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小水电 2 0 1 6 年第1 期 总第1 8 7 期 技术交流 基于 G E V e r s a Ma x P L C的水电站控制系统 实例解析 谢万锋 杭州西湖电力电子技术有限公司，浙江 杭州 3 1 0 0 3 0 摘要美国 G E P L C中的 V e r s a M a x系列，成本低、品质高，在越南 A R O A N G电站中采用，较好地完成了水电站的 自 动化编程 ；对其系统组态和 P L C程序控制流程进行了详细介绍。图4幅，表 3个。 关键词 水电站；P L C ；组态；编程控制；网络 1 概述 A R O A N G电站系越南 中部最 大的电力公 司开 发的 1 座水电站，为亚洲开发银行贷款资助项 目。 根据电站的实际情况以及业主对 P L C的接受度， 笔者所在单位采用 G E家族中的 V e r s a M a x 系列 P IE 为控制核心设计，并顺利中标。V e r s a M a x P I E提供 了大型 P IE 具有的特性 ，具有丰富的 I ／ O模块和可 选模块，带有网络接口模块的 V e r s a M a x I ／ O站能够 灵活地连接到其他网络中去。作为一个具有可缩放 结构的自动化解决方案， V e r s a M a x I ／ O结合了紧凑 性和模块性， 具有很强的方便易用性。 该项目中，P L C主要完成所有 自动化的控制， 主要有模拟量采集、开关信号监视、设备控制、 顺序控制、事故处理、故障报警以及数据上传。 2 电站概况 A R O A N G电站位 于越南 中部 ，属顺 化市 ，装 机容量 2 3 6 0 0 k W，两机两变一出线。全站采用 微机综合自动化系统，按 “ 无人值班 少人值守 ” 进行总体设计和系统配置。监控系统采用计算机监 收稿 日期 201 5 1 2 2 4 作者简介谢万锋 1 9 8 2 一 ，男，工程师，主要从事水电 站自动化方案设计 、编程、项 目实施管理、励 磁系统调试、调速器运行等工作。 E - ma i l x i e w a n f e n g 1 6 3． c o rn 控为主，简易常规控制设备为辅的配置方式，整个 系统采用全分布开放式系统结构 ，由电厂主控层 、 现地控制单元 L C U 组成，可以实现数据管理和 计算机控制。主控层由2 台主控机组成；现地 IEU 控制层共计2 个机组 L C U 、 1 个公用 L C U 、2 个机组 保护屏 ，1 个变压器线路保护屏、辅机控制箱。主 控层与 L C U控制层之间通过 1 0 ／ 1 0 0 M以太 网通讯 总线通讯联接 。 3 控制系统组态 3 ． 1 计算机控制监控 系统 主控层 与机组 L C U屏 、公用 L C u屏 、励 磁、 调速器、阀门控制柜、保护、电度表等完成通讯， 同时与调度通讯，上传数据 见图 1 。 3 ． 2 硬 件 主要 配置 机组 L C U屏参数如下所示 见表 1 。 表 1 机组 L C U屏参数 2 3 技术交流 S M A I I ．H Y D R 0 P 0 W E R 2 0 1 6 Ⅳ o ． 。T o t a l N o ． 1 8 7 调 度 系 统 公用 L C U屏参数如下所示 见表 2 。 表2 公用 L c U屏参数 图 1 计算机监控系统示意 开关站 L fi U屏参数如下所示 见表 3 。 2 4 表 3 开 关站 L C U屏 参数 4 P L C程序控制 4 ． 1 模 块核 心 功能使 用 I C 2 0 0 C P U E 0 5 。程序 内存 1 2 8 K B；内置通 讯 端 口R 2 3 2 R S 4 8 5 R J 4 5 ；内置通讯协议 S N P ， R T U ，串行 I ／ O，S R T P ，E G D 。 小水电 2 0 1 6 年第1 期 总第1 8 7 期 技术交流 图 2自动开机流程 I C 2 0 0 M D L 6 5 0 。输入电压 2 4 V；响应时间 ≤0 ． 5 n 1 s ；点数 3 2点 ；输入阻抗 2 8 K 。 I C 2 0 0 M D L 7 5 0 。输 出电源 2 4 V；响应时间 ≤O ． 2 m s ；点数 3 2点。 I C 2 0 0 A L G 2 6 4 。通道数1 5路；输入范围4 ～ 2 0 r n A或 0～2 0Ⅱ ，本项 目选择 02 0 m A；对 应数字量 0 ～3 2 0 0 0 。 I C 2 0 0 A L G 2 6 0 。通 道 数8路；输 入 范 围 1 0 V D C ／ 0 1 0 V D C ，4 ～2 0 m A ，本项 目选择 4 2 0 m A；对应数字量 0 3 2 0 0 0 。 4 ． 2 程序控制 1 自动开机流程如下所示 见图 2 。 2 自动停机流程如下所示 见图3 。 投刹车 人 ，＼ 三 ／ I 是 ● 关冷却水泵 图 3自动停 机流 程 3 事故停机流程如下所示 见图 4 。 图4 事故停机流程 4 功率调节 有功分段调节 2 0 k W AP2 0 0 k W， 2 0 0 k W A P 8 0 0 k W ，8 0 0 k W A P 2 0 0 0 k W ，2 0 0 k W ap 4 0 0 0 k W Ap为设定有功功率与实际有 功功率的差值 。 