【正文】 ②開機 空載 并網(wǎng)自動帶負(fù)荷； ③開機 并網(wǎng)自動帶負(fù)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(zhuǎn) 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(guān)、關(guān)蝶閥； ⑤ 發(fā)電 緊急停機必須關(guān)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(dǎo)葉接力器在全關(guān)位置，機組轉(zhuǎn)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(zhuǎn)態(tài) PLC接收到機組停機備用到空轉(zhuǎn)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(diào)速器發(fā)開 機令，轉(zhuǎn)速達(dá)到 95％ Ne以上復(fù)歸開機令，機組自動開至空轉(zhuǎn)態(tài)；若開機條件不滿足或鎖錠未拔出及轉(zhuǎn)速未達(dá)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(fù)歸投同期等命令，機組自動進(jìn)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(zhuǎn)態(tài) 機組在空載態(tài)， PLC接收到機組空載態(tài)到空轉(zhuǎn)態(tài)運行操作命令時，發(fā)逆變滅磁令給勵磁調(diào)節(jié)器，判發(fā)電機電壓至 20％額定電壓后復(fù)歸空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)等命令，機組自動進(jìn)入空轉(zhuǎn)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(zhuǎn)空轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)空載、空載轉(zhuǎn)發(fā)電流程， 待發(fā)電機出口斷路器合上后復(fù)歸相關(guān)命令，機組自動進(jìn)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(dāng) PLC檢測到機組轉(zhuǎn)速達(dá)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(zhuǎn)停機流程即依次調(diào)用空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)流程和空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)停機流程，機組自動進(jìn)入停機態(tài)。 3． 7 LCU應(yīng)用程序的設(shè)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(biāo)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(guān)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(jìn)行遠(yuǎn)程登錄 3． 7． 2 應(yīng)用程序的設(shè)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(yīng)用程序 (Program)采用模塊化編程，在軟件設(shè)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(gòu)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(diào)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(diào)用； 診斷中斷模塊 OB81：后備電池失效時被調(diào)用； 診斷中斷模塊 0885：模塊有缺陷時被調(diào)用； 診斷中斷模塊 0886：擴展設(shè)備或 DP從站故障時被調(diào)用； 同步中斷模塊 08122：訪問一個錯誤或不存在的模塊時被調(diào)用。按照 LCU的功能， Program應(yīng)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(zhuǎn)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(fēng)閘狀態(tài)，這些狀態(tài)的判定用于觸摸屏顯示用。 4．空載 轉(zhuǎn)發(fā)電功能塊 FC4。 7．空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功能塊 FC7，它的任務(wù)是在 OBI接到上位機或觸摸屏的空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)令時被調(diào)用。 11．水機警告信號功能塊 FCII，它的任務(wù)是接到水機警告信息后將其保持并點亮觸摸屏上的相應(yīng)光字，可以人為復(fù)歸， FC11功能塊在 OBI中是被無條件調(diào)用的。它包括八種機組狀態(tài)的判斷和轉(zhuǎn)換，以下就這八種機組狀態(tài)的判斷和轉(zhuǎn)換，用梯形圖進(jìn)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(shè)計的可靠性。 4．模塊化設(shè)計 軟件設(shè)計時充分利用模塊化編程，根據(jù) LCU的一些功能 (如停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)空載、停機轉(zhuǎn)發(fā)電、發(fā)電轉(zhuǎn)空載等順控操作 )， 按照不同的功能分別編成相關(guān)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(yīng)能力 單元級 LCU響應(yīng)能力滿足對于生產(chǎn)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(yīng)時間調(diào)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(chǎn)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(yīng)時間 有功功率聯(lián)合控制功能執(zhí)行周期為 3slmin可調(diào)：無功功率聯(lián)合控制功能執(zhí)行周期為 3s3min可調(diào)；自動經(jīng)濟運行功能處理周期為 530min可調(diào)；主控級自動 控制命令執(zhí)行的響應(yīng)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(fù)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(shè)備在“現(xiàn)場交接證書”簽發(fā)后即開始進(jìn)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(fù)時間 (MTTR)由制造單位提供，當(dāng)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(nèi)。 對于設(shè)備運行中 MTBF的考核值可以考慮以設(shè)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(wù)不中斷。 c．