CN202203096U - 一种水电站中压空压机控制系统 - Google Patents

一种水电站中压空压机控制系统 Download PDF

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颜毅
田晨
杨效彬
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Abstract

本实用新型公开了一种水电站中压空压机控制系统,包括可编程逻辑控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、中压气罐压力传感器、中压气罐压力开关、1号控制继电器、1号动力回路、1号中压气机、2号控制继电器、2号动力回路、2号中压气机和2号中压气机。该系统自动采集中压储气罐压力模拟量信号及气罐压力开关量信号,并根据所采集的信号进行冗余判断,将中压气罐压力限制在允许范围内,为电站水轮机调节系统、进水阀操作系统的油压装置、配电装置及发电机空气断路器等设备提供用气,从而可靠保证了水电站各用气设备的正常运行,大大的减少了运行人员的维护工作量。

Description

一种水电站中压空压机控制系统
技术领域
本实用新型涉及水电站控制技术领域,具体涉及一种用于对水电站中压储气罐压力进行监视并进行控制的水电站中压空压机控制系统。
背景技术
水电站中压空压机控制系统用于对水电站中压储气罐压力进行监视并进行控制,能根据中压储气罐压力进行自动加压(补气),保证气罐压力限制在允许的范围内,以防止用气设备气源压力不足或气源中断产生严重事故。
现有的水电站机中压空压机控制系统,通常采用的是空压机厂家提供的本体控制装置,一般为两套中压气机本体装置控制一个中压储气罐,但中压气机本体装置不能接收压力传感器信号,仅依靠压力开关动作来对中压气罐加压(补气),这样安全性很低,而且两套本体装置相互独立,不能进行数据交换,也不能将相关信息上送至远程监控系统。
为解决现有技术中的上述不足,本实用新型提供了一种新的解决方案。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:针对于现有技术的不足,提供一种水电站中压空压机控制系统,该水电站中压空压机控制系统利用可编程逻辑控制器自动采集中压储气罐压力模拟量信号及储气罐压力开关量信号,并根据所采集的信号进行冗余判断,控制两套中压气机本体装置,将中压储气罐压力限制在允许范围内,从而可靠保证了水电站用气设备的正常运行,大大的减少了运行人员的维护工作量。
为达到上述发明目的,本实用新型所采用的技术方案为:提供一种水电站中压空压机控制系统,其特征在于:包括可编程逻辑控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、中压气罐压力传感器、中压气罐压力开关、1号控制继电器、1号动力回路、1号中压气机、2号控制继电器、2号动力回路和2号中压气机;所述模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块和通信模块分别与可编程逻辑控制器相连接;所述中压气罐压力传感器与模拟量输入模块相连接,中压气罐压力开关的信号线与开关量输入模块相连接,1号中压气机和2号中压气机分别与开关量输入模块相连接;所述开关量输出模块依次通过1号控制继电器和1号动力回路与1号中压气机相连接,开关量输出模块依次通过2号控制继电器和2号动力回路与2号中压气机相连接;所述报警模块与开关量输出模块相连接;所述本地HMI触摸屏与通信模块相连接,同时通信模块与远程监控系统相连接。
按照本实用新型所提供的水电站中压空压机控制系统,其特征在于:所述报警模块包括有报警信号灯和报警蜂鸣器。
按照本实用新型所提供的水电站中压空压机控制系统,其特征在于:还包括有手动控制模块,所述手动控制模块分别与1号动力回路和2号动力回路相连接。
综上所述,本实用型所提供的水电站中压空压机控制系统具有以下特点:
(1)可编程逻辑控制器利用中压气罐压力传感器,实时检测中压储气罐压力,且压力开关量及模拟量冗余判断,当压力传感器正常时,以模拟量判断控制为主,当压力传感器故障时,自动屏蔽模拟量的判断,以压力开关量的信号参与自动控制。
(2)可编程逻辑控制器自动记录和累计每台的启动次数和运行时间,并在触摸屏上显示记录和累计数据。
(3)两台中压气机一台主用,一台备用,用户可以设置以中压气机的“运行次数”或“运行时间”轮换方式进行自动轮换。
(4)本系统可与远方控制系统进行通信,将所有信息上送到远方监控系统,同时还可将每台气机的自动/运行/故障、备用气机启动、控制电源消失信号、可编程逻辑控制器故障信号、压力过低等重要信号以空接点的形式输出至远方监控系统。
附图说明
图1为水电站中压空压机控制系统的原理框图;
图2为水电站中压空压机控制系统的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细地描述:
如图1所示,该水电站中压空压机控制系统包括可编程逻辑控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、中压气罐压力传感器、中压气罐压力开关、1号控制继电器、1号动力回路、1号中压气机、2号控制继电器、2号动力回路和2号中压气机;所述模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块和通信模块分别与可编程逻辑控制器相连接;所述中压气罐压力传感器与模拟量输入模块相连接,中压气罐压力开关的信号线与开关量输入模块相连接,1号中压气机和2号中压气机分别与开关量输入模块相连接;所述开关量输出模块依次通过1号控制继电器和1号动力回路与1号中压气机相连接,开关量输出模块依次通过2号控制继电器和2号动力回路与2号中压气机相连接;所述报警模块与开关量输出模块相连接;所述本地HMI触摸屏与通信模块相连接,同时通信模块与远程监控系统相连接。所述报警模块包括有报警信号灯和报警蜂鸣器。还包括有手动控制模块,所述手动控制模块分别与1号动力回路和2号动力回路相连接。
所述可编程逻辑控制器的输入信号包括两台中压气机的状态、中压气罐压力开关、中压气罐压力传感器;其中状态包含中压气机控制方式为自动、气机运行及故障信号,中压气罐压力开关包含启主用气机压力、启备用气机压力、停气机压力、气机压力过低信号,这些信号进入可编程逻辑控制器的开关量输入模块;中压气罐压力传感器输出4-20MA信号进入可编程逻辑控制器的模拟量输入模块,可编程逻辑控制器的开关量输出模块连接控制继电器,再启动中压气机的动力回路启动中压气机;同时在中压气机动力回路中,还加入了手动操作控制回路,设有“启动”、“停止”控制按钮,可实现手动控制中压气机对储气罐加压(补气)。
本地另设置了一台HMI触摸屏与可编程逻辑控制器连接,可以在HMI触摸屏上对中压气机动作值进行参数的修改、气罐压力的显示、气机状态、故障报警查询功能。该系统还可与远方监控系统进行通讯,讯通协议支持MODBUS、MPDBUS-Plus、以太网PCP/IP等。
该水电站中压空压机控制系统采用组柜安装,柜体尺寸设为2260*800*600(高*宽*深)mm,柜内主要设备包括:可编程逻辑控制器、HMI触摸屏、启动器、继电器、按钮、指示灯、控制方式开关等,其中可编程逻辑控制器、启动器、继电器均安装在柜体内安装底板上,HMI触摸屏、操作按钮、报警信号灯、控制方式开关安装在柜门操作面板上。
以下对本系统的操作作详细介绍:控制模式分为手动控制与自动控制,由控制方式开关来设置操作模式;控制方式开关设有3档:“手动”、“切除”、“自动”,当控制方式在“切除”位置时,禁止所有操作。
操作前的装备工作:(1)控制方式开关置切除位置,合上控制回路电源开关,操作电源指示灯显示正常,可编程逻辑控制器初始化完成,可编程逻辑控制器运行指示灯亮,显示屏画面显示正常。(2)合上中压气机动力回路主断路器,无气机故障信号,动力电源电压显示正常。
手动操作流程(以1号中压气机为例):将1号中压气机控制方式置于“手动”位置,按下1号中压气机“启动”按钮,则中压气机开始工作进行对中压储气罐加压(补气),中压气机运行指示灯亮,这时可以从触摸屏上看到气罐压力在升高,需要停止时,按下1号中压气机“停止”按钮,则中压气机停止加压(补气),1号中压气机运行指示灯灭。2号中压气机控制方法与1号中压气机完全一样。
自动操作流程:在显示屏上设置好中压气机动作压力参数,将1号中压气机、2号中压气机控制方式均置“自动”位置,2台中压气机一台主用,一台备用,可编程逻辑控制器将中压气罐压力传感器信号采集后转换为实际中压储气罐压力值,根据各设定值进行判断,如图2所示。
(1)启主用中压气机:当水电站有用气设备工作,使中压储气罐压力下降,达到“启主用中压气机压力”时,判断主用中压气机是否有故障,如无故障则可编程逻辑控制器发出开启主用中压气机控制信号,经控制继电器启动主用中压气机动力回路,启动主用中压气机进行加压(补气),同时主用中压气机运行指示灯亮。
(2)启备用中压气机:当水电站用气设备用气较多或用气很快时,使中压储气罐压力下降比较快,启动主用中压气机还无法使压力升上来,压力继续下降到启备用泵压力时,判断备用中压气机是否有故障,如无故障则可编程逻辑控制器发出开启备用中压气机控制信号,经控制继电器启动备用中压气机动力回路,启动备用中压气机进行加压(补气),同时备用中压气机运行指示灯亮。
(3)停中压气机:当主用中压气机或备用中压气机投入运行后,可编程逻辑控制器判断中压储气罐压力上升到停机压力值时,可编程逻辑控制器发出停机命令,停止中压气机。
综上所述,本实用新型所提供的中压空压机控制系统,利用可编程逻辑控制器自动采集中压储气罐压力模拟量信号及压力开关量压力信号,并根据所采集的信号进行冗余判断,将中压储气罐压力限制在允许范围内,从而可靠保证了水电站用气设备的正常运行,大大的减少了运行人员的维护工作量。
本实用新型并不限于上述实例,在本实用新型的权利要求书所限定的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。