下转第2 8页 2 5 技术交流 S M A L L H Y D R O P O W E R 2 0 1 6 NO． 1 ，T o ta l N o ． 1 8 7 水情进行预报或者加报时，G S M无线模块被遥测 终端的系统唤醒进行数据的传输；当数据信息发送 完毕后，就又进人 “ 休眠”状态。在雨量的采集过 程中，一般都是雨量触发 C P U将其值记录进固态 存储器之后，设备又进入 “ 休眠”的状态。对于水 位的数据采集方面 ，遥测终端会通过定时系统对水 位进行采集并记录每一条采集的数据_ 8 _8 。遥测站在 工作时，还可以通过本地键盘以及显示器等对各个 配置进行修改。在遥测终端的信息储存方面，它配 备 了大容量的储存模块 ，这样可以记录大量的雨量 或者河道的水位数据。 3 结语 河道水资源是我国水资源的重要组成部分，其 淡水资源的特性可以满足人类 日常的饮用水需求， 但是随着人类工业经济的不断发展，对河道水资源 的水质也有了很大的影响 ，威胁着人类 日常饮用水 资源的安全 ；所以对于河道水资源水质要实施严密 的监控 ，充分利用 G P R S等先进的技术建立水资源 监测系统，这样能够有效、及时的对河道水资源的 监测提供有力的数据，从而有利于人们对河道水资 源做出合理的保护方案，保护水资源。 参考文献 [ 1 ] 黄荣星， 许士敏 ． 基于 G P R S技术的城市水资源监测系 统[ J ] ． 现代电子技术 ， 2 0 0 4 ， 2 7 4 4 3 4 5 ． [ 2 ] 刘裕伟， 刘景彬 ， 姜怀玺． G P R S技术在供水测控系统中 的应用[ J ] ． 水利技术监督， 2 0 1 0 4 4 9 5 2 ， 5 6 ． [ 3 ] 武建 ， 徐永兵， 钱继兵 ， 等 ． G P R S 技术在供水工程无 线监测系统中的应用[ J ] ． 水利规划与设计， 2 0 1 4 1 6 9 71． [ 4 ] 徐奕． 基于 G P R S技术 的城 市水资源监测系统研究 [ J ] ． 电子技术与软件工程， 201 3 1 7 5 3 ． [ 5 ] 张广驰． 基于 G P R S的水资源远程监测系统研究[ D] ． 淮南 安徽理工大学 ， 2 0 1 4 ． [ 6 ] 胡盾． 水资源监测系统应用设计[ D] ． 西安 西安工程 大学， 201 3 ． [ 7 ] 宁淼， 叶文虎． 我国淡水湖泊的水环境安全及其保障 对策研究[ J ] ． 北京大学学报 自然科学版 网络版 预 印本 ， 2 0 0 9 ， 4 5 1 6 3 ． 6 9 ． [ 8 ] 冯道训 ． Z i g B e e 和 G P R S 技术在无线水文监测系统中的 应用研究[ D ] ． 太原 太原理工大学， 2 0 0 8 ． 一 水质进行实时的检测并预报，为我国河道水资源的 责任编辑 吴昊 舢 ． S “舢． ‘ I L． S jI L 舢 JI L舢 L． 址 ． ‘ ‘ L 上 - j ‘． 址 ． ． 址 舢． 龇舢舢． 址 ． ． ． 址 ． 址 舢． 址 ． 己 上接 第 2 5页 无功分段 调节 2 0 k v a r A Q2 0 0 k v a r ，2 0 0 k v a r A Q6 0 0 k v a r ， 6 0 0 k v a r A Q1 2 0 0 k v a r ，1 2 0 0 k v a r A Q3 0 0 0 k v a r △ Q为设定无功功率 与实际无功功率的差值 。 5 测试输出 为方便做静态调试、对点，我们需要在 P I E 上做一个开出测试功能，动作继电器输出。 6 断路器控制 方便上位机及触摸屏操作控制断路器的分合闸 程序。 7 辅机控制 控制厂房内的风机、消防泵、滤油器泵等。 8 模拟量采集 采集温度、 水位、 功率、 压力、 流量、开度等。 9 事故、故障报警 电气事故各保护动作、失磁、功率突变。 水机事故事故低油压、各瓦温过高、剪断销 剪断。 紧急事故 转速大于 1 4 0 ％、紧急按钮。 1 O 开关量监视 28 厂站内位置信号上传。 5 软件构成 操作系统Win 7 3 2 位 旗舰版。上位机软件 组态王 6 ． 5 3英文版。触摸屏软件 MC G S 7 ． 7 。P L C 软 件 P r o fi c y Ma c h i n e E d i t i o n 8 ． 0 。数 据 库 Mi ． c r o s o f t 。对时软件 T i m e s e v e r ，杭 州西湖 电力 电子 技术有限公司开发。调度软件基于 1 0 4规约 ，杭 州西湖电力电子技术有限公司开发。另外 ，还有报 警语音播放软件 。 6 结语 越南 A R O A N G水 电站项 目于 2 0 1 5年 1 1 月顺 利并网发电，P L C的自动控制程序完全满足现场需 求。由此可见，G E V e r s a M a x系列的 P L C得到了充 分的应用 ，工 程 的 自动 化 部 分得 到 业 主 的一 致 认可。 一 责任编辑吴吴
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