葛洲坝 SJ-600型 LCU装置工作原理

1、SJ-600型型 LCU装置工作原理装置工作原理加快知识更新保持职业青春培训讲课加快知识更新保持职业青春培训讲课 LCU LCU装置基本知识装置基本知识 水电厂计算机监控系统通常分为两大部分，一是用于全厂范围设备控制的部分，称为厂级监控系统，另一部分是水轮发电机层的控制部分，称为现地控制系统，前者常称为上位机系统，后者常称为下位机系统。下位机控制系统的主要组成部分就是现地控制单元LCU（Local Control Unit)。 LCU主要是就地对机组运行实现实时监视和控制，一般布置在发电机附近，是监控系统较低层的控制部分。原始数据在此进行采集，各种控制调节命令都最后在此发出。 LCU的设备一般

2、根据监控对象及其地理位置而划分为机组LCU、公用LCU、开关站LCU和闸门LCU等，以实现对各个对象的监视和控制。 各台LCU之间是相互独立的，某个LCU发生故障时不会影响到其它LCU的正常运行，并且与厂级计算机系统也是相对对立的，厂级计算机系统故障时，各LCU还能独立工作维持监控对象的安全运行。一一. SJ-600 LCU. SJ-600 LCU介绍介绍 SJ-600 LCU由A1-A3柜3块盘柜和辅助设备PLC盘柜构成。 SJ-600 LCU主要由以下部分组成：a) 南瑞MB1000系列模件：CCU（2块），1020（5块），1031（4块），1040（4块），1070（2块） b) 开出

3、继电器 c) 测速装置 d) 测温装置 e) 同期装置 f) SJ30通讯装置 g) 对时装置 f. 触摸屏g. 供电系统 1 1. .南瑞南瑞MB1000MB1000系列模件系列模件 CPU模件 ：CPU模件是整个LCU装置的心脏部分。每套LCU装置有两块CPU模件，互为热备冗余。装置正常运行时，两块CPU模件板的工作方式为一主一从运行，主机完成所有的测点采集、控制输出、流程启动开出、并始终与主站、调速器、百超表、水系统PLC、触摸屏保持通讯，实时接收主机的各种命令。CPU模件指示灯及格部件定义如下：（1）RUN、SYNC、ONLINE 、M/S 、FAULT为运行状态指示灯。其中： RUN

4、：CCU模件运行指示灯，绿灯，当CCU处于正常运行态时每秒亮一下，此时WATCHDOG功能投入；当CCU处于调试态时，每秒亮三下，WATCHDOG功能退出。SYNC：CAN网同步指示灯，正常工作时30秒钟灯灭，30秒钟绿灯闪烁。ONLINE：CCU模件在线运行灯，正常工作时绿灯亮。M/S ：主CCU标识灯，当本CCU为主机时灯亮，为从机时灯灭。FAULT：CCU模件错误灯，当CCU处于错误状态时，红灯亮。（2）COM2、COM3、COM4、COM5、COM6、COM7、COM8、COM9、COM10为串口通信指示灯，其中，COM1为RJ45出口，即上图中所示的DEBUG口，作串口调试使用。CO

5、M8在SJ600型LCU双机冗余配置中已被系统作双机切换使用，不得再做其他用途。剩余8个串口在本LCU中分别用做：COM2：触摸屏操作显示面板。COM3：备用。COM4：SJ40测温装置1。COM5：百超表。COM6：备用。COM7：水系统PLC。COM9：暂不能使用。COM10：暂不能使用。（3）DI1DI6是CCU的开入指示灯，DO1DO4是CCU开出指示灯。ETH1，ETH2，DEBUG分别是主控模件的以太网1、以太网2和调试端口的RJ45双绞线出口。（4）SW1是CCU功能选择开关，LCU正常运行时所有开关均应在OFF位置。当第四位开关拨至”ON”位置时，该侧CCU进入调试态。当第三位

