调试、维修方法及使用注意事项。(2) 通电前接线检查设备在第一次通电前需对照电原理图及外引端子接线图，进行仔细检查以下各项： 总PLC模块工作电源，是否为额定要求，且接线无误。 总PLC输入、输出模块控制回路工作电源，是否为额定要求，且接线无误。 总PLC各模块设备上开关设置等是否在正确位置。 组件外引端子与电源及各外部设备间连线是否正确无误。 总POD通信连接及其电源是否正确。 与各机组PLC通信连接是否正确。(3) 总PLC、及总POD通电检查在接线检查无误后，分步接通总PLC、总POD等部分电源，观察各模块是否正常工作。(4) 程序下载在初次通电时，将总PLC程序下载到总PLC的CPU模块中去。程序下载成功后即可对总PLC的各个功能进行测试。(5) 总PLC输入功能检查根据设计要求，在外引端子上加上相应的开关信号，检测触摸屏上显示及相应功能操作是