3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)整體解決方案
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- 發(fā)布時(shí)間：2014/5/27 14:41:15
- 作者：銀河電氣
此試驗(yàn)臺(tái)為湖南銀河電氣有限公司承建的3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，其整個(gè)系統(tǒng)由空載試驗(yàn)臺(tái)、型式試驗(yàn)臺(tái)和出廠試驗(yàn)臺(tái)三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)控子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)包含了對(duì)與本試驗(yàn)臺(tái)線路相關(guān)的高低壓開關(guān)柜的控制和監(jiān)視、變頻器控制和監(jiān)視、電量測(cè)量系統(tǒng)、溫度及油水路測(cè)量監(jiān)視系統(tǒng)等部分。
設(shè)計(jì)一個(gè)綜合監(jiān)控臺(tái)，在綜合監(jiān)控臺(tái)中能夠?qū)ο到y(tǒng)線路、設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)控，形成試驗(yàn)站總體線路監(jiān)視控制功能；在綜合監(jiān)控臺(tái)中安裝數(shù)據(jù)服務(wù)器，為各子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)；在綜合監(jiān)控臺(tái)總安裝一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)各子系統(tǒng)設(shè)備區(qū)和被試設(shè)備區(qū)攝像頭進(jìn)行綜合監(jiān)視；配置兩臺(tái)打印機(jī)，為各子系統(tǒng)提供打印服務(wù)。
本方案所采用的測(cè)控設(shè)備及工作站均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)千兆以太網(wǎng)互聯(lián)，各控制工作站和試驗(yàn)工作站為對(duì)等結(jié)構(gòu)，功能區(qū)分僅僅在于運(yùn)行的軟件不同。即通過(guò)運(yùn)行不同的軟件，計(jì)算機(jī)可以作為控制站或者試驗(yàn)計(jì)算機(jī)使用。
一、3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)
3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D
控制系統(tǒng)功能
1、監(jiān)控操作站可實(shí)時(shí)、直觀、清晰、動(dòng)態(tài)地顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的模擬圖；
2、系統(tǒng)能快捷靈活地選擇工況，根據(jù)被試對(duì)象對(duì)系統(tǒng)的要求組態(tài)試驗(yàn)設(shè)備，一旦確認(rèn)，系統(tǒng)自動(dòng)巡檢與該工況相應(yīng)的設(shè)備；
3、實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)各種參數(shù)的設(shè)置，包括內(nèi)部參數(shù)和各種給定值；
4、對(duì)試驗(yàn)變頻器進(jìn)行通訊控制和狀態(tài)、數(shù)據(jù)巡檢；
5、對(duì)高低壓交流電器的各電氣開關(guān)量,模擬量和各熱工量等進(jìn)行數(shù)字監(jiān)視、連鎖和報(bào)警等。
6、系統(tǒng)提供多種故障處理方式和報(bào)警管理。能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、有效地完成對(duì)試驗(yàn)站被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)視, 并對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警保護(hù)。
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)完成對(duì)高低壓開關(guān)柜的控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)（10kV電網(wǎng)、690V 50Hz電網(wǎng)、690V 60Hz）、變頻器的控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)、油水路系統(tǒng)的控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，PLC選用西門子公司S7-300系列，CPU選擇CPU315-2F/DP故障安全型產(chǎn)品，并擴(kuò)展必要的輸入輸出模塊用于連接外部設(shè)備。
系統(tǒng)的控制和監(jiān)測(cè)分為高低壓控制柜區(qū)及熱工區(qū)，各區(qū)域設(shè)計(jì)選用ET200分布式I/0子站?，F(xiàn)場(chǎng)控制站的ET200M分布式I/O站通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與S7-300中央控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，它主要功能是：采集現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)(數(shù)字量和模擬量)，通過(guò)ET200M的I/O信號(hào)接口模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量或模擬量信號(hào)傳送到中央控制站，同時(shí)將中央控制器發(fā)送來(lái)的控制信號(hào)送至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，完成設(shè)備控制。
系統(tǒng)中各試驗(yàn)臺(tái)位的變頻器（拖動(dòng)變頻器、轉(zhuǎn)子變頻器、試驗(yàn)電源變頻器）通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與S7-300中央控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
綜合繼保裝置通過(guò)ModBus總線與S7-300中央控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
