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李 潔
1 引言
八盤峽水電廠是黃河蘭州段劉、鹽、八梯級水電廠的最后一級，是徑流河床式調(diào)峰電站。全廠共6臺機組，單機容量36MW，是一個生產(chǎn)運行了30年的老廠。
該廠低壓風(fēng)系統(tǒng)的兩臺2V-6/8型低壓機，是全廠輔助系統(tǒng)中的主要設(shè)備，由其提供的0.8MPa風(fēng)壓，主要供給發(fā)電機制動風(fēng)閘、頂蓋圍帶密封等處。由于該風(fēng)壓是全廠發(fā)電機組開機條件之一，因此是不允許間斷的。
原控制回路主要由老式繼電器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，老化嚴(yán)重，給運行及檢修人員帶來極大不便。氣壓信號由電接點壓力表采集，由三相交流接觸器啟停電機，故障報警及電機（40kW）保護裝置十分簡單，控制回路故障頻繁發(fā)生，難以保證全廠低壓技術(shù)用風(fēng)的正常供給。
2 改造方案
經(jīng)過具體研究和分析后，決定采用性價比高的PLC集中控制模式，更換原有的控制盤，將交流接觸器更換為無觸點的固態(tài)開關(guān)，用壓力變送器取代電接點壓力表。預(yù)備用PLC RS-485串行通訊接口，通過雙絞線與發(fā)電機組監(jiān)控上位機連接，實現(xiàn)遠方監(jiān)控（見圖1）。為了便于運行人員掌握，系統(tǒng)操作方式完全移植原有的運行操作方式。方案確立后，根據(jù)現(xiàn)場需要選定了所需設(shè)備型號。
圖1 低壓空壓機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
(1) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
(2) 控制系統(tǒng)組成及主要設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
采用標(biāo)準(zhǔn)控制盤柜，選用日本三菱公司PLC及串行通訊設(shè)備，恩威電子公司的兩臺固態(tài)開關(guān)，北京三吉利佳兆公司的氣壓變送器。他們的特性參數(shù)參見表1、2、3。
表1 PLC性能參數(shù)
表2 固態(tài)開關(guān)(SWK)性能參數(shù)
表3 壓力變送器性能參數(shù)
(3) 流程的設(shè)計
控制流程（見圖2）切合實際進行設(shè)計，通過在現(xiàn)場多方面的調(diào)試,完全滿足現(xiàn)場各方面的需要，程序設(shè)計技術(shù)指標(biāo)參見表3。
圖2 流程框圖
表3 程序設(shè)計技術(shù)指標(biāo)
(4) 控制系統(tǒng)運行方式
① 切換運行方式
兩臺低壓機分別由兩個操作把手控制，可任意切換四種運行方式―自動、備用、手動與切除。
② 電源運行方式
控制系統(tǒng)分別由廠用一段、廠用二段電源供電，互為備用。控制系統(tǒng)盤柜上的電源切換把手，任意切換三種供電方式―廠用一段電源投入、廠用二段電源投入、電源切除。
③ PLC運行方式
PLC有兩種工作方式―運行及調(diào)試，由一控制按鍵切換。運行態(tài)時PLC正常開入、運算與控制開出。調(diào)試態(tài)時PLC正常開入，但禁止所有開出控制。
3 實現(xiàn)功能
(1) 對兩臺低壓機實現(xiàn)可靠的自動控制。
(2) 對兩臺低壓機及控制系統(tǒng)本身實現(xiàn)全面可靠的自動保護。
① 對低壓機的保護：低壓機兩級氣缸溫度過高的保護，低壓機兩級氣缸壓力過高的保護。
② 對40kW電動機的保護：過流、過載、欠壓、缺相、三相不平衡。
③ 對PLC的保護
PLC的工作電源用隔離變壓器隔離，減少尖峰波形電壓對PLC的沖擊。
(3) 完善的報警系統(tǒng)及顯示光字。現(xiàn)場報警系統(tǒng)共有10個顯示光字，遠方中控室有2個顯示光字，組合起來共反映24種不同故障。
(4) 壓力變送器可對氣壓信號進行模擬量的采集,便于監(jiān)視。
(5) 隨時根據(jù)需要與上位機通訊，實現(xiàn)遠方監(jiān)控。
4 結(jié)語
低壓機監(jiān)控系統(tǒng)采用先進的PLC控制，設(shè)計合理，使整個系統(tǒng)性能優(yōu)于原控制系統(tǒng)，這一點在實際運行中得到了充分的證實與考驗。自1999年6月投運以來，運行狀況良好，獲得了顯著的經(jīng)濟效益，為安全生產(chǎn)發(fā)揮了實際作用，對其它設(shè)備的獨立改造具有一定的參考價值。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號