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GE Fanuc水电自动化应用

GE Fanuc水电自动化应用

2009/6/1 0:00:00

一、系统图

二、系统概述

水轮机组现地控制单元(简称 LCU),每套机组的 LCU包含: • 主机、辅机PLC 控制及人机界面 • 转速测控装置与温度巡检装置 • 发电机保护测控与变压器保护测控 • 线路保护测控与转速测控装置 • 发电机电度计量与主 变电度计量等 • 励磁系统 • 调速系统 • 直流电源系统等 水轮机组 LCU 主要作用: • 数据采集、控制调节与人机联系 • 电厂设备运行管理及指导 • 实时监视电力设备的运行状态 • 将水电站运行的实时数据或图像信息上传至上级调度 系统 • 接受执行上级调度系统发来的遥控、遥调命令 • 确保水电站的安全、可靠、经济运行 • 实现电站的无人或少人值班等        由于水轮发电机组系统是水电站最关键、最复杂的系统,所以必须采用可靠性、安全性和实时性很高的控制系统。        如何提高水电站 LCU 系统的可靠性一直是业内人士非常关心的事情。GE Fanuc 可以为用户带来哪些与众不同的独特解决方案呢?       首先是通过 GE Fanuc PLC 实现直接上网。传统 LCU 的控制方案中,存在工控机数据通讯的“瓶颈”现象。为解决这种问题可采用下述两种方法:一种是 LCU的调速系统、励磁系统、保护装置等直接上以太网,这样就分散数据负荷。另一种是将 LCU 的调速系统、励磁系统、保护装置等和 PLC 子站通讯,PLC 的可靠性高于工控机,这样就大大提高了 LCU 的可靠性。上页图示为 GE Fanuc 产品应用在工业以太网的典型示例。 采用 GE Fanuc 工业以太网优点包括: • 通讯速度高,支持 10M/100M 传输速率,便于实现大量数据的实时远距离传输,通讯距离可无限远• 可以实现一站对多站的通讯与全局数据共享,便于各站既独立运行又相互联锁的运行• 可以通过一台计算机完成全厂 PLC 站的编程、诊断,不用去各个分站,大大提高系统调试、维护时间• GE Fanuc 工业以太网支持通用的 Hub、Switch、Router等网络产品,易于购买、易于维护、减少用户库存 • 采用 EGD 方式通讯,用户无需编程,只需组态,即可实现 • 国内外有大量工业实际应用案例 • 可以实现从控制层到信息层的环网连接,增强了网络的可靠性;而一般的工业总线无法实现环网连接,一旦总线出现断裂,会导致大量数据丢失。 其次,GE Fanuc 的热备冗余结构可大大提高 LCU 的可靠性。 • 双机热备、无扰切换、可靠性高、便于维护。在一定 时间内,热备机也许没有“表现的机会”,但一旦让它表现,它会“准确而恰如其分”地发挥它的功用。GEFanuc 双机热备的实现有多种方案。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 热备系统等,见下图2:

• 光纤以太网冗余或环网由于通讯距离远,为避免偶然因素的影响,组成冗余网或环网,可以大大提高系统的可靠性。 • 与远程机架的联结采用 Genius 双电缆冗余。一般情况,一个 LCU 单元需要几个远程机架。主机架与远程机架采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得更高的可靠性。采用双缆连接主机架与远程站,一根从左侧电缆沟走线,一根从右侧走线,这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素,不影响系统的正常运行。

三、公用设备、辅机系统及 GE Fanuc 解决方案

      公用设备及辅机系统设备主要有排水系统、公共油压装置、压缩空气系统设备、机组供水系统、开关站控制系统等。其主要作用是为主机组的正常运行提供必要的水、油、气。通常需要控制的设备有空压机、深井泵、离心泵、排污泵、减压阀、流量调节阀、全自动滤水器、控制阀、安全阀、雨淋阀、控制开关阀泵空阀、水位计、流量计、水位控制器和油处理等设备。       公用设备及辅机系统是保证发电机组正常工作的重要系统。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统,可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i 热备系统或单机系统等。热备系统见图 2,单机系统见下图3:

四、通风空调系统、闸门控制系统及 GE Fanuc 解决方案        水电站的通风空调系统主要是为厂房工作区置换通风供氧。主要控制设备就是风机和中央空调等。其重要性不言而喻,这显然需要选择高可靠性的热备系统。例如:可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i热备系统等。        水电站的闸门控制系统主要是控制大坝水位,以便泄洪、蓄水发电、船运等,其主要控制设备就是大小闸门及各种液位计等。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统,可以采用GE 热备系统或单机系统等。热备系统见图2,单机系统见图3。

五、GE Fanuc 在水电站综合自动化控制系统成功案例

 

 

 

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