西门子PLC在水电厂自动化系统LCU中的应用

1、西门子PLC在在水电厂自动动化系统LCCU中的应用用产品部门：ASS所所属行业：城城市工业水处处理工程来源源：郝朝阳 祝孝玲 山山东泰开自动动化有限公司司 泰安市 摘 要 水电电厂（泵站）计计算机辅机控控制系统是水水电站（泵站站）计算机自自动化系统的的一部分，它它的控制对象象为水电厂（泵泵站）的公用用设备（油、气气、水）。这这些设备所处处的环境都比比较恶劣:空空气的湿度较较大,灰尘比比较多,这就就对控制系统统的可靠性提提出了更高的的要求。传统统的辅机控制制系统采用继继电器、接触触器回路，这这种回路有许许多缺点，如如：接线复杂杂，改造困难难，维护工作作量大，继电电器、接触器器接点容易烧烧坏，寿命

2、低低，继电器灵灵敏度低，可可靠性差,不不能满足远动动和通信的要要求。本计算算机辅机控制制系统采用可可靠性非常高高的可编程控控制器（PLLC）为核心心组件，配以以一系列专用用模块，并可可以固态控制制器、软起动动器或变频器器取代接触器器控制电机，很很好地克服了了这些缺点。 关 键 词词 LCCU（Loccal Coontroll Unitt）现地控制制单元 PPLC可编程程控制器 软软起动器油系系统 气气系统 排水系统 供水系系统 公用用LCU一、项目简介山东泰开自动化化有限公司位位于五岳之首首的泰山脚下下-泰安市南南部高新开发发区，公司前前身是山东鲁鲁能泰山自动动化研究所，成成立于19995年6

3、月，专专业从事电力力系统自动化化的开发及其其配套设备的的研制生产,是一家顺应应国家电力发发展，特别是是城乡电网改改造的需要而而崛起的高新新技术企业。依依托泰开集团团，公司拥有有雄厚的经济济技术实力，现现有员工1550多人，占占地150亩亩，拥有20000平方米米的科研楼和和5000平平方米的生产产场地。公司拥有卓越的的管理队伍和和优秀的研发发人才，其中中本科以上专专业技术人员员占70%以以上，博士、硕硕士十余人，是是一支充满朝朝气和富有协协作精神的团团队。公司与与山东大学、北北京航空航天天大学、清华华大学、西安安交通大学、华华北电力大学学等高校长期期开展技术合合作和人才交交流。聘请国国内著名电

4、力力保护专家参参与重大项目目研发。技术术和人才的优优势为开发优优质的产品提提供了有力的的保障。公司司十多年专注注于电力电网网自动化保护护产品的研发发，先后开发发出了FBZZ3000厂厂站自动化系系统、FBZZ2300配配电自动化系系统、GZGG49系列智智能高频直流流电源系统、EEPS应急电电源系统、GGIS智能在在线监测系统统等五大系列列几十个品种种的产品，形形成了门类齐齐全的产品系系列。公司拥拥有多种国际际领先的检测测系统和设备备，如美国DDOBLE公公司的电力系系统数字仿真真仪、奥地利利OMICRRON电子仪仪器有限公司司的OMICCRON测试试系统，和满满足电力系统统综合保护产产品各项

5、技术术参数和模拟拟试验的高精精度测试仪器器，具备了良良好的试验检检测环境。22000年公公司顺利通过过了国际ISSO90011质量保证体体系认证，22001年获获得山东省双双软企业认定定，所有产品品均通过了国国家电力公司司权威检验机机构严格测试试，取得了电电力部门、国国家经贸委入入网许可。目目前，公司产产品广泛应用用于城乡电网网工程及冶金金、石油、煤煤矿、化工等等厂矿企业，用用户遍布国内内二十多个省省区八十多个个地市。 电力系统是一个个包括发电、输输电、变电、配配电、用电在在内的完整体体系，电力生生产的特点是是电能难以储储存，发输变变配用电要随随时保持平衡衡，而用电是是随时变化的的，发电出力力

6、也必须随时时变化，否则则电网的频率率将保持不住住额定值，从从而对用电造造成危害。水水电是电力系系统稳定运行行的重要调节节手段，具有有调峰、调频频、平衡发电电等重要功能能。目前，在在电力系统愈愈来愈大，电电压等级愈来来愈高的情况况下，要保持持电力系统正正常供电，就就必须依靠大大量自动装置置，快速隔离离故障，调整整运行方式。水水电自动化是是如今电力系系统安全可靠靠运行的基础础设施和装备备，同时也是是电力系统经经济运行的手手段。水轮机机组及水电厂厂自动化更应应反应灵敏安安全可靠。水水电自动化的的市场极其广广大，作为水水电站或抽水水泵站计算机机监控系统的的现地控制单单元，市场前前景巨大。作为计算机监控

