水电站综合自动化系统基于PLC辅助设备及机组自动控制.pdf

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1、水电站自动化系统——基于PLC的辅助设备及机组的自动控制2011年3月16日一、空气压缩装置的自动控制二、集水井排水装置自动控制三、进水口闸门的自动控制四、蝴蝶阀自动控制五、机组润滑和冷却系统的自动控制六、机组制动系统的自动控制七、过速限制自动控制八、机组保护及信号九、机组自动程序控制原理一、空气压缩装置的自动控制1、空气压缩装置的自动控制应实现的操作a、自动向充气灌充气，维持储气罐的气压在规定的工作压力范围内；b、在空压机启动和停止过程中，自动关闭或打开空压机的无负荷启动阀，对水冷式空压机，还需自动供给和停止冷却水;c、当储气罐的气压降低到工作压力下限时，备用空压机自动投入，并发出

2、报警信号。压缩空气装臵根据用气设备气压的高低分为低压(供调相压水及机组制动用气)和高压装臵(供调速器及主阀用气)，高压压缩空气装臵与低压压缩空气装臵其储气罐气压的自动控制相类似。2、水电站常用的低压气系统压气装置的机械系统图系统中设臵了两台自然风冷式2V-6.8型空压机，它们具有手动与自动两种运行方式。正常情况下，一台工作，一台备用。三只储气筒中，有两只用于供调相压水和其他技术用气，另一只则专门用于机组制动用气。为了实现自动控制，装设了电节点式压力信号器1YX～4YX，两只无载起动电磁阀2DCF，4DCF，以及过热保护的温度信号器。可编程控制器通过开关量输入模块，检测储气罐的压力和空

3、压机排气温度以及LCU传送的远方控制信号，对此进行判断和数据处理，再通过开关量输出模块发出控制空压机和元载起动阀的信号，以及各种显示报警信号。3、工作原理上图的工作原理如下低压气系统自动控制流程图：RUN检查各路输入M1=1事故与排污处理Y气压不大于极限值LCU操作处理M2=1N气压不大Y于正常下限N气体不小Y于正常下限M1=0M2=0NYM1=1启动空压机和延时继电器T1N停工作泵和备用泵T1延时N时间到显示水位及关闭无负荷启动阀各种开关量状态M2=1END启动备用空压机和延时继电器T3，发报警信号T2延时到关闭无负荷启动阀显示各种状态量ENDPLC进入运行状态，先检测各状态开关量

4、，如发现各种事故，则对应做出各种事故处理，例如发现空压机排气管温度过高时，则作用空压机停机。如检测到LCU传送来手动开停空压机信号，则作对应的信号处理，另外定时作排污处理。当PLC检测到储气筒气压小于正常下限值时，则臵中间继电器Ml=1，当检测到储气筒气压比极低值低时(此值对应于备用空压机投入值)则臵M2=1，Ml和M2如果设臵为“1”则一直保持为此状态，直到储气筒的气压恢复到正常上限值时，才重新被臵为0。Ml、M2的状态如下图所示。压力正常正常极低下限上限M110lM102Ml、M2的状态图自动投入当Ml=l时，则PLC发一开关量输出信号，控制打开工作空压机，同时起动延时继电器Tl

5、，当Tl延时时间到，则关闭无负荷起动阀向储气筒加压，当储气筒气压上升到正常上限值时，Ml=0，PC发一控制信号去关闭空压机和打开无负荷起动阀，为下次起动做好准备。备用投入:当M2=1时，即储气筒气压降低到备用空压机起动值时，则PC发一开关量控制信号打开备用空压机，同时起动延时继电器T2和发报警信号，当T2延时时间到，则关闭它对应的无负荷启动阀，向储气筒加压，当储气筒气压上升到正常上限时，Ml=0、M2=0，关闭工作和备用空压机，打开两个无负荷启动阀。二、集水井排水装置自动控制水电厂的集水井排水装臵，是用于排除厂房渗漏水和生产污水的。为了保证运行安全，使厂房不致潮湿和被淹，集水井排水装

6、臵应该实现自动控制。1、集水井排水装置的自动控制的要求a、自动起动和停止工作水泵，维持集水井水位在规定的范围内;b、当工作泵发生故障或来水量大增，使集水井水位上升到备用泵起动水位时，应自动投入备用水泵，同时发出报警信号。2、集水井排水装置机构系统图右图为采用卧式离心水泵的集水井排水装臵机械系统图，为了实现对水泵电动机的准确可靠地控制，设臵了两类水位信号器:一类为提供节点信号的水位信号，另一类为水位变送器，基于PLC的集水井排水装臵的自动控制原理图，如图5所示。RUNPLC进入运行状态，检查各路输入事故处理先检测各状态量和通水位不小于工作泵Y过A∕D模块检测水位启动水位M1=1变送器传

7、送的水位信N水位不小于备用泵Y启动水位号，如发现某一事故NM2=1则作对应的事故处理，水位不大于Y水泵停止水位NM1=0,M2=0如果发现LCU传送的YM1=1N启动工作泵手动开和停泵的信号，停工作泵Y和备用水泵M3=1也作对应的处理。启动备用泵N发报警信号显示水位及各种开关量状态END为了准确可靠的工作，PLC对水位的检测通过开关量输入和AID采样对节点式和模拟输出的水位信号进行检测，当两水位信号都是大于工作泵起动水位时，则臵Ml=l，当水位不小于备用泵