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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,shiyijiashunyingguojiadianlifazhan,tebieshichengxiangdianwanggaizaodexuyaoerjueqidegaoxinjishuqiye。yituotaikaijituan,gongsiyongyouxionghoudejingjijishushili,xianyouyuangong150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、huabeidianlidaxuedenggaoxiaochangqikaizhanjishuhezuoherencaijiaoliu。pinqingguoneizhumingdianlibaohuzhuanjiacanyuzhongdaxiangmuyanfa。jishuherencaideyoushiweikaifayouzhidechanpintigongleyoulidebaozhang。gongsishiduonianzhuanzhuyudianlidianwangzidonghuabaohuchanpindeyanfa,xianhoukaifachuleFBZ3000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、yongdianzaineidewanzhengtixi,dianlishengchandetedianshidiannengnanyichucun,fashubianpeiyongdianyaosuishibaochipingheng,eryongdianshisuishibianhuade,fadianchuliyebixusuishibianhua,fouzedianwangdepinlvjiangbaochibuzhuedingzhi,congerduiyongdianzaochengweihai。shuidianshidianlixitongwendingyunxingdezhongyaotiaojieshouduan,juyoutiaofeng、調頻、平衡發電等重要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,作為水電站或抽水泵站計算機監控係統的現地控製單元,市場前景巨大。
zuoweijisuanjijiankongxitongdexiandikongzhidanyuan,zhijieyuxianchangshebeijiekou,caijishengchanguochengdegezhongxinhaobingduixianchangshebeijinxingzidongkongzhi,keyuduozhongzhuanyonggongnengzhuangzhipeitaoshiyong。xuanyonggaodangPLC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。
jisuanjifujikongzhixitong,xiangduiyushuidianchangbengzhandezongdejiankongxitongshidulide。takeyidanduyinrushuidianchangbengzhan,tongshijisuanjifujikongzhixitongneibudeyoukongzhixitong、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、qikongzhixitonghuoshuikongzhixitong。zaimeigedandudezixitongdouliuyoujiekou,shuidianchangbengzhankeyigenjuzijideshijiqingkuang,xianzhiyinrudandudekongzhixitong,daitiaojianchengshuzaiyinruqitakongzhixitong。ruguoshuidianchangbengzhanmuqianyijingyouleyixiedandudekongzhixitong,womenkeyigenjujutideshijiqingkuangduijisuanjifujikongzhixitongzuochuyixiexiugai,shizhiyushuidianchangbengzhanyuanyoudekongzhixitongzuchengyigewanzhengdejiankongxitong。
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) |
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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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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) |
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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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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PLC可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi),使(shi)產(chan)品(pin)的(de)控(kong)製(zhi)達(da)到(dao)了(le)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)要(yao)求(qiu),能(neng)夠(gou)與(yu)後(hou)台(tai)機(ji)通(tong)訊(xun),達(da)到(dao)遠(yuan)方(fang)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。而(er)且(qie)本(ben)係(xi)統(tong)極(ji)易(yi)擴(kuo)展(zhan),可(ke)滿(man)足(zu)各(ge)類(lei)客(ke)戶(hu)所(suo)求(qiu)。
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FX3調tiao定ding值zhi時shi,主zhu用yong泵beng停ting止zhi,泵beng停ting後hou延yan時shi關guan閉bi電dian磁ci閥fa,水shui泵beng運yun行xing後hou,如ru果guo出chu水shui管guan無wu水shui,示shi流liu器qi不bu動dong,延yan時shi關guan閉bi水shui泵beng。排pai水shui係xi統tong控kong製zhi係xi統tong的de電dian機ji起qi動dong回hui路lu也ye采cai用yong軟ruan啟qi動dong回hui路lu。
(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。
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。
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