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一、項目簡介
山東泰開自動化有限公司位於五嶽之首的泰山腳下------泰安市南部高新開發區，公司前身是山東魯能泰山自動化研究所，成立於1995年6月，專業從事電力係統自動化的開發及其配套設備的研製生產,是shi一yi家jia順shun應ying國guo家jia電dian力li發fa展zhan，特te別bie是shi城cheng鄉xiang電dian網wang改gai造zao的de需xu要yao而er崛jue起qi的de高gao新xin技ji術shu企qi業ye。依yi托tuo泰tai開kai集ji團tuan，公gong司si擁yong有you雄xiong厚hou的de經jing濟ji技ji術shu實shi力li，現xian有you員yuan工gong150多人，占地150畝，擁有2000平方米的科研樓和5000平方米的生產場地。
公司擁有卓越的管理隊伍和優秀的研發人才，其中本科以上專業技術人員占70%以上，博士、碩士十餘人，是一支充滿朝氣和富有協作精神的團隊。公司與山東大學、北京航空航天大學、清華大學、西安交通大學、華hua北bei電dian力li大da學xue等deng高gao校xiao長chang期qi開kai展zhan技ji術shu合he作zuo和he人ren才cai交jiao流liu。聘pin請qing國guo內nei著zhu名ming電dian力li保bao護hu專zhuan家jia參can與yu重zhong大da項xiang目mu研yan發fa。技ji術shu和he人ren才cai的de優you勢shi為wei開kai發fa優you質zhi的de產chan品pin提ti供gong了le有you力li的de保bao障zhang。公gong司si十shi多duo年nian專zhuan注zhu於yu電dian力li電dian網wang自zi動dong化hua保bao護hu產chan品pin的de研yan發fa，先xian後hou開kai發fa出chu了leFBZ3000廠站自動化係統、FBZ2300配電自動化係統、GZG49係列智能高頻直流電源係統、EPS應急電源係統、GIS智能在線監測係統等五大係列幾十個品種的產品，形成了門類齊全的產品係列。公司擁有多種國際領先的檢測係統和設備，如美國DOBLE公司的電力係統數字仿真儀、奧地利OMICRON電子儀器有限公司的OMICRON測試係統，和滿足電力係統綜合保護產品各項技術參數和模擬試驗的高精度測試儀器，具備了良好的試驗檢測環境。2000年公司順利通過了國際ISO9001質量保證體係認證，2001年獲得山東省雙軟企業認定，所有產品均通過了國家電力公司權威檢驗機構嚴格測試，取得了電力部門、國家經貿委入網許可。目前，公司產品廣泛應用於城鄉電網工程及冶金、石油、煤礦、化工等廠礦企業，用戶遍布國內二十多個省區八十多個地市。
電力係統是一個包括發電、輸電、變電、配電、用(yong)電(dian)在(zai)內(nei)的(de)完(wan)整(zheng)體(ti)係(xi)，電(dian)力(li)生(sheng)產(chan)的(de)特(te)點(dian)是(shi)電(dian)能(neng)難(nan)以(yi)儲(chu)存(cun)，發(fa)輸(shu)變(bian)配(pei)用(yong)電(dian)要(yao)隨(sui)時(shi)保(bao)持(chi)平(ping)衡(heng)，而(er)用(yong)電(dian)是(shi)隨(sui)時(shi)變(bian)化(hua)的(de)，發(fa)電(dian)出(chu)力(li)也(ye)必(bi)須(xu)隨(sui)時(shi)變(bian)化(hua)，否(fou)則(ze)電(dian)網(wang)的(de)頻(pin)率(lv)將(jiang)保(bao)持(chi)不(bu)住(zhu)額(e)定(ding)值(zhi)，從(cong)而(er)對(dui)用(yong)電(dian)造(zao)成(cheng)危(wei)害(hai)。水(shui)電(dian)是(shi)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)的(de)重(zhong)要(yao)調(tiao)節(jie)手(shou)段(duan)，具(ju)有(you)調(tiao)峰(feng)、調頻、平(ping)衡(heng)發(fa)電(dian)等(deng)重(zhong)要(yao)功(gong)能(neng)。目(mu)前(qian)，在(zai)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)愈(yu)來(lai)愈(yu)大(da)，電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)愈(yu)來(lai)愈(yu)高(gao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，要(yao)保(bao)持(chi)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)供(gong)電(dian)，就(jiu)必(bi)須(xu)依(yi)靠(kao)大(da)量(liang)自(zi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)，快(kuai)速(su)隔(ge)離(li)故(gu)障(zhang)，調(tiao)整(zheng)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)。