主控級的響應(yīng)能力 主控級的響應(yīng)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(shù)人員學(xué)習(xí)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(fù)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(chǔ)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(shè)備對水輪發(fā)電機組和輔助設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場操作和監(jiān)視：為了現(xiàn)場調(diào)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(shè)備連接成多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大量信息在現(xiàn)場就地完成處理及交換，不需要經(jīng)過控制室主控機，減少了現(xiàn)場設(shè)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(yīng)時間。 13．溫度巡檢測量功能塊 FCl3，它的任務(wù)是將溫度巡檢儀測量的溫度量通過計算，轉(zhuǎn)化為可讀量并一一對應(yīng)的顯示在觸摸屏上， FCl3功能塊在 OBI中是被無條件調(diào)用的。 9．發(fā)電轉(zhuǎn)停機功能塊 FC9，它的任務(wù)是在 OBI接到上位機或觸摸屏的發(fā)電 轉(zhuǎn)停機令時被調(diào)用。 5．停機轉(zhuǎn)發(fā)電功能塊 FC5，它的任務(wù)是在 OBI接到上位機或觸摸屏的停機轉(zhuǎn)發(fā)電令時被調(diào)用。 2．停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功能塊 FC2，它的任務(wù)是在 OBI接到上位機或觸摸屏的停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)令 39 時被調(diào)用。通過調(diào)用命令調(diào)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(zhuǎn)空轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)空載、停機轉(zhuǎn)發(fā)電、發(fā)電轉(zhuǎn)空載等順控操作在 OBI中并不需要循環(huán)處理，而只是在進(jìn)行某種操作時才調(diào)用相關(guān)的程序塊，因此在軟件設(shè)計中，將這些功能分別對應(yīng)各自的功能塊，即停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)對應(yīng)停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)功能塊 FCI，當(dāng)機組需要進(jìn)行停機轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)操作時，由 OBI調(diào)用FCI，就可以完成相應(yīng)的操作了。這些塊相當(dāng)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(qū)動軟件具有圖像放大功能；刪除和粘貼功能；內(nèi)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(shè)計；完成通訊設(shè)置包括調(diào)制解調(diào)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(dāng) PLC檢測到機組轉(zhuǎn)速達(dá)到 115％ Ne(主配拒動 )或轉(zhuǎn)速達(dá)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(zhuǎn)停機流程即依次調(diào)用 空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)流程和空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)停機流程，機組自動進(jìn)入停機態(tài)。 3． 6． 9機組事故停機功能 當(dāng) PLC檢測到機組溫度過高保護(hù)動作或電氣一類保護(hù)動作報警信息時，同時啟動緊急停機電磁閥，分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)及 FMK，最后執(zhí)行空載轉(zhuǎn)停機流程，即依次調(diào)用空載轉(zhuǎn)空轉(zhuǎn)流程和空轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)停機流程。 33 3． 6． 6機組空轉(zhuǎn)態(tài)到停機態(tài) 機組在空轉(zhuǎn)態(tài)， PLC接收到機組空轉(zhuǎn)態(tài)到停機態(tài)運行操作命 令時給調(diào)速器發(fā)停機令，待發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低至 25％ Ne、導(dǎo)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(fēng)閘在落下位置后復(fù)歸制動電磁閥和停機令并給風(fēng)閘反向給風(fēng)，延時30S后撤去反向給風(fēng)，待轉(zhuǎn)速小于 lO％ Ne、導(dǎo)葉全關(guān)時啟動落鎖，鎖錠落下后復(fù)歸落鎖令，機組自動進(jìn)入停機態(tài)；在轉(zhuǎn)速未達(dá)到 25％ Ne、導(dǎo)葉未全關(guān)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(dǎo)葉接力器已關(guān)至空載位置后，發(fā)油開關(guān)的分閘令，跳開發(fā)電機出口斷 路器后復(fù)歸分閘等命令，機組自動進(jìn)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(zhuǎn)空轉(zhuǎn)流程框圖 3． 6． 2 機組 空轉(zhuǎn) 態(tài)到空 載 態(tài) 機組在空轉(zhuǎn)態(tài)， PLC接收到機組空轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)器，待發(fā)電機電壓達(dá)到 80％ Ue后復(fù)歸投勵磁等命令，機組自動進(jìn)入空載狀態(tài)；在電壓未達(dá)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(dǎo)葉接力器在空載及以上位置，機組轉(zhuǎn)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(shè)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(yù) 先設(shè)定的流程完成全部的操作，也可以在操作人員干預(yù)下進(jìn)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(zhuǎn)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(dāng)某一步操作失敗使設(shè)備處于不允許的運行狀態(tài)，程序設(shè)置相應(yīng)的控制，使設(shè)備進(jìn)入某一穩(wěn)定的運行狀態(tài)；操作過程中，若機組設(shè)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(jìn)行時，應(yīng)自動中斷過程使程序退出。 由于機組負(fù)荷調(diào)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(fù)荷調(diào)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(chǎn)的 SJ一