【正文】 ②開機 空載 并網自動帶負荷； ③開機 并網自動帶負荷 停機執(zhí)行過程有： ①發(fā)電 空載 正常停機狀態(tài) ② 發(fā)電 空轉 正常停機狀態(tài) ③ 發(fā)電 正常停機； ④ 發(fā)電 事故停機必須跳滅磁開關、關蝶閥； ⑤ 發(fā)電 緊急停機必須關蝶閥或快速閘門 )。 機組停機備用態(tài)判斷：發(fā)電機斷路器在分閘位置，導葉接力器在全關位置，機組轉速小于 5％ Ne，發(fā)電機電壓小于 10％ Ue。 3． 6． 1 機組停機態(tài)到空轉態(tài) PLC接收到機組停機備用到空轉運行操作時，若開機條件滿足后先發(fā)提鎖錠命令，待鎖錠拔出后給調速器發(fā)開 機令，轉速達到 95％ Ne以上復歸開機令，機組自動開至空轉態(tài)；若開機條件不滿足或鎖錠未拔出及轉速未達到 95％ Ne的情況下延時報警并退出。 30 3． 6． 3 機組空載到發(fā)電態(tài) 機組在空載態(tài)， PLC接收到機組空載態(tài)到發(fā)電態(tài)運行操作時，首先判斷同期壓板如果在投，則投同期合發(fā)電機出口斷路器，若斷路器已合上，復歸投同期等命令，機組自動進入發(fā)電態(tài)；若判斷發(fā)電機出口斷路器沒合上則延時報警并退出；若同期壓板沒投，報警并退出。 32 3． 6． 5機組空載態(tài)到空轉態(tài) 機組在空載態(tài)， PLC接收到機組空載態(tài)到空轉態(tài)運行操作命令時，發(fā)逆變滅磁令給勵磁調節(jié)器，判發(fā)電機電壓至 20％額定電壓后復歸空載轉空轉等命令，機組自動進入空轉態(tài)；若判斷發(fā)電機電壓大子 20％額定電壓時延時報警并退出。 34 3． 6． 7機組停機態(tài)到發(fā)電態(tài) PLC接收到機組停機態(tài)到發(fā)電態(tài)運行操作時，它依次執(zhí)行停機轉空轉、空轉轉空載、空載轉發(fā)電流程， 待發(fā)電機出口斷路器合上后復歸相關命令，機組自動進入發(fā)電態(tài)，在此過程中出現(xiàn)任何故障報警并退出。 35 當 PLC檢測到機組轉速達到 150％ Ne或事故低油壓動作的信息時，同時啟動緊急停機電磁閥、事故配壓閥、落快速門、分 9B及分 FMK，執(zhí)行空載轉停機流程即依次調用空載轉空轉流程和空轉轉停機流程，機組自動進入停機態(tài)。 3． 7 LCU應用程序的設計開發(fā) 3． 7． 1 編程方法的選擇 對于 90— 30 PLC的編程和組態(tài)， GE Fanuc提供以下幾種形式： 1． CIblPLICITY Machine Edition編程軟件； 2． Versapro編程軟件； 3． 109icmaster90軟件運行在 IBM兼容機； 4．方便的手持編程器 (HHP)。 logicmaster9030含有全部所需的開發(fā)，編輯，打印，文件程序上裝或下裝，監(jiān)視，在線或離線改變，程序保持和組態(tài)。 ME把人機界面的開發(fā)，運動控制，多目標控制都集成在一個統(tǒng)一的工作環(huán)境中。 ME功能： 創(chuàng)建與 PLC邏輯和信息相關的文件夾 組態(tài) PLC硬件 創(chuàng)建和編輯變更表 創(chuàng)建，編輯和監(jiān)視執(zhí)行的梯形圖邏輯 創(chuàng)建編輯 Motion程序 創(chuàng)建 Control StationNT／ CE控制面板 (軟件 PLC)的組態(tài)工程 創(chuàng)建 Quick Panel(觸摸屏 )組態(tài)工程 創(chuàng)建 View StationNT／ CB顯示面板 (緊湊型 PC)的組態(tài)工程 允許通過 Web方式進行遠程登錄 3． 