水(shui)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)是(shi)如(ru)今(jin)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)的(de)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)和(he)裝(zhuang)備(bei)，同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)的(de)手(shou)段(duan)。水(shui)輪(lun)機(ji)組(zu)及(ji)水(shui)電(dian)廠(chang)自(zi)動(dong)化(hua)更(geng)應(ying)反(fan)應(ying)靈(ling)敏(min)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)。水(shui)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)市(shi)場(chang)極(ji)其(qi)廣(guang)大(da)，作(zuo)為(wei)水(shui)電(dian)站(zhan)或(huo)抽(chou)水(shui)泵(beng)站(zhan)計(ji)算(suan)機(ji)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)現(xian)地(di)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)，市(shi)場(chang)前(qian)景(jing)巨(ju)大(da)。
作(zuo)為(wei)計(ji)算(suan)機(ji)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)現(xian)地(di)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)，直(zhi)接(jie)與(yu)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)接(jie)口(kou)，采(cai)集(ji)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)各(ge)種(zhong)信(xin)號(hao)並(bing)對(dui)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)，可(ke)與(yu)多(duo)種(zhong)專(zhuan)用(yong)功(gong)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)配(pei)套(tao)使(shi)用(yong)。選(xuan)用(yong)高(gao)檔(dang)PLC或DCS產chan品pin，可ke靠kao性xing高gao，抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang，功gong能neng強qiang大da，配pei置zhi靈ling活huo，易yi於yu學xue習xi，便bian於yu維wei護hu。作zuo為wei水shui電dian站zhan或huo抽chou水shui泵beng站zhan計ji算suan機ji監jian控kong係xi統tong的de現xian地di控kong製zhi單dan元yuan，對dui水shui輪lun發fa電dian機ji組zu、水泵、開關站、公用設備、閘門等進行自動控製，實現“無人值班”（少人值守）的目標。
計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，相(xiang)對(dui)於(yu)水(shui)電(dian)廠(chang)泵(beng)站(zhan)的(de)總(zong)的(de)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)是(shi)獨(du)立(li)的(de)。它(ta)可(ke)以(yi)單(dan)獨(du)引(yin)入(ru)水(shui)電(dian)廠(chang)泵(beng)站(zhan)，同(tong)時(shi)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)內(nei)部(bu)的(de)油(you)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)、氣控製係統、水控製係統之間也是相互獨立的，因此水電廠泵站可以全部引入計算機輔機控製係統，也可以單獨引入輔機控製係統中的油控製係統、氣qi控kong製zhi係xi統tong或huo水shui控kong製zhi係xi統tong。