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西门子6ES7322-1BH10-0AA0库存优势
自动控制具有以下优点:
■操作简单,可以实现无人值守;
■良好的实时调节,防止了人为因素滞后;
■具有高性;
■减轻工作人员负担;
■节省人力成本。
需要控制的参数和可能的控制方式
空压站需要的控制需求;⑴高、低压供气压力控制(机组自动开停控制);⑵系统自动排水控制;⑶循环水液位控制和自动加药控制;⑷所需压缩空气温度、循环水温度等参数控制等等。
空压系统的整体自动调控一般可以使用以下2种方法之一来实现:
⑴采用PLC系统进行通讯和控制。
⑵可以采用英格索兰公司或自己编制的控制软件。
种方法性高,适用于工业控制系统。当监控计算机出现故障时,PLC还可以按照设定的程序进行自动控制。
二种方法是通过控制系统的计算机进行单的分析运算进行控制,它具有较好的灵活性,但缺点是如果出现如计算机死机等故障时,有可能影响系统的正常运行。好在计算机的一般恢复往往不需要太多的时间。
除空压供气系统自控外,空压站可与制冷站、热力站系统一起建立设备控制网络,实现集中控制,或与工厂控制联网,由控制的控制器实时远程监控,实现真正的无人值守。
系统构成
对于以上讨论,如果需要实现空压站的整体自控,又许多成熟PLC自控系统可以选用,现以ZH公司的PLC自控系统为例。
该自控系统选用西门子S7-300系列可编程控制器,带有RS422/485网络接口,支持MODBUS等相关网络通讯协议。该系统可以采用工业通讯网络技术实施远程联网。空压站自控设备可根据生产实际情况和各设备的特点,以及可能存在的问题,综合各方面因素后确立分级控制网络的实施方案,如图1所示。
■硬件配置
现场仪表,受控设备、执行器、带有串行通讯接口的设备(如空压机,冷干机等),PLC和监控计算机。
■软件功能
选用的工业组态软件(如WINCC或iFIX)用来监视和操作整个生产过程,为控制系统提供通讯、显示及报表管理等功能,各设备控制器自成一子系统,其应用程序功能包括:信息,设备控制,故障报警,连锁保护,以及数据处理和通信传输。
在系统实施过程中,还可引入故障检测和故障诊断的处理程序,能够提高系统的智能化程度,有利于进一步改善自控系统的有效性和性,通过优化调度策略,软件连锁保护等自动控制功能模式的应用,有望将自动化水平提升到高层次,可以为确定空压机设备状态检修点提供依据,并由此获得大的效益。 结论
总之通过自动化控制可以克服由于人为因素造成的调节滞后等不利因素,减少运行参数的波动,达到减少用工和节约能源的目的。对于提升天纺控股有限公司的整体技术水平是相当重要的
但考虑此处对压力的稳定性要求并不高,只要压力不出某一范围即可,所以也可以采用开关控制方案。四、热力站控制系统的实现
热力站的一次网回路控制,主要是热负荷控制。通过控制调节一次网回路上的电动调节阀,来调节流过热力站的一次热水的流量。在全网控制系统中,全网控制根据目前室外温度情况,参考热源的运行情况及各热力站反馈的二次网运行数据,计算出各热力站一次网控制阀门的开度指令或二次网目标控制温度。热力站系统根据全网控制下发的指令,调节一次网流量调节阀,从而实现全热网的热资源均匀分配。一次网回路控制中主要的参考对象为热力站一、二次网供回水温度;一网控制的对象为一次网调节阀;控制目的为提供热力站的供暖热量。
2、二次网循环泵控制:热力站系统二次网循环泵是通过变频器来调速。传统热力站系统循环泵通常采用工频泵,循环泵选定后,热力站二次网的流量无法进行调整,从而造成热力站系统无法根据室外温度及实际供热需求来调整,造成热力及电力资源的浪费。而且大,热力系统自控改造中,对15KW以上的循环泵普遍使用变频控制。一般的循环泵均采用压差控制方式,即循环泵的转速受二次网供回水压差调整。压差控制的方式可以通过调节循环泵转速,调节二网流量以满足供热需求,从而减少浪费。在热力站循环泵控制中,我们采用供回水温差结合供回水压差控制的方式。热力站控制系统根据各系统的实际情况,设定一个供回水压差目标值。设定此供回水压差值以满足二次管网的供暖水循环。