7． 2 應用程序的設計 38 根據(jù)冉家壩水電站水輪發(fā)電機組的實際工作情況， LCU的主控制器 PLC選擇了模塊化編程方法。機組 LCIJ的應用程序 (Program)采用模塊化編程，在軟件設計時將 Program程序分成三大模塊，分別為： 組織塊主程序 (OBI)： OBI塊構成了 CPU和用戶程序的接口。 中斷模塊： CPU的操作系統(tǒng)可以根據(jù)不同的事件自動調用其他的一些中斷程序，如： 硬件中斷模塊 OB40：發(fā)生硬件中斷 (事故 )時被調用； 診斷中斷模塊 OB81：后備電池失效時被調用； 診斷中斷模塊 0885：模塊有缺陷時被調用； 診斷中斷模塊 0886：擴展設備或 DP從站故障時被調用； 同步中斷模塊 08122：訪問一個錯誤或不存在的模塊時被調用。按照 LCU的功能， Program應用程序所包括的功能塊 FC(子程序 )分別為 : 1．狀態(tài)判斷功能塊 FCI，它所判定機組的各種狀態(tài)包括：機組出口斷路器的分、合及不定態(tài)，機組停機態(tài)、空轉態(tài)、空載態(tài)、發(fā)電態(tài)及不定態(tài)，鎖錠的提、落及不定態(tài)，風閘狀態(tài)，這些狀態(tài)的判定用于觸摸屏顯示用。 4．空載 轉發(fā)電功能塊 FC4。 7．空載轉空轉功能塊 FC7，它的任務是在 OBI接到上位機或觸摸屏的空載轉空轉令時被調用。 11．水機警告信號功能塊 FCII，它的任務是接到水機警告信息后將其保持并點亮觸摸屏上的相應光字，可以人為復歸， FC11功能塊在 OBI中是被無條件調用的。它包括八種機組狀態(tài)的判斷和轉換，以下就這八種機組狀態(tài)的判斷和轉換，用梯形圖進行編程并編譯后逐一說明。監(jiān)控系統(tǒng)采用 PLC作為現(xiàn)地控制單元，其優(yōu)點是可靠性高，硬件安裝方便，現(xiàn)場抗干擾性強。 (2)軟件設計的可靠性。 4．模塊化設計 軟件設計時充分利用模塊化編程，根據(jù) LCU的一些功能 (如停機轉空轉、空轉轉空載、停機轉發(fā)電、發(fā)電轉空載等順控操作 )， 按照不同的功能分別編成相關的功能塊，實現(xiàn)軟件的模塊化編程，減少各個模塊問的相互依賴，使整個程序清晰明了。 b．單元級 LCU／響應能力 單元級 LCU響應能力滿足對于生產過程的數(shù)據(jù)采集時間或控制命令執(zhí)行時聞的要求。 (2)人機接口響應時間調用新面面的時間：全圖形顯示不大于 2s；在已顯示的畫面上實時數(shù)據(jù)刷新時問從數(shù)據(jù)庫刷新后算起不大于 2s；操作員發(fā)出執(zhí)行命令到控制單元回答顯示的時間不超過 2s；報警或事件產生到畫面字符顯示和發(fā)出音響的時間不超過2s． (3)主控級控制功能的響應時間 有功功率聯(lián)合控制功能執(zhí)行周期為 3slmin可調：無功功率聯(lián)合控制功能執(zhí)行周期為 3s3min可調；自動經濟運行功能處理周期為 530min可調；主控級自動 控制命令執(zhí)行的響應時間即從控制命令發(fā)出到單元級控制點執(zhí)行該控制命令的時間不得超過1． 5s。 主控級的各工作站或計算機 (含磁盤 )的 MTBF(故障平均間隔時 間 )大于 10000h。采用制造廠提供的合格的備件來更換故障組件。 4． 2． 4可用性 (率 ) 計算機監(jiān)控系統(tǒng)在最終驗收時的可用率不得低于 99． 9％。但對于重復性故障。 (可使用時問 +維修停機時間 ] 100％ 式中：所有時間的單位均為小時 (h)； ^ A —— 可用性 (率 )； 可使用時間 =考核 (試驗 )時間 — 維修停機時間 考核 (試驗 )時間 (h)：本系統(tǒng)設備在“現(xiàn)場交接證書”簽發(fā)后即開始進入可用性試驗的考核時間，考核時間取 8760h。 51 4． 2． 3可維修性 可維修性參數(shù)平均修復時間 (MTTR)由制造單位提供，當不包括管理輔助時間和運送時間，一般考慮在 0． 5小時的范圍內。 對于設備運行中 MTBF的考核值可以考慮以設備正式投運后的兩年時間為計算期限，其中包括正常停機時間。 (5)雙機 (工作站 )切換時間：雙機熱備用，切換時保證無擾動、實時數(shù)據(jù)不丟失、實時任務不中斷。 c．主控級的響應能力 主控級的響應能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機接口、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求。 PLC梯形圖編程軟件具有公開、直觀、簡單、可編寫的特點，易于現(xiàn)場技術人員學習掌握和 做必要的修改。如機組發(fā)電態(tài)到空載態(tài)過程中，引入了有功功率和無功功率兩個模擬量參與順控操作，目的是避 免發(fā)電機斷路器帶負荷跳閘，用這種量來參與過程操作，作為動作判斷還可以消除因基礎元件等故障而造成的誤動作，從而提高其安全性。 LCU具有硬件和軟件自診斷功能和顯示功能，即使上位計算機發(fā)生故障，仍可通過 LCU上的觸摸顯示屏等設備對水輪發(fā)電機組和輔助設備進行現(xiàn)場操作和監(jiān)視：為了現(xiàn)場調試的方便或某些特殊情況下， LCU脫離中控室運行， LCU留有與便攜式工作站通信的接口。 2．實現(xiàn)了控制功能的徹底分散現(xiàn)場總線系統(tǒng)是通過通信電纜將各個智能設備連接成多種拓撲結構，大量信息在現(xiàn)場就地完成處理及交換，不需要經過控制室主控機，減少了現(xiàn)場設備與主控室之間的信息往返，使控制功能徹底分散，提高了系統(tǒng)控制的自治性和可靠性，還可以縮短系統(tǒng)的響應時間。 13．溫度巡檢測量功能塊 FCl3，它的任務是將溫度巡檢儀測量的溫度量通過計算，轉化為可讀量并一一對應的顯示在觸摸屏上， FCl3功能塊在 OBI中是被無條件調用的。 9．發(fā)電轉停機功能塊 FC9，它的任務是在 OBI接到上位機或觸摸屏的發(fā)電 轉停機令時被調用。 5．停機轉發(fā)電功能塊 FC5，它的任務是在 OBI接到上位機或觸摸屏的停機轉發(fā)電令時被調用。 2．停機轉空轉功能塊 FC2，它的任務是在 OBI接到上位機或觸摸屏的停機轉空轉令 39 時被調用。通過調用命令調用其它功能塊，即子程序。 功能塊 (FC或 FB)：由于 LCU的一些功能如：停機轉空轉、空轉轉空載、停機轉發(fā)電、發(fā)電轉空載等順控操作在 OBI中并不需要循環(huán)處理，而只是在進行某種操作時才調用相關的程序塊，因此在軟件設計中，將這些功能分別對應各自的功能塊，即停機轉空轉對應停機轉空轉功能塊 FCI，當機組需要進行停機轉空轉操作時，由 OBI調用FCI，就可以完成相應的操作了。這些塊相當于主循環(huán)程序的子程序。在 ME中所有 的功能軟件都具有一樣的開發(fā)環(huán)境和工具包。 編程軟件特點：在線和離線繼電器梯形圖程序開發(fā)；在線顯示，更改，常規(guī)顯示和參數(shù)值；完成程序注釋，名稱，別名和注釋；簡易菜單驅動軟件具有圖像放大功能；刪除和粘貼功能；內裝 PID功能；四級加密口令；熱鍵和廣泛有效的幫助；符號參數(shù)程序設計；完成通訊設置包括調制解調器控制；組態(tài)存檔或保存在一個文件中；常態(tài)打印能力；能在 Pc與 PLC和其它計算機之間完成數(shù)據(jù)傳輸； PLC和 CPU故障診斷顯示以監(jiān)視和清除故障；運行／停止方式 控制。