在zai每mei個ge單dan獨du的de子zi係xi統tong都dou留liu有you接jie口kou，水shui電dian廠chang泵beng站zhan可ke以yi根gen據ju自zi己ji的de實shi際ji情qing況kuang，先xian隻zhi引yin入ru單dan獨du的de控kong製zhi係xi統tong，待dai條tiao件jian成cheng熟shu再zai引yin入ru其qi它ta控kong製zhi係xi統tong。如ru果guo水shui電dian廠chang泵beng站zhan目mu前qian已yi經jing有you了le一yi些xie單dan獨du的de控kong製zhi係xi統tong，我wo們men可ke以yi根gen據ju具ju體ti的de實shi際ji情qing況kuang對dui計ji算suan機ji輔fu機ji控kong製zhi係xi統tong作zuo出chu一yi些xie修xiu改gai，使shi之zhi與yu水shui電dian廠chang泵beng站zhan原yuan有you的de控kong製zhi係xi統tong組zu成cheng一yi個ge完wan整zheng的de監jian控kong係xi統tong。
二、控製係統構成
水電廠計算機輔機控製係統：水電廠（泵站）油係統控製係統、氣係統控製係統、水電廠（泵站）排水係統控製係統和供水係統控製係統。
係統配置表：
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係統名稱 |
元件名稱 |
數量 |
備注 |
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油係統 |
CPU226 |
1隻 |
數據處理（西門子） |
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EM231 |
1隻 |
模擬采集（西門子） |
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EM223 |
1隻 |
信號采集（西門子） |
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EM277 |
1隻 |
PROFIBUS通訊（西門子） |
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傳感器 |
1套 |
模擬量變送 |
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觸摸屏 |
1隻 |
人機對話 |
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軟啟動器 |
2隻 |
電機軟啟動（西門子） |
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氣係統 |
CPU226 |
1隻 |
數據處理（西門子） |
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EM231 |
1隻 |
模擬采集（西門子） |
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EM223 |
1隻 |
信號采集（西門子） |
|
EM277 |
1隻 |
PROFIBUS通訊（西門子） |
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傳感器 |
1套 |
模擬量變送 |
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觸摸屏 |
1隻 |
人機對話 |
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軟啟動器 |
2隻 |
電機軟啟動（西門子） |
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排水係統 |
CPU226 |
1隻 |
數據處理（西門子） |
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EM231 |
1隻 |
模擬采集（西門子） |
|
EM223 |
1隻 |
信號采集（西門子） |
|
EM277 |
1隻 |
PROFIBUS通訊（西門子） |
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傳感器 |
1套 |
模擬量變送 |
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觸摸屏 |
1隻 |
人機對話 |
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軟啟動器 |
2隻 |
電機軟啟動（西門子） |
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供水係統 |
CPU226 |
1隻 |
數據處理（西門子） |
