一、系統(tǒng)圖
二、系統(tǒng)概述
水輪機組現(xiàn)地控制單元（簡稱 LCU），每套機組的 LCU包含：
• 主機、輔機PLC 控制及人機界面
• 轉速測控裝置與溫度巡檢裝置
• 發(fā)電機保護測控與變壓器保護測控
• 線路保護測控與轉速測控裝置
• 發(fā)電機電度計量與主 變電度計量等
• 勵磁系統(tǒng)
• 調速系統(tǒng)
• 直流電源系統(tǒng)等
水輪機組 LCU 主要作用：
• 數(shù)據(jù)采集、控制調節(jié)與人機聯(lián)系
• 電廠設備運行管理及指導
• 實時監(jiān)視電力設備的運行狀態(tài)
• 將水電站運行的實時數(shù)據(jù)或圖像信息上傳至上級調度
系統(tǒng)
• 接受執(zhí)行上級調度系統(tǒng)發(fā)來的遙控、遙調命令
• 確保水電站的安全、可靠、經(jīng)濟運行
• 實現(xiàn)電站的無人或少人值班等
由于水輪發(fā)電機組系統(tǒng)是水電站最關鍵、最復雜的系統(tǒng)，所以必須采用可靠性、安全性和實時性很高的控制系統(tǒng)。
如何提高水電站 LCU 系統(tǒng)的可靠性一直是業(yè)內人士非常關心的事情。GE Fanuc 可以為用戶帶來哪些與眾不同的獨特解決方案呢？
首先是通過 GE Fanuc PLC 實現(xiàn)直接上網(wǎng)。傳統(tǒng) LCU 的控制方案中，存在工控機數(shù)據(jù)通訊的“瓶頸”現(xiàn)象。為解決這種問題可采用下述兩種方法：一種是 LCU的調速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、保護裝置等直接上以太網(wǎng)，這樣就分散數(shù)據(jù)負荷。另一種是將 LCU 的調速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、保護裝置等和 PLC 子站通訊，PLC 的可靠性高于工控機，這樣就大大提高了 LCU 的可靠性。上頁圖示為 GE Fanuc 產(chǎn)品應用在工業(yè)以太網(wǎng)的典型示例。
采用 GE Fanuc 工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)點包括：
• 通訊速度高，支持 10M/100M 傳輸速率，便于實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的實時遠距離傳輸，通訊距離可無限遠• 可以實現(xiàn)一站對多站的通訊與全局數(shù)據(jù)共享，便于各站既獨立運行又相互聯(lián)鎖的運行• 可以通過一臺計算機完成全廠 PLC 站的編程、診斷，不用去各個分站，大大提高系統(tǒng)調試、維護時間• GE Fanuc 工業(yè)以太網(wǎng)支持通用的 Hub、Switch、Router等網(wǎng)絡產(chǎn)品，易于購買、易于維護、減少用戶庫存
• 采用 EGD 方式通訊，用戶無需編程，只需組態(tài)，即可實現(xiàn)
• 國內外有大量工業(yè)實際應用案例
• 可以實現(xiàn)從控制層到信息層的環(huán)網(wǎng)連接，增強了網(wǎng)絡的可靠性；而一般的工業(yè)總線無法實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)連接，一旦總線出現(xiàn)斷裂，會導致大量數(shù)據(jù)丟失。
其次，GE Fanuc 的熱備冗余結構可大大提高 LCU 的可靠性。
• 雙機熱備、無擾切換、可靠性高、便于維護。在一定
時間內，熱備機也許沒有“表現(xiàn)的機會”，但一旦讓它表現(xiàn)，它會“準確而恰如其分”地發(fā)揮它的功用。GEFanuc 雙機熱備的實現(xiàn)有多種方案。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 熱備系統(tǒng)等，見下圖2：
• 光纖以太網(wǎng)冗余或環(huán)網(wǎng)由于通訊距離遠，為避免偶然因素的影響，組成冗余網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)，可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。
• 與遠程機架的聯(lián)結采用 Genius 雙電纜冗余。一般情況，一個 LCU 單元需要幾個遠程機架。主機架與遠程機架采用單纜連接已經(jīng)足夠。但采用雙纜可以獲得更高的可靠性。采用雙纜連接主機架與遠程站，一根從左側電纜溝走線，一根從右側走線，這樣一旦一側有火災、機械損傷等不可預見性的因素，不影響系統(tǒng)的正常運行。
三、公用設備、輔機系統(tǒng)及 GE Fanuc 解決方案
公用設備及輔機系統(tǒng)設備主要有排水系統(tǒng)、公共油壓裝置、壓縮空氣系統(tǒng)設備、機組供水系統(tǒng)、開關站控制系統(tǒng)等。其主要作用是為主機組的正常運行提供必要的水、油、氣。通常需要控制的設備有空壓機、深井泵、離心泵、排污泵、減壓閥、流量調節(jié)閥、全自動濾水器、控制閥、安全閥、雨淋閥、控制開關閥泵空閥、水位計、流量計、水位控制器和油處理等設備。
公用設備及輔機系統(tǒng)是保證發(fā)電機組正常工作的重要系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的重要性及資金狀況選用合適的控制系統(tǒng)，可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i 熱備系統(tǒng)或單機系統(tǒng)等。熱備系統(tǒng)見圖 2，單機系統(tǒng)見下圖3：
四、通風空調系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)及 GE Fanuc 解決方案
水電站的通風空調系統(tǒng)主要是為廠房工作區(qū)置換通風供氧。主要控制設備就是風機和中央空調等。其重要性不言而喻，這顯然需要選擇高可靠性的熱備系統(tǒng)。例如：可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i熱備系統(tǒng)等。
水電站的閘門控制系統(tǒng)主要是控制大壩水位，以便泄洪、蓄水發(fā)電、船運等，其主要控制設備就是大小閘門及各種液位計等?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的重要性及資金狀況選用合適的控制系統(tǒng)，可以采用GE 熱備系統(tǒng)或單機系統(tǒng)等。熱備系統(tǒng)見圖2，單機系統(tǒng)見圖3。
五、GE Fanuc 在水電站綜合自動化控制系統(tǒng)成功案例
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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