6、开关拨至”ON”位置时，该侧CCU使用”default.Abs”缺省运行程序，此时，CCU只支持网络工具，可以通过FTP工具传输文件系统。当第一位开关拨至”ON”位置时，该侧CCU使用缺省IP地址”38”运行。（5）P是主控模件背板出线插头，信号包括以太网，CAN网和开入开出等。J1是主控模件的串口出线插头，支持COM2-COM10共9个串口给用户。 1020模件：1020模件即开关量模件，每套LCU装置有5块1020模件。输入信号类型：24VDC，双向。分辨率：1ms 其中第一块1020模件采集的数据为中断量（SOE量），主要采集的是机组重要设备的状态信息及重要的告警信

7、息。其它4块1020模件采集的数据开关量DI，主要指机组各设备的状态信息、告警信号及辅助设备的启停信息。每块1020模件可以采集32个点信号。当点对应的灯点亮时表明当前测点值为1，当点对应的灯点灭时表明当前测点值为0。一般定义为1为动作信号，0为复归信号。 1031模件 ：1031模件即开出模件板，每套LCU装置有4块1031模件。输出信号类型：24VDC，共阴，0.2A；通道数：32路开出模件顾名思义即为接受开出控制命令的模块。我们一般称之为DO模块。每块1031模块有32个点。当点对应的灯点亮时表明当前测点值为1，当点对应的灯点灭时表明当前测点值为0。一般定义为1为控制开出，0为不开出。

8、1040模件：1020模件即模拟量模件，每套LCU装置有4块1040模件。输入信号类型：05V； 15V； -55V； 010V； 01mA； 05mA； 010mA； 020mA； 420mA采样周期：1秒精度：0.1%A/D分辨率：16位模拟量模件主要用来接受各传感器采集的设备模拟量信号，它既可以接受电流信号也可以接受电压信号，通过接受传感器送来的电流或电压值将其转换为工程值。一般电流型1040模块接受的电流信号为420mA,电压型1040模块接受的电压信号为15V。每块1040模件可以采集16个模拟量信号。模拟量模件板无指示灯信号。我们可以通过传感器的量程范围及采集的电流或电压信号来计算

9、出当前的模拟量工程值。1070模件：1070模件即温度量模件，每套LCU装置有2块1070模件。输入信号类型：Pt46； Pt100；Cu50； Cu53； Cu100；输入防止：恒流源桥路，三线制，如果现场只提供两线制，将2与3短接；精度：0.2%采样周期：24秒A/D分辨率：16位温度量模件主要用来采集机组的单号测温点温度。通过测量的电阻值将其转换为温度值。温度值=（电阻值-基准电阻-线阻）/线性比。我厂现在一般常用的电阻类型有三种：PT100，Cu53， Cu50；它们的线性比分别为：0.385,0.225,0.214。每块1070模件可以采集16个温度量信号。温度量模件板无指示灯信号。

10、我们可以通过上面的温度计算公式来计算当前测点的温度值。我厂现采集的温度测点主要有：空冷器定子冷热风温度，推力瓦温，上导瓦温，水导瓦温以及定子温度。CCUCCUI/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件CAN网以太网机柜内1MbpsI/O模件模件网络结构图：模件网络结构图：2.开出继电器开出继电器主要分布在A1柜和A2柜，一共有120个开出继电器。型号为DZ-11及DZ-12两种，前者为常开继电器，后者为常闭继电器。每个继电器有一对线圈和3组接点。当继电器线圈励磁时，其接点就动作

11、，使得相应的二次控制回路能够导通，从而起到控制设备的作用。整个控制过程可以描述为：画面对像上位机流程控制代码LCU流程继电器设备3.3.测速装置测速装置 CM-200测速装置输入采用PIFI模式：机械脉冲电气残压测速方式。 CM-200测速装置输出信号包括： “测速装置报警输出”及转速开关量信号、机组蠕动信号、模拟量输出（420mA，CM1送2JP及机柜转速表，CM2送LCU模拟量采集）。两套装置的机组飞逸转速152%信号均接入LCU的开关量K30、K31液压系统过速动作中；两套装置的蠕动报警均接入LCU开关量X21，两套测速装置的故障报警均接入LCU开关量X20。对于CM2（LCU测速装置）