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EM231 |
1隻 |
模擬采集（西門子） |
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EM223 |
2隻 |
信號采集控製（西門子） |
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EM277 |
1隻 |
PROFIBUS通訊（西門子） |
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傳感器 |
1套 |
模擬量變送 |
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觸摸屏 |
1隻 |
人機對話 |
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軟啟動器 |
2隻 |
電機軟啟動（西門子） |
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公用LCU |
CPU 313C-2DP |
1隻 |
數據處理（西門子） |
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PS307 10A |
1隻 |
電源（西門子） |
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CP343-1 |
1隻 |
工業以太網通訊（西門子） |
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附件 |
1套 |
西門子 |
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觸摸屏 |
1隻 |
人機對話 |
水電廠（泵站）計算機輔機控製係統是水電站（泵站）計算機自動化係統的一部分，它的控製對象為水電廠（泵站）的公用設備（油、氣、水）。這些設備所處的環境都比較惡劣:空氣的濕度較大,灰塵比較多,這就對控製係統的可靠性提出了更高的要求。傳統的輔機控製係統采用繼電器、接觸器回路，這種回路有許多缺點，如：接線複雜，改造困難，維護工作量大，繼電器、接觸器接點容易燒壞，壽命低，繼電器靈敏度低，可靠性差,不能滿足遠動和通信的要求。本計算機輔機控製係統采用可靠性非常高的可編程控製器（PLC）為核心組件，配以一係列專用模塊，並可以固態控製器、軟起動器或變頻器取代接觸器控製電機，很好地克服了這些缺點。
係統采用固態控製器和軟啟動器具備以下特點：
ü 以無觸點方式控製電流通斷
ü 對負載的工作狀態提供完善的檢測保護
ü 控製電動機平滑啟動，減少啟動電流，避免衝擊電網，減小配電容量。
ü 起始電壓可調，保證電機啟動最小啟動轉距，避免電機過熱。
ü 起始電流可根據負載情況調整，以最小的電流產生最佳的轉距。
ü 啟動時間可調，在該時間範圍內，電動機轉速不斷上升，避免轉速衝擊。
ü 係統的接線更為簡單。
軟啟動器帶有完整的電動機保護裝置，並有多種啟動方式可供選擇，是目前較為理想的智能元件。
由於係統采用了西門子PLC程控器控製，技術成熟，抗幹擾能力很強，適用於工業環境運行，從而使產品的可靠信有了明顯的提高。設備投入運行後，維護、維修的工作量甚微。同時係統技術先進，采用PLCkebianchengkongzhiqi，shichanpindekongzhidadaoleshuzihuadeyaoqiu，nenggouyuhoutaijitongxun，dadaoyuanfangkongzhigongneng。erqiebenxitongjiyikuozhan，kemanzugeleikehusuoqiu。
三、係統功能
本LCU共分為五個係統：油係統控製係統、氣係統控製係統、排水係統控製係統、供水係統控製係統、公用LCU控製係統。
1、水電廠（泵站）油係統控製係統
(a) 控製功能:
當油箱的油壓降至電接點壓力表1DJ的下限時,主用油泵向壓力油罐供 油;當壓油箱的油壓高於電接點壓力表1DJ的上限時,主用油泵停止;當油箱的油壓降至電接點壓力表2DJ的下限時,備用油泵向壓力油罐供油;當壓油箱的油壓高於電接點壓力表2DJ的上限時備用油泵停止;當油箱的油壓降至電接點壓力表3DJ的下限時,發報警信號;當油壓下降至工作油壓下限,並且油箱油麵高於油麵上限，電磁補氣閥開啟補氣. 油係統控製係統電機啟動回路采用軟啟動回路。
(b) 通信功能:PLC將電源狀況 、油泵運行狀態、補氣閥狀態 、油位狀況傳給公用設備LCU；公用設備LCU將這些信號傳送給控製中心，從而使控製中心完成對油係統的監控。
2.水電廠（泵站）氣係統控製係統
