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李 潔
1 引言
八盤峽水電廠是黃河蘭州段劉、鹽、八梯級水電廠的最后一級，是徑流河床式調峰電站。全廠共6臺機組，單機容量36MW，是一個生產運行了30年的老廠。
該廠低壓風系統的兩臺2V-6/8型低壓機，是全廠輔助系統中的主要設備，由其提供的0.8MPa風壓，主要供給發電機制動風閘、頂蓋圍帶密封等處。由于該風壓是全廠發電機組開機條件之一，因此是不允許間斷的。
原控制回路主要由老式繼電器構成，結構復雜，老化嚴重，給運行及檢修人員帶來極大不便。氣壓信號由電接點壓力表采集，由三相交流接觸器啟停電機，故障報警及電機（40kW）保護裝置十分簡單，控制回路故障頻繁發生，難以保證全廠低壓技術用風的正常供給。
2 改造方案
經過具體研究和分析后，決定采用性價比高的PLC集中控制模式，更換原有的控制盤，將交流接觸器更換為無觸點的固態開關，用壓力變送器取代電接點壓力表。預備用PLC RS-485串行通訊接口，通過雙絞線與發電機組監控上位機連接，實現遠方監控（見圖1）。為了便于運行人員掌握，系統操作方式完全移植原有的運行操作方式。方案確立后，根據現場需要選定了所需設備型號。
圖1 低壓空壓機控制系統結構圖
(1) 控制系統的結構
(2) 控制系統組成及主要設備技術指標
采用標準控制盤柜，選用日本三菱公司PLC及串行通訊設備，恩威電子公司的兩臺固態開關，北京三吉利佳兆公司的氣壓變送器。他們的特性參數參見表1、2、3。
表1 PLC性能參數
表2 固態開關(SWK)性能參數
表3 壓力變送器性能參數
(3) 流程的設計
控制流程（見圖2）切合實際進行設計，通過在現場多方面的調試,完全滿足現場各方面的需要，程序設計技術指標參見表3。
圖2 流程框圖
表3 程序設計技術指標
(4) 控制系統運行方式
① 切換運行方式
兩臺低壓機分別由兩個操作把手控制，可任意切換四種運行方式―自動、備用、手動與切除。
② 電源運行方式
控制系統分別由廠用一段、廠用二段電源供電，互為備用。控制系統盤柜上的電源切換把手，任意切換三種供電方式―廠用一段電源投入、廠用二段電源投入、電源切除。
③ PLC運行方式
PLC有兩種工作方式―運行及調試，由一控制按鍵切換。運行態時PLC正常開入、運算與控制開出。調試態時PLC正常開入，但禁止所有開出控制。
3 實現功能
(1) 對兩臺低壓機實現可靠的自動控制。
(2) 對兩臺低壓機及控制系統本身實現全面可靠的自動保護。
① 對低壓機的保護：低壓機兩級氣缸溫度過高的保護，低壓機兩級氣缸壓力過高的保護。
② 對40kW電動機的保護：過流、過載、欠壓、缺相、三相不平衡。
③ 對PLC的保護
PLC的工作電源用隔離變壓器隔離，減少尖峰波形電壓對PLC的沖擊。
(3) 完善的報警系統及顯示光字。現場報警系統共有10個顯示光字，遠方中控室有2個顯示光字，組合起來共反映24種不同故障。
(4) 壓力變送器可對氣壓信號進行模擬量的采集,便于監視。
(5) 隨時根據需要與上位機通訊，實現遠方監控。
4 結語
低壓機監控系統采用先進的PLC控制，設計合理，使整個系統性能優于原控制系統，這一點在實際運行中得到了充分的證實與考驗。自1999年6月投運以來，運行狀況良好，獲得了顯著的經濟效益，為安全生產發揮了實際作用，對其它設備的獨立改造具有一定的參考價值。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號