7、控系统的现地地控制单元，直直接与现场设设备接口，采采集生产过程程的各种信号号并对现场设设备进行自动动控制，可与与多种专用功功能装置配套套使用。选用用高档PLCC或DCS产产品，可靠性性高，抗干扰扰能力强，功功能强大，配配置灵活，易易于学习，便便于维护。作作为水电站或或抽水泵站计计算机监控系系统的现地控控制单元，对对水轮发电机机组、水泵、开开关站、公用用设备、闸门门等进行自动动控制，实现现“无人值班”（少人值守守）的目标。计算机辅机控制制系统，相对对于水电厂泵泵站的总的监监控系统是独独立的。它可可以单独引入入水电厂泵站站，同时计算算机辅机控制制系统内部的的油控制系统统、气控制系系统、水控制制系统

8、之间也也是相互独立立的，因此水水电厂泵站可可以全部引入入计算机辅机机控制系统，也也可以单独引引入辅机控制制系统中的油油控制系统、气气控制系统或或水控制系统统。在每个单单独的子系统统都留有接口口，水电厂泵泵站可以根据据自己的实际际情况，先只只引入单独的的控制系统，待待条件成熟再再引入其它控控制系统。如如果水电厂泵泵站目前已经经有了一些单单独的控制系系统，我们可可以根据具体体的实际情况况对计算机辅辅机控制系统统作出一些修修改，使之与与水电厂泵站站原有的控制制系统组成一一个完整的监监控系统。 二、控制系统构构成水电厂计算机辅辅机控制系统统：水电厂（泵泵站）油系统统控制系统、气气系统控制系系统、水电厂

9、厂（泵站）排排水系统控制制系统和供水水系统控制系系统。系统配置表：系统名称元件名称数量备注油系统CPU2261只数据处理（西门子）EM2311只模拟采集（西门子）EM2231只信号采集（西门子）EM2771只PROFIBUS通讯（西门子）传感器1套模拟量变送触摸屏1只人机对话软启动器2只电机软启动（西门子）气系统CPU2261只数据处理（西门子）EM2311只模拟采集（西门子）EM2231只信号采集（西门子）EM2771只PROFIBUS通讯（西门子）传感器1套模拟量变送触摸屏1只人机对话软启动器2只电机软启动（西门子）排水系统CPU2261只数据处理（西门子）EM2311只模拟采集（西门子）

10、EM2231只信号采集（西门子）EM2771只PROFIBUS通讯（西门子）传感器1套模拟量变送触摸屏1只人机对话软启动器2只电机软启动（西门子）供水系统CPU2261只数据处理（西门子）EM2311只模拟采集（西门子）EM2232只信号采集控制（西门子）EM2771只PROFIBUS通讯（西门子）传感器1套模拟量变送触摸屏1只人机对话软启动器2只电机软启动（西门子）公用LCUCPU 313C-2DP1只数据处理（西门子）PS307 10A1只电源（西门子）CP343-11只工业以太网通讯（西门子）附件1套西门子触摸屏1只人机对话水电厂（泵站）计计算机辅机控控制系统是水水电站（泵站站）计算机自

11、自动化系统的的一部分，它它的控制对象象为水电厂（泵泵站）的公用用设备（油、气气、水）。这这些设备所处处的环境都比比较恶劣:空空气的湿度较较大,灰尘比比较多,这就就对控制系统统的可靠性提提出了更高的的要求。传统统的辅机控制制系统采用继继电器、接触触器回路，这这种回路有许许多缺点，如如：接线复杂杂，改造困难难，维护工作作量大，继电电器、接触器器接点容易烧烧坏，寿命低低，继电器灵灵敏度低，可可靠性差,不不能满足远动动和通信的要要求。本计算算机辅机控制制系统采用可可靠性非常高高的可编程控控制器（PLLC）为核心心组件，配以以一系列专用用模块，并可可以固态控制制器、软起动动器或变频器器取代接触器器控制电

12、机，很很好地克服了了这些缺点。系统采用固态控控制器和软启启动器具备以以下特点： 以无触触点方式控制制电流通断 对负载载的工作状态态提供完善的的检测保护 控制电电动机平滑启启动，减少启启动电流，避避免冲击电网网，减小配电电容量。 起始电电压可调，保保证电机启动动最小启动转转距，避免电电机过热。 起始电电流可根据负负载情况调整整，以最小的的电流产生最最佳的转距。 启动时时间可调，在在该时间范围围内，电动机机转速不断上上升，避免转转速冲击。 系统的的接线更为简简单。软启动器带有完完整的电动机机保护装置，并并有多种启动动方式可供选选择，是目前前较为理想的的智能元件。由于系统采用了了西门子PLLC程控器

13、控控制，技术成成熟，抗干扰扰能力很强，适适用于工业环环境运行，从从而使产品的的可靠信有了了明显的提高高。设备投入入运行后，维维护、维修的的工作量甚微微。同时系统统技术先进，采采用PLC可可编程控制器器，使产品的的控制达到了了数字化的要要求，能够与与后台机通讯讯，达到远方方控制功能。而而且本系统极极易扩展，可可满足各类客客户所求。三、系统功能本LCU共分为为五个系统：油系统控制制系统、气系系统控制系统统、排水系统统控制系统、供供水系统控制制系统、公用用LCU控制制系统。1、水电厂（泵泵站）油系统统控制系统 (a) 控制功功能:当油箱的油压降降至电接点压压力表1DJJ的下限时,主用油泵向向压力油罐

