GEFanuc水电自动化应用———GEFanuc水电自动化应用

一、系统图
  二、系统概述
  水轮机组现地控制单元（简称 LCU），每套机组的 LCU包含：
· 主机、辅机PLC 控制及人机界面
· 转速测控装置与温度巡检装置
· 发电机保护测控与变压器保护测控
· 线路保护测控与转速测控装置
· 发电机电度计量与主 变电度计量等
· 励磁系统
· 调速系统
· 直流电源系统等
水轮机组 LCU 主要作用：
· 数据采集、控制调节与人机联系
· 电厂设备运行管理及指导
· 实时监视电力设备的运行状态
· 将水电站运行的实时数据或图像信息上传至上级调度
系统
· 接受执行上级调度系统发来的遥控、遥调命令
· 确保水电站的安全、可靠、经济运行
· 实现电站的无人或少人值班等
       由于水轮发电机组系统是水电站最关键、最复杂的系统，所以必须采用可靠性、安全性和实时性很高的控制系统。
       如何提高水电站 LCU 系统的可靠性一直是业内人士非常关心的事情。GE Fanuc 可以为用户带来哪些与众不同的独特解决方案呢？
      首先是通过 GE Fanuc PLC 实现直接上网。传统 LCU 的控制方案中，存在工控机数据通讯的“瓶颈”现象。为解决这种问题可采用下述两种方法：一种是 LCU的调速系统、励磁系统、保护装置等直接上以太网，这样就分散数据负荷。另一种是将 LCU 的调速系统、励磁系统、保护装置等和 PLC 子站通讯，PLC 的可靠性高于工控机，这样就大大提高了 LCU 的可靠性。上页图示为 GE Fanuc 产品应用在工业以太网的典型示例。
采用 GE Fanuc 工业以太网优点包括：
· 通讯速度高，支持 10M/100M 传输速率，便于实现大量数据的实时远距离传输，通讯距离可无限远· 可以实现一站对多站的通讯与全局数据共享，便于各站既独立运行又相互联锁的运行· 可以通过一台计算机完成全厂 PLC 站的编程、诊断，不用去各个分站，大大提高系统调试、维护时间· GE Fanuc 工业以太网支持通用的 Hub、Switch、Router等网络产品，易于购买、易于维护、减少用户库存
· 采用 EGD 方式通讯，用户无需编程，只需组态，即可实现
· 国内外有大量工业实际应用案例
· 可以实现从控制层到信息层的环网连接，增强了网络的可靠性；而一般的工业总线无法实现环网连接，一旦总线出现断裂，会导致大量数据丢失。
其次，GE Fanuc 的热备冗余结构可大大提高 LCU 的可靠性。
· 双机热备、无扰切换、可靠性高、便于维护。在一定
时间内，热备机也许没有“表现的机会”，但一旦让它表现，它会“准确而恰如其分”地发挥它的功用。GEFanuc 双机热备的实现有多种方案。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 热备系统等，见下图2：
  · 光纤以太网冗余或环网由于通讯距离远，为避免偶然因素的影响，组成冗余网或环网，可以大大提高系统的可靠性。
· 与远程机架的联结采用 Genius 双电缆冗余。一般情况，一个 LCU 单元需要几个远程机架。主机架与远程机架采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得更高的可靠性。采用双缆连接主机架与远程站，一根从左侧电缆沟走线，一根从右侧走线，这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素，不影响系统的正常运行。
  三、公用设备、辅机系统及 GE Fanuc 解决方案
        公用设备及辅机系统设备主要有排水系统、公共油压装置、压缩空气系统设备、机组供水系统、开关站控制系统等。其主要作用是为主机组的正常运行提供必要的水、油、气。通常需要控制的设备有空压机、深井泵、离心泵、排污泵、减压阀、流量调节阀、全自动滤水器、控制阀、安全阀、雨淋阀、控制开关阀泵空阀、水位计、流量计、水位控制器和油处理等设备。
      公用设备及辅机系统是保证发电机组正常工作的重要系统。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统，可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i 热备系统或单机系统等。热备系统见图 2，单机系统见下图3：
  四、通风空调系统、闸门控制系统及 GE Fanuc 解决方案
       水电站的通风空调系统主要是为厂房工作区置换通风供氧。主要控制设备就是风机和中央空调等。其重要性不言而喻，这显然需要选择高可靠性的热备系统。例如：可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i热备系统等。
       水电站的闸门控制系统主要是控制大坝水位，以便泄洪、蓄水发电、船运等，其主要控制设备就是大小闸门及各种液位计等。可以根据系统的重要性及资金状况选用合适的控制系统，可以采用GE 热备系统或单机系统等。热备系统见图2，单机系统见图3。
  五、GE Fanuc 在水电站综合自动化控制系统成功案例