安裝在系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)的監(jiān)控主站與PLC間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通信；
各試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控子站與監(jiān)控主站通過(guò)試驗(yàn)系統(tǒng)以太網(wǎng)互聯(lián)，進(jìn)行快速數(shù)據(jù)交換，各監(jiān)控子站獲得的電量測(cè)量和分布式測(cè)量數(shù)據(jù)（溫度、電量等）通過(guò)快速數(shù)據(jù)交換在監(jiān)控主站進(jìn)行集中監(jiān)視和顯示。
二、3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)監(jiān)控主臺(tái)和監(jiān)控子站
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)，監(jiān)控臺(tái)中安裝監(jiān)控主站，完成系統(tǒng)組態(tài)、監(jiān)控功能，監(jiān)控主站及各試驗(yàn)臺(tái)的監(jiān)控子站與監(jiān)控主站站采用OPC通訊；
監(jiān)控主站實(shí)時(shí)、直觀、動(dòng)態(tài)地顯示系統(tǒng)各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的模擬圖，數(shù)字顯示各模擬量監(jiān)測(cè)值。
各試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)監(jiān)控子站（控制計(jì)算機(jī)），監(jiān)控子站顯示與該試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)模擬圖，數(shù)字顯示各模擬量監(jiān)測(cè)值。經(jīng)過(guò)授權(quán)，監(jiān)控子站能夠與主站有相同的權(quán)限，既監(jiān)控子站能夠執(zhí)行主站的所有功能，控制和監(jiān)視系統(tǒng)所有設(shè)備。
1、高低壓區(qū)分布式I/O
根據(jù)中央控制器發(fā)布的控制信號(hào)完成對(duì)高低壓開關(guān)柜的控制；
完成高低壓開關(guān)柜觸點(diǎn)信號(hào)監(jiān)測(cè)；
模擬量輸入模塊完成高低壓電網(wǎng)監(jiān)測(cè)（10kV電網(wǎng)、690V 50Hz電網(wǎng)、690V 60Hz）傳感器（變送器）信號(hào)的采集。
2、熱工區(qū)分布式I/O
完成對(duì)油水路壓力、流量的控制和數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)監(jiān)控主站完成對(duì)油水路的監(jiān)控功能，油水路數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)運(yùn)行的必要條件在系統(tǒng)控制軟件中進(jìn)行處理，通過(guò)門限值設(shè)置，產(chǎn)生告警、保護(hù)動(dòng)作。油水路數(shù)據(jù)根據(jù)試驗(yàn)根據(jù)要求記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。
三、3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控軟件安全性設(shè)計(jì)
監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)為可以自動(dòng)或手動(dòng)組態(tài)系統(tǒng)，且手動(dòng)優(yōu)先。
本系統(tǒng)除了對(duì)高低壓開關(guān)柜的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，監(jiān)控軟件同時(shí)進(jìn)行10kV電網(wǎng)、690V電網(wǎng)(50Hz、60Hz)電源等模擬量監(jiān)控。軟件設(shè)計(jì)中通過(guò)開關(guān)量、模擬量監(jiān)測(cè)采用從10kV進(jìn)線開關(guān)直到每個(gè)變頻器輸入開關(guān)分級(jí)聯(lián)鎖，即只有上一級(jí)輸出電壓符合設(shè)計(jì)要求才允許閉合下一級(jí)開關(guān)。
對(duì)需要油水路系統(tǒng)工作的被試電機(jī)和試驗(yàn)項(xiàng)目，油水路系統(tǒng)正常運(yùn)行（包括流量、壓力等符合被試產(chǎn)品和陪試設(shè)備要求）為其系統(tǒng)啟動(dòng)的先決條件，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生超出其運(yùn)行條件的狀態(tài)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置，進(jìn)入告警及自動(dòng)/手動(dòng)停機(jī)程序。
各試驗(yàn)臺(tái)中監(jiān)控子站一般只能對(duì)與該試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行操作，授權(quán)情況下監(jiān)控子站與主站有相同權(quán)限，能夠?qū)λ性O(shè)備進(jìn)行操作。
四、3.6MW雙饋電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)保護(hù)和故障報(bào)警
1、自我監(jiān)控和診斷
監(jiān)控和測(cè)試軟件例程不斷地檢查系統(tǒng)的正常性。功能和板卡/模塊的故障通過(guò)文字輸出到監(jiān)控主站的屏幕上。同時(shí)生成故障警報(bào)的打印輸出。信息足夠全面以便工作人員明白對(duì)系統(tǒng)造成的影響，也便于維護(hù)人員快速實(shí)施故障分析及修復(fù)。
2、故障處理及保護(hù)停機(jī)
當(dāng)某設(shè)備發(fā)生故障，根據(jù)故障設(shè)備及故障類型和預(yù)設(shè)的故障處理程序，系統(tǒng)進(jìn)入故障處理狀態(tài)，對(duì)直接影響系統(tǒng)安全的故障，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入緊急停機(jī)程序，自動(dòng)完成系統(tǒng)緊急停機(jī)控制過(guò)程。
3、操作錯(cuò)誤告警
當(dāng)操作人員進(jìn)行人工操作時(shí)，違反了操作例程，監(jiān)控軟件通過(guò)文字在監(jiān)控主站或監(jiān)控子站發(fā)出警告，并提示錯(cuò)誤的原因。
4、告警和故障記錄
記錄產(chǎn)生故障的設(shè)備、類型、時(shí)間等故障記錄，形成記錄文件。
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