14、供供 油;当当压油箱的油油压高于电接接点压力表11DJ的上限限时,主用油油泵停止;当当油箱的油压压降至电接点点压力表2DDJ的下限时时,备用油泵泵向压力油罐罐供油;当压压油箱的油压压高于电接点点压力表2DDJ的上限时时备用油泵停停止;当油箱箱的油压降至至电接点压力力表3DJ的的下限时,发发报警信号;当油压下降降至工作油压压下限,并且且油箱油面高高于油面上限限，电磁补气气阀开启补气气. 油系统统控制系统电电机启动回路路采用软启动动回路。 (b) 通信信功能:PLLC将电源状状况 、油泵泵运行状态、补补气阀状态 、油位状况况传给公用设设备LCU；公用设备LLCU将这些些信号传送给给控制中心，从从而

15、使控制中中心完成对油油系统的监控控。 2.水电厂（泵泵站）气系统控制系系统(a) 控制功功能:当主干干管的压力降降至电接点压压力表1DJJ的下限时，主主用空压机冷冷却系统启动动，主用空压压机的电磁阀阀打开，示流流信号器接通通，主用空压压机启动；当当主干管的压压力降至电接接点压力表22DJ的下限限时，备用空空压机冷却系系统启动，备备用空压机的的电磁阀打开开，示流信号号器接通，备备用空压机启启动；当主干干管的压力升升至电接点压压力表2DJJ的上限时，备备用空压机停停止；当主干干管的压力升升至电接点压压力表1DJJ的上限时，主主用空压机停停止；当主干干管的压力降降至电接点压压力表3DJJ的下限时，发

16、发出压力过低低信号，当主主干管的压力力升至电接点点压力表的33DJ的上限限时，发出压压力过高信号号，停空压机机并报警。44DJ是用来来监视制动贮贮气罐中气压压的，此中的的气压过高过过低都会发信信号，为了防防止空压机的的温度过高，专专门在每个空空压机的出口口处分别设置置了温度信号号器，如果空空压机过热，温温度信号器就就会发出信号号，即停空压压机，气系统统控制系统电电机启动回路路也采用软启启动回路。 (b) 通信功功能:PLCC将电源状况况、空压机运运行状态、气气压状况、空空压机启动状状态传送给公公用LCU；公用设备LLCU将这些些信号传送给给控制中心，从从而使控制中中心完成对气气系统的监控控。附

17、注：采用这种种系统不能连连续监测储气气罐的压力，如如果要提高控控制性能，连连续监测储气气罐的压力，可可以将电接点点压力表更换换成压力变送送器和压差变变送器更换成成压力变送器器和压差变送送器。3.水电厂（泵泵站）排水系系统控制系统统(a) 控制功功能:当水位位上升至FXX3调定值时时，工作泵启启动，启动水水泵前先打开开相应的电磁磁阀，示流信信号器动作，启启动水泵；当当水位上升至至FX2调定定值时，备用用泵启动，启启动水泵前先先 打开相应的电磁磁阀，示流信信号器动作，启启动水泵；当当水位上升至至FX1调定定值时，发报报警信号；当当水位下降至至FX2调定定值时，备用用泵停止，水水泵停止后延延时关闭电

18、磁磁阀；当水位位下降至FXX3调定值时时，主用泵停停止，泵停后后延时关闭电电磁阀，水泵泵运行后，如如果出水管无无水，示流器器不动，延时时关闭水泵。排排水系统控制制系统的电机机起动回路也也采用软启动动回路。(b) 通信功功能：PLCC将电源状况况、水泵运行行状态、水位位状况、水泵泵启动状态传传送给公用设设备LCU；公用LCUU将这些信号号传送给控制制中心，从而而使控制中心心完成对排水水系统的监控控。4.水电厂（泵泵站）供水系系统控制系统统(a) 控制功功能:给供水水泵，示流信信号器动作，发发信号给机组组LCU，如如果示流信号号器中断就投投入备用泵，向向机组发故障障信号；机组组停机后发讯讯给电磁阀使使其关闭。在在采用水泵供供水后，控制制功能；机组组开机前发命命令给自流供供水电磁阀，如如果自供水无无水，就发命命令如果清水水池水位过低低，发报警信信号；机组中中的热交换流流器差压计和和滤水器差压压计的压差过过高就发报警警信号。供水水系统控制系系统的电机起起动回路也采采用软启动回回路。(b) 通信功功能：PLCC将电源状况况、水泵运行行状态、水位位状况、水泵泵启动状态、电电磁阀状态、差差压计状态、示示流器状态传传送给机组设设备LCU；机组设备LLCU将这些些信号传送给给控制中心，从从而使控制中中心完成对供供水系统的监监控。5.水