在此基础上,热力站PLC系统通过测量二次网供回水温差来对循环泵进行修正。当二网供回水温差偏大时,则需提高循环泵转速,加大二网流量,提高二网回水温度,改善供热效果;当二网供回水温差过小时,需适当降低循环泵转速,减小二次网的流量。这种调整可以起到节约电能及热能的效果,在大型热网中,这种节能手段就能可观的效果。二次网的控制采用的是定压控制,传统热力站中往往采用压力表电节点控制。随着城市集中供热的发展,系统的热负荷越来越大,热力站系统所带的供暖面积都比较大,并且供热网条件不一,二网系统的水力损失较大。严重的水力损失使得二次网的系统压力加大,频繁。而传统的工频泵的频繁起停,容易造成二次管网压力的波动。在热负荷较大的系统中,我们采用泵变频控制,对系统进行的微调。当系统失水时,二网压力下降,系统会通过变频器控制泵以一定的转速进行,泵的转速根据当前压力与目标压力的差值均匀调整,从而避免泵在启动和停止时对二次网系统的冲击。
在现场人机界面上,可以通过操作面板任意调节系统所需的各种运行状态,例如:一、二次网供回水温度及温差,变频器大小运行频率等,并可随时查阅以往运行记录。根据用户要求可将当前参数以画面、曲线、报表的形式在屏幕上显示。
五、热力站自控系统的优点在热力站中使用变频器及可编程控制器,充分发挥变频器的调速和节能的优点及可编程控制器配置灵活、控制、编程方便的优点,使整个系统的稳定性有了。通过热力站自动控制系统的投运,过去主要依靠人工调节的控制手段得到了改善,热网的运行得到合理控制,失调现象得到了有效地解决,了热网中各站冷热不均的现象。按需供热、节能降耗,改变了不合理的小温差大流量运行方式,既保证了远端客户的供热需要又避免了近端用户的过热现象直接提高了热网的供热效果。
剌慧东男现供职于山西省太原市热力公司材料设备处,分管技术工作,兼任山西省城镇供热协会特聘电气。



1.概述
象山水电站位于黑龙江省黑河市,电站装机容量为3×6MW,1996年设计时以计算机监控为主,常规控制为辅,主要实现对机组部分的监控,开关站以及公用辅助设备未考虑在内,由于系统的结构和功能不十分完善同时由于设备都已进入老化期,设备陈旧技术落后为电站的管理和维护,以及系统的正常运行都带来隐患。为保证电站的正常运行,提高电站的管理水平和经济效益,因此对电厂现行的监控设备进行的技术改造。
电站新的计算机监控系统按“无人值班”(少人值守)运行方式设计。采用北京中水科水电科技开发公司的H9000水电站计算机监控系统,整个系统应采用全分布开放式系统结构。电站计算机监控系统由电站控制系统和现地控制单元等组成。系统采用新的计算机硬件、软件及网络技术,全站按全计算机监控进行总体设计和系统配置,达到国内同类型水电站计算机监控系统水平,系统投入运行后,使全站运行管理达到无人值班(少人职守)。系统高度,各项技术性能指标均达到部颁DL/T578-95《水电站计算机监控系统基本技术条件》及DL/T5065-1999《水力发电厂计算机监控系统设计技术规定》的要求,选择较高的MTBF指标,从部件、单机和系统多层次保证高性要求。系统配置和设备选型应符合计算机发展的特点,硬件、软件采用模块化、结构化的设计,以便于硬件设备的扩充,又可适应功能的增加和系统规模的扩展。实时性好,抗干扰能力强,适应电站的现场环境。人机接口功能强,操作控制简洁、方便、灵活。在保证系统的实时性和性等技术指标的同时,系统应具有可维护性好,保证较小的MTTR指标。
2.计算机监控系统结构配置
电站以计算机监控系统为基础。电站设备的运行监视和控制在中控室的操作员工作站上进行,同时也可在各LCU上通过触摸屏和开关按钮实现对其所控设备运行的监视和控制。机组单元及开关站/公用单元通过光纤网络与全厂计算机监控系统连接并接受其监控,同时在这些系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮,可以实现设备的现地监控。
系统包括系统主机兼操作员工作站、办公楼监视终端、通讯服务器、网络设备、GPS 时钟、打印机等