12、，上述齿盘和PT信号通过LCU送上位机进行历史记录，并在现地LCU触摸屏实现相应的点定义和状变记录功能；对于CM1（常规测速装置），上述齿盘和PT信号送到相应的常规回路中。见下图图1： 主要功能：输出：提供8个开关量信号输出，其输出动作值与返回死区值以及动作方向(大于、小于)均可根据需要任意设置，动作准确、可靠、稳定。模拟量输出：提供420mA的模拟量信号输出，供监控系统使用或直接接入其它仪表，亦可接入光线录波仪以记录机组过速过程。方向判别与蠕动检测：能正确区别机组旋转方向，满足机组不同运行工况下的测速要求；能自动检测机组蠕动，当发生蠕动时及时动作输出。自动识别通信信道：提供隔离的RS232C

13、/RS485接口，并能自动识别通信信道，以其中一种接口方式实现与其它计算机通讯。通过该接口可实现参数读入、实测显示及录波分析等功能。记忆和录波功能：具有过速最大值记忆和录波功能，当转速大于105%时自动启动记忆和录波功能，记录转速曾经到达的最大值，并保持最后一次过速的最大值发生时刻的前后10分钟数据。通过通讯接口和计算机通讯，可对过速过程进行分析，便于现场事故过速和调速器过速试验结果分析。完善的自诊断和自恢复功能：装置能自动识别信号断线，并锁定断线前的输出状态，并及时报警，面板仍显示装置所能测到的转速值。当装置软件异常时，CM-200自动使程序恢复正常运行。两种报警模式：装置虽只有1路报警出口

14、（继电器常开接点），但分为两种出口方式：长报警：接点恒通。表示装置有信号断线等异常情况，但仍然能正确输出；短报警：接点间隙导通(2秒通，2秒断）。表示装置所有信号全部断线或有其它一些异常情况，详见第6节说明。在短报警出现时，装置锁定报警前的输出状态，测值显示仍然随信号而变化。CM-200测速装置键盘及指示灯显示： 在CM-200的前面板布置有17个指示灯、4位数码管（LED）以及7个按键。键盘： CM-200键盘由复位 、撤销、确认、设置7个按键组成。指示灯：电气、机械灯： 常亮或闪烁表明有对应的电气、机械信号输入，灭表示无信号输入。发送、接收灯： 闪烁时表明正在发送、接收数据。运行灯： 半秒

15、灭，半秒亮。告警灯： 亮即表明有报警信息产生。n1n8灯： 分别代表8个转速输出状态，亮表示对应继电器已动作。RPM灯： 表示测值的单位为RPM（转/分）。%ne灯： 表示测值的单位为转速百分比。Hz灯： 表示测值为实测频率。测速装置节点设置及定义节点号节点号LCU测速装置测速装置常规测速装置常规测速装置n100n25%5%n312%95%95%n5105%105%n6115%115%n7152%152%n8140%140%4.测温装置SJ-600型LCU有两套SJ-40C测温装置。其中SJ-40C（1）为三部轴承测温装置，测温对象为定子冷热风测温双号点、推力测温双号点、上导测温双号点以及水导

16、测温双号点； SJ-40C（2）为定子测温装置，测温对象为所有定子测温电阻。每套测温装置最多支持48个测温数据的采集，在装置内可以对测温电阻的类型进行定义以及进零漂设置。在软件上对测温装置内的测温点进行组态设置，即可达到相应的报警输出及温度保护动作出口。测温装置在正常运行时电源指示灯常亮，运行指示灯常亮，收发灯交替闪烁，报警灯灭。当报警灯1点亮时，表示有温度越限报警；当报警灯2点亮时，表示温度保护出口动作。装置采用16位高档单片机，24位-型A/D，2路精密恒流源，能适应不同线制的多种热电阻。能有效一直工频干扰。输入容量48点，可扩至96点。保护输出2路，没路可独立组态定义。隔离的RS485或

