CN109839911A - 一种水电站自动化系统机组lcu控制系统 - Google Patents

一种水电站自动化系统机组lcu控制系统 Download PDF

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田伦
令狐昌仁
李家常
唐雪景
冯德才
赵永强
罗俊虹
郭骁君
陈倪政
彭坤
刘毅
刘旭
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Abstract

本发明公开了一种水电站自动化系统机组LCU控制系统,包括站控层和机组LCU，且站控层通过以太网与机组LCU连通；所述机组LCU包括PLC系统和子单元现场智能监控装置，且PLC系统和子单元现场智能监控装置分别通过嵌入式串口接入到以太网；所述子单元现场智能监控装置包括发电机保护装置、温控装置、温度巡检装置、转速信号以及调速和励磁设备。采用本发明通过改变机组的远程控制方法，提高机组运行的稳定性，并且实现了无人监守。

Description

一种水电站自动化系统机组LCU控制系统
技术领域
本发明涉及水力发电领域，具体而言，涉及一种水电站自动化系统机组LCU控制系统。
背景技术
在现有技术中，电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量，水力发电是电力工业的一个门类。目前我国绝大多数大中型电厂以及新建电厂均投入计算机自动化系统设备，国内自动化系统的市场已步入成熟发展的阶段。
水电站自动化系统采用全开放、分层分布式结构，系统由站控层、网络层和现地层设备构成。站控层各站点功能相对独立，互不影响；现地层以间隔为单元，各个LCU(现地控制单元LocalControlUnit)功能也相对独立，在站控层故障的情况下，LCU仍能独立完成其监测和控制功能。站控层是水电厂/站设备监视、测量、控制、管理的中心，站控层包括：操作员站、工程师站、通信服务器。另外根据水电厂/站的需要可以配置模拟屏、背投系统。现地层一般以间隔为单元，配有机组LCU、公用设备及升压站LCU、坝区LCU以及辅机控制单元等，不同的控制对象分散在各个机旁，或是中控室。在站控层及网络层故障的情况下，现地层仍能独立完成各间隔的监测和控制功能。现地层各LCU完成各单元的任务，相互独立，一个LCU故障不会影响其他LCU的运行。
现在多数机组LCU采用的是CRP模件同轴电缆连接的通讯方式。同轴电缆连接必然导致分接头众多，故障几率大，且抗干扰能力差，通讯稳定性不好，是一种较为落后的通讯方式。在长期运行过程中已经多次出现通讯中断，无法监控相关设备的情况，对机组的安全稳定运行带来很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水电站自动化系统机组LCU控制系统，通过改变机组的远程控制方法，提高机组运行的稳定性。
为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：包括站控层和机组LCU，且站控层通过以太网与机组LCU连通；所述机组LCU包括PLC系统和子单元现场智能监控装置，且PLC系统和子单元现场智能监控装置分别通过嵌入式串口接入到以太网；所述子单元现场智能监控装置包括发电机保护装置、温控装置、温度巡检装置、转速信号以及调速和励磁设备。
进一步地，所述嵌入式串口为RS485设备，采用Modbus TCP协议接入到以太网。
进一步地，所述PLC系统包括与嵌入式串口连接的PLC，分别与PLC接通的开关量I/O模块、模拟量I/O模块以及脉冲量输入模块。
进一步地，还包括一体化工控机，一体化工控机至少具有一个以太网通讯口，且通过Modbus TCP协议监控PLC。
进一步地，所述一体化工控机还具有多个串口接入，接收RS485设备的参数信息。
进一步地，所述电机保护装置包括CPU控制装置，且在该CPU控制装置上并联有保护电路。
本发明的有益效果在于：本发明区别于现有技术，可以提高整套机组LCU控制系统的安全、稳定运行。提高系统平均无故障运行时间，减少运行及维护费用。
附图说明
图1是本发明提供的水电站自动化系统机组LCU控制系统示意图；
附图标记：
1为机组LCU、2为以太网、3为站控层、4为嵌入式串口。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1所示，一种水电站自动化系统机组LCU控制系统，包括站控层3和机组LCU1，且站控层3通过以太网2与机组LCU1连通；所述机组LCU1包括PLC系统和子单元现场智能监控装置，且PLC系统和子单元现场智能监控装置分别通过嵌入式串口4接入到以太网2；所述子单元现场智能监控装置包括发电机保护装置、温控装置、温度巡检装置、转速信号以及调速和励磁设备。
所述嵌入式串口4为RS485设备，采用Modbus TCP协议接入到以太网2。所述PLC系统包括与嵌入式串口4连接的PLC，分别与PLC接通的开关量I/O模块、模拟量I/O模块以及脉冲量输入模块。
还包括一体化工控机，一体化工控机至少具有一个以太网2通讯口，且通过ModbusTCP协议监控PLC。所述一体化工控机还具有多个串口接入，接收RS485设备的参数信息。一体化工控机可作为主站从RS485设备读取有用数据，比如励磁、调速器、温度巡检等。而且，通过Modbus TCP可以与PLC的网络口建立连接，监视当前冗余控制机组单元的所有信息，并能下发各种控制以及调节命令；当然，也可以和嵌入式通讯服务器连接，和第三方的设备进行数据交换。
所述电机保护装置包括CPU控制装置，且在该CPU控制装置上并联有保护电路。该保护电路可以包括差动速断保护电路、比例差动保护电路、零序过压保护电路、过负荷保护电路、过电压保护电路、低电压保护电路、超频保护电路及低频保护电路。这些保护电路均为常见的电气电路，其具体电路结构均可被本领域技术人员获知。具有易推广、易保护的特性。
所述温控装置包括温度传感器和A/D信号转换器，温度传感器设置在发电机组的主要位置，温度传感器将获得的温度信号通过转换器将信号上传到控制系统。温度巡检装置则采用市面现有的温度测量和巡检装置即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：包括站控层和机组LCU，且站控层通过以太网与机组LCU连通；所述机组LCU包括PLC系统和子单元现场智能监控装置，且PLC系统和子单元现场智能监控装置分别通过嵌入式串口接入到以太网；所述子单元现场智能监控装置包括发电机保护装置、温控装置、温度巡检装置、转速信号以及调速和励磁设备。
2.根据权利要求1所述的水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：所述嵌入式串口为RS485设备，采用Modbus TCP协议接入到以太网。
3.根据权利要求1所述的水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：所述PLC系统包括与嵌入式串口连接的PLC，分别与PLC接通的开关量I/O模块、模拟量I/O模块以及脉冲量输入模块。
4.根据权利要求1所述的水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：还包括一体化工控机，一体化工控机至少具有一个以太网通讯口，且通过Modbus TCP协议监控PLC。
5.根据权利要求4所述的水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：所述一体化工控机还具有多个串口接入，接收RS485设备的参数信息。
6.根据权利要求1所述的水电站自动化系统机组LCU控制系统，其特征在于：所述电机保护装置包括CPU控制装置，且在该CPU控制装置上并联有保护电路。
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