雖然在任何時候都 能離線或在線操作，但最好還是先完成組態(tài)，以便于在編程時根據(jù) CPU類型來檢查存儲器容量。 當 PLC檢測到機組轉速達到 115％ Ne(主配拒動 )或轉速達到 140％ Ne或緊急停機按鈕動作的信息時，同時啟動緊急停機電磁閥、事故配壓閥、分 9B及分 FMK(，最后執(zhí)行 36 空載轉停機流程即依次調用 空載轉空轉流程和空轉轉停機流程，機組自動進入停機態(tài)。 3． 6． 9機組事故停機功能 當 PLC檢測到機組溫度過高保護動作或電氣一類保護動作報警信息時，同時啟動緊急停機電磁閥，分斷路器開關及 FMK，最后執(zhí)行空載轉停機流程，即依次調用空載轉空轉流程和空轉 轉停機流程。 33 3． 6． 6機組空轉態(tài)到停機態(tài) 機組在空轉態(tài)， PLC接收到機組空轉態(tài)到停機態(tài)運行操作命 令時給調速器發(fā)停機令，待發(fā)電機轉速降低至 25％ Ne、導葉在空載開度以下時啟動制動電磁閥；延時 90S后判斷機組制動風閘在落下位置后復歸制動電磁閥和停機令并給風閘反向給風，延時30S后撤去反向給風，待轉速小于 lO％ Ne、導葉全關時啟動落鎖，鎖錠落下后復歸落鎖令，機組自動進入停機態(tài)；在轉速未達到 25％ Ne、導葉未全關等情況下延時報警并退出。 31 3． 6． 4 機組發(fā)電態(tài)到空載態(tài) PLC接收到機組發(fā)電態(tài)到空載態(tài)運行操作時，減機組的有功、無功功率，待有功和無功都降低 5％以下時判導葉接力器已關至空載位置后，發(fā)油開關的分閘令，跳開發(fā)電機出口斷 路器后復歸分閘等命令，機組自動進入空載態(tài)，在斷路器未斷開的情況下延時報警并退出。 29 圖 310 機組停機轉空轉流程框圖 3． 6． 2 機組 空轉 態(tài)到空 載 態(tài) 機組在空轉態(tài)， PLC接收到機組空轉態(tài)到空載態(tài)運行操作時，發(fā)投勵磁起勵命令給勵磁調節(jié)器，待發(fā)電機電壓達到 80％ Ue后復歸投勵磁等命令，機組自動進入空載狀態(tài)；在電壓未達到 80％ Ue的情況下延時報警并退出。 機組發(fā)電態(tài)判斷：發(fā)電機斷路器在合閘位置，導葉接力器在空載及以上位置，機組轉速大于 90％ Ne，發(fā)電機電壓大于 80％ Ue。在機組順序控制操作程序設計中一般考慮：在操作人員發(fā)出機組操作命令后， PI． ,C可以自動按預 先設定的流程完成全部的操作，也可以在操作人員干預下進行單步操作；停機命令優(yōu)先于發(fā)電命令，并在開機過程中，空轉態(tài)、空載態(tài)、發(fā)電態(tài)均可以執(zhí)行停機命令，一旦執(zhí)行停機命令， 28 其它控制均被禁止；對每一操作命令，均檢查其執(zhí)行情況，當某一步操作失敗使設備處于不允許的運行狀態(tài)，程序設置相應的控制，使設備進入某一穩(wěn)定的運行狀態(tài)；操作過程中，若機組設備發(fā)生事故或運行狀態(tài)發(fā)生變化，不允許操作繼續(xù)進行時，應自動中斷過程使程序退出。 由于機組負荷調節(jié)的主要參考數(shù)據(jù)就是有功功率和無功功率，為了保證機組在發(fā)電工況下的負荷調節(jié)的安全和可靠，在機組 LCU的配置中又配置一只有功和無功功率的組合變送 器。 3． 4． 4 測溫裝置的選擇 采用南瑞公司生產的 SJ一