17、RS232C通讯接口，支持MODBUS通信协议。免调校功能。自动调校零点及增益，保证精度。在线自诊断、自恢复。AC220V或DC220V直接供电。直观方便的液晶显示/操作面板。采集精度：0.5%采集速度：16点/秒保护出口：2路出口容量：AC110V/0.5A，DC30V/1A。工频抑制：在满足精度的要求下，可抑制工频干扰信号VP-P200mV .工作电源：AC85V-265V或DC120V-360V。功 率：15W。装置技术特点：SJ-40C的每路温度输入可以互相独立的支持下表中的电阻1Cu502CU53(G)3Cu1004Pt46(B1)5Pt46(BA1)6Pr507Pt100(B2)8

18、Pt100(BA2)9Pt300(BA3)面板显示与键盘操作DisplayDisplayClear DO memoryClear DO memorySetSetAdjust zeroAdjust zeroDisplay 在根菜单中选中“Display”项后，按下确认键，装置进入Display子菜单。DisplayDisplay XH DD DY ZT XH DD DY ZT other otherXH 巡回显示命令DD 定点显示命令DY 显示温度测点定义命令ZT 保护组态显示命令Other 装置的其他内容显示命令选中XH项后，按下确认键后，装置以每3秒钟换一屏的速度一次显示装置的所有温度的测值

19、、越限情况等。选中DD项，按下确认键后，装置将进入定点显示状态，其显示值没3秒刷新一次。定点位置为前次最后巡回显示或定点显示的位置。如果要改变定点位置，可以通过上下箭头键实现。选中DY菜单，按下确认键后，会显示：Display DY :Display DY : TI=1 TI=1通过箭头可以改变欲显示定义的温度点号。 选中某个点号后，按下确认键后，屏幕上将显示该温度测点的所有参数，这些参数将分两屏显示，用上下箭头键翻页。装置原理及其相关的使用方法（1）温度测量与处理装置的温度采集速度为16点/秒。装置一次采集32点，耗时2秒钟。第1秒采集与保护相关的温度点，第2秒钟按照常规一次采集其他的温度点

20、。SJ-40C 支持热电阻的2线制或3线制输入，对于4线制可以去掉一根线，作为3线制使用。采用3线制输入时，可以有效的自动补偿因线路阻抗带来的温度测量误差。 SJ-40C装置采用双路精密恒流源流入热电阻的方法，使得测量原理简单，精度高。装置的A/D转换的采用先进的-原理，字长24位，内含DSP，可程序设定A/D转换速度及工频抑制能力 （2）SJ-40C装置测值异常处理 SJ-40C能自动之别下列异常情况： a 输入断线/短路 b 输入接线接触不良 c 装置内部采集故障 从测量原理上讲，第1种情况的表征反映为测值非法，第2种情况反映为忽而测值正常，忽而又不太正常。第3种情况一般表现为同时的、成片

21、的采集异常。 SJ-40C针对上述表征，有不同的异常处理方法，但归纳起来有下述几种： a 有断线/短路而后恢复正常时，以及当出现温度值比原来值相差大于5时，显示值虽有，但不参与保护； b 无论原来的温度测值是否正常，只要有连续5点温度测值发生同样规律的变化且变化量大于5 ，则认为装置内部采集故障，此时装置会自动复位。5.同期装置 为使系统与系统或系统与发电机间按准同步要求自动进行并列必须满足以下三个条件：1 发电机电压与系统电压彼此的幅值差应小于允许值；2 发电机电压与系统电压彼此的滑差频率小于允许值；3 在并列开关主触头合闸完成的瞬间，发电机电压与系统电压的相位差应 小于允许值。 同期装置为实现以上三条件，设有调频部份，能够实现发电机的频率对系统频率的自动跟踪。设有调压部份，能够实现发电机电压在达到70%系统电压以上时进行自动调压。设有恒定导前时间的控制部份。导前时间的整定值可以根据并列开关合闸时间的不同来选择。当导前时间的整定值与开关合闸时间（应包括所有辅助元件的动作时间在内）相等时