Claims (3)

1.一种水电站中压空压机控制系统,其特征在于:包括可编程逻辑控制器、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警模块、电源模块、通信模块、本地HMI触摸屏、中压气罐压力传感器、中压气罐压力开关、1号控制继电器、1号动力回路、1号中压气机、2号控制继电器、2号动力回路和2号中压气机;所述模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、电源模块和通信模块分别与可编程逻辑控制器相连接;所述中压气罐压力传感器与模拟量输入模块相连接,中压气罐压力开关的信号线与开关量输入模块相连接,1号中压气机和2号中压气机分别与开关量输入模块相连接;所述开关量输出模块依次通过1号控制继电器和1号动力回路与1号中压气机相连接,开关量输出模块依次通过2号控制继电器和2号动力回路与2号中压气机相连接;所述报警模块与开关量输出模块相连接;所述本地HMI触摸屏与通信模块相连接,同时通信模块与远程监控系统相连接。
2.根据权利要求1所述的水电站中压空压机控制系统,其特征在于:所述报警模块包括有报警信号灯和报警蜂鸣器。
3.根据权利要求1或2所述的水电站中压空压机控制系统,其特征在于:还包括有手动控制模块,所述手动控制模块分别与1号动力回路和2号动力回路相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105370547A (zh) * 2014-08-28 2016-03-02 葛洲坝集团水泥有限公司 一种带有节能装置的空压机群
CN110735784A (zh) * 2018-07-21 2020-01-31 河南新野纺织股份有限公司 空压机智能控制系统
CN113803238A (zh) * 2021-09-27 2021-12-17 中水三立数据技术股份有限公司 一种得电自启动的热备空压机组控制系统及方法

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