现地控制单元(LCU)包括三套机组LCU (LCU1-LCU3)、一套开关站及公用设备LCU (LCU4) 、一套小机LCU (LCU5)。 LCU完成对监控对象的数据采集及数据预处理及与其它电站设备的通讯,负责向网络传送数据信息,并自动服从调度层上位机的命令和管理。同时各LCU也具有控制、调节操作和监视功能,配备有本地操作按钮和指示元件,当与上位机系统脱机时,仍具有必要的监视和控制功能。LCU采用PLC直接上以太网的方案。
现地控制单元包括:可编程序控制器、现地人机接口、同期装置、交流采样设备、转速装置及多功能电度表、嵌入式通信控制器、温度采集设备、电源、机柜、继电器及按钮开关、光字等
LCU可编程序控制器完成系统的数据采集及设备的调节与控制(包括顺控)。控制器不仅实时性指标高,还应具有性高等特点。LCU采用BITC MX9300系列PLC。该系列PLC针对水电需求,由BITC与惠朋公司(VIPA GmbH)联合设计,在德国加工生产。
各LCU 的PLC配置的I/O点设计点数如下:
LCU单元 机组(1-3) 开关站及公用 小机
开关量输入(DI+PI) 128 192 32
开关量输入(SOE) 64 64 32
温度量(RTD) 24 8 8
开关量输出(DO) 128 128 64
模拟量输入(AI)4~20MA 16 40 8
以机组单元为例,具体配置如下:
主(1#)机箱(BITC MX9300)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
SOE: MX 321-1BL00 SOE: MX 321-1BL00 CPU: MX 315-2AG10 AI: MX 331-7KF01 AI: MX 331-7KF01 DI: MX 321-1BL00 DI: MX 321-1BL00 DI: MX 321-1BL00 DI: MX 321-1BL00 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01
扩展(2#)机箱(BITC MX9300)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DP: MX 353-1AG01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00
CPU模块:MX315-2AG10,含以太网接口;32点开关量输入模块:MX321-1BL00,6块;32点开关量输出模块:MX322-1BL00,4块;8点模拟量输入模块:MX331-7KF01,2块;4点温度量模块:MX331-7KF01,6块;MX9300的编程软件采用SW873,该软件支持WinPLC7(STL,FBD,LAD) 编程。
3.系统特点及功能
LCU是一套完整的计算机控制系统。与系统联网时,作为监控系统的一部分,实现系统的功能。而当LCU与系统脱离时,则能立运行,实现LCU的现地监控功能,并确保被控设备的稳定运行。LCU的基本功能如下:
PLC完成各种数据采集与预处理功能。事件顺序记录功能。数据通讯与网络通讯功能。运行工况的转换,LCU可完成各类设备的运行工况转换,如机组的运行工况转换,断路器的分合,设备运行方式的转换等。LCU现地人机联系功能。系统硬件及软件诊断与自恢复功能。时钟同步功能。通过硬件和软件同步手段,实现系统时钟同步。
机组现地控制单元(LCU) 控制与调节功能:机组开、停机顺序控制:包括单步控制和连续控制两种顺控方式;机组事故停机及紧急停机控制;机组辅助设备的控制;发电机出口断路器的分/合操作;主变中性点接地开关的分/合操作;机组有功功率调节;机组无功功率/电压调节;各种整定值和限值的设定;机组的自动/手动准同期并网操作;机组进水口闸门控制;水力机械保护功能。
公用设备/开关站现地控制单元(LCU) 控制操作功能:开关站现地/远方控制方式的切换操作;开关站各断路器的分/合操作;开关站各隔离开关的分/合操作;开关站各接地开关的分/合操作;开关站各断路器的自动准同期合闸操作;厂用电进线及断路器的分/合操作;厂用电各种运行方式的确定及备用电源自动投入。
4.系统运行
象山电厂监控系统2007年已改造完毕,H9000监控系统已全部投入使用,达到了设计要求,各种设备目前运行稳定。