(a) 控製功能:當主幹管的壓力降至電接點壓力表1DJ的下限時，主用空壓機冷卻係統啟動，主用空壓機的電磁閥打開，示流信號器接通，主用空壓機啟動；當主幹管的壓力降至電接點壓力表2DJ的下限時，備用空壓機冷卻係統啟動，備用空壓機的電磁閥打開，示流信號器接通，備用空壓機啟動；當主幹管的壓力升至電接點壓力表2DJ的上限時，備用空壓機停止；當主幹管的壓力升至電接點壓力表1DJ的上限時，主用空壓機停止；當主幹管的壓力降至電接點壓力表3DJ的下限時，發出壓力過低信號，當主幹管的壓力升至電接點壓力表的3DJ的上限時，發出壓力過高信號，停空壓機並報警。4DJshiyonglaijianshizhidongzhuqiguanzhongqiyade，cizhongdeqiyaguogaoguodidouhuifaxinhao，weilefangzhikongyajidewenduguogao，zhuanmenzaimeigekongyajidechukouchufenbieshezhilewenduxinhaoqi，ruguokongyajiguore，wenduxinhaoqijiuhuifachuxinhao，jitingkongyaji，qixitongkongzhixitongdianjiqidonghuiluyecaiyongruanqidonghuilu。
(b) 通信功能:PLC將電源狀況、空壓機運行狀態、氣壓狀況、空壓機啟動狀態傳送給公用LCU；公用設備LCU將這些信號傳送給控製中心，從而使控製中心完成對氣係統的監控。
附注：采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)不(bu)能(neng)連(lian)續(xu)監(jian)測(ce)儲(chu)氣(qi)罐(guan)的(de)壓(ya)力(li)，如(ru)果(guo)要(yao)提(ti)高(gao)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)，連(lian)續(xu)監(jian)測(ce)儲(chu)氣(qi)罐(guan)的(de)壓(ya)力(li)，可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)接(jie)點(dian)壓(ya)力(li)表(biao)更(geng)換(huan)成(cheng)壓(ya)力(li)變(bian)送(song)器(qi)和(he)壓(ya)差(cha)變(bian)送(song)器(qi)更(geng)換(huan)成(cheng)壓(ya)力(li)變(bian)送(song)器(qi)和(he)壓(ya)差(cha)變(bian)送(song)器(qi)。
3.水電廠（泵站）排水係統控製係統
(a) 控製功能:當水位上升至FX3調定值時，工作泵啟動，啟動水泵前先打開相應的電磁閥，示流信號器動作，啟動水泵；當水位上升至FX2調定值時，備用泵啟動，啟動水泵前先
打開相應的電磁閥，示流信號器動作，啟動水泵；當水位上升至FX1調定值時，發報警信號；當水位下降至FX2調定值時，備用泵停止，水泵停止後延時關閉電磁閥；當水位下降至FX3tiaodingzhishi，zhuyongbengtingzhi，bengtinghouyanshiguanbidiancifa，shuibengyunxinghou，ruguochushuiguanwushui，shiliuqibudong，yanshiguanbishuibeng。paishuixitongkongzhixitongdedianjiqidonghuiluyecaiyongruanqidonghuilu。
(b) 通信功能：PLC將電源狀況、水泵運行狀態、水位狀況、水泵啟動狀態傳送給公用設備LCU；公用LCU將這些信號傳送給控製中心，從而使控製中心完成對排水係統的監控。
4.水電廠（泵站）供水係統控製係統
(a) 控製功能:給供水泵，示流信號器動作，發信號給機組LCU，如果示流信號器中斷就投入備用泵，向機組發故障信號；機組停機後發訊給電磁閥使其關閉。在采用水泵供水後，控製功能；機組開機前發命令給自流供水電磁閥，如果自供水無水，就發命令如果清水池水位過低，發報警信號；機組中的熱交換流器差壓計和濾水器差壓計的壓差過高就發報警信號。供水係統控製係統的電機起動回路也采用軟啟動回路。
(b) 通信功能：PLC將電源狀況、水泵運行狀態、水位狀況、水泵啟動狀態、電磁閥狀態、差壓計狀態、示流器狀態傳送給機組設備LCU；機組設備LCU將這些信號傳送給控製中心，從而使控製中心完成對供水係統的監控。
5.水電廠（泵站）公用LCU控製係統
本水電廠控製係統采用分布式結構，分為上位管理層和現地控製層，現地控製單元（油係統、氣係統、排水係統、供水係統）即可脫離上位管理層獨立運行，具有現地操作和監控功能。也可由上位管理層（公用LCU係統）統一控製。公用LCU係統采用觸摸屏對各個現地單元進行控製，用S7-300與各個現地控製單元內的S7-200進行通訊。該通訊方式用PROFIBUS-DP現場總線的形式。S7-300另可通過串口通訊模塊和工業以太網模塊與水電廠自動化監控係統通訊。
公用設備LCU係統
四、項目運行
本係統今年7月在河北青銀高速排水泵站投運，運行良好，深受用戶好評。
五、應用體會
西門子公司自動化產品功能強大，尤其通訊功能強大，在組網通訊方麵比較容易，如組建PROFIBUS網、工業以太網、無線通訊網等，便於設計產品與第三方或調度接口，穩定性也不錯。
[作者簡介]郝朝陽，1975年出生，2000年畢業於太原理工大學電氣與動力工程學院電氣技術專業，至今一直在泰開電氣集團山東泰開自動化有限公司（原魯能泰山自動化研究所）工作，2005年被聘為產品研發工程師，副主任工程師；先後任命為技術開發部副主任、工控部主任職務。2005年優秀共產黨員、2005年西門子自動化專家。
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