文档介绍：低压空压机微机监控系统的设计与实现

摘要: 一种基于可编程控制器(PLC)构成的微机监控系统,实现低压空压机(以下简称低压机)的信号采集与自动控制。PLC的RS-485接口与远方上位机通讯,实现远方监控。本文以时间为序,详细介绍研制过程,在软件设计中着重阐述PLC通讯程序的设计。
关键词: 低压机 PLC 独立集成程序设计
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八盘峡水电厂是黄河兰州段刘、盐、八梯级水电厂的第三级,是径流河床式调峰电站。全厂共6台机组,单机容量为36MW和40MW,总装机容量为220MW,是一个生产运行了30年的老厂。
2. 原设备概况:
我厂低压风系统的两台2V-6/8型低压机,是全厂辅助系统中的主要设备,,主要供给发电机制动风闸、顶盖围带密封及蜗壳闸门吹沙等处。由于该风压是全厂发电机组开机条件之一,因此是不允许间断的。
低压机是本厂初建时安装的,运行至今已有30年。原自动控制设备采用前苏联电力工业设计模式,其逻辑控制回路由继电器及电阻构成,气压信号由电接点压力表采集,由三相交流接触器启停电机,故障报警及电机保护装置十分简单。
以上设备构成的控制系统结构复杂,难以检修、维护、校验,给运行及检修人员带来极大不便。大部分设备已老化严重,无法购买备品。控制回路故障频繁发生,严重影响安全生产,曾多次造成直接经济损失,每年消耗大量检修费用。
3. 原控制系统常见缺陷及原因:
逻辑控制回路故障:
原控制回路是由阿城ZJ-4型中间继电器构成,延时回路由钟表机构时间继电器构成,控制回路电源电压为AC220V。由于继电器触点电火花氧化,如不定期清扫,会经常发生接触不良所造成的故障,诸如低压机不启动,或启动后控制回路不自保持而造成的频繁启动。时间继电器钟表机构老化发卡,常使低压机延时排污回路拒动。
电接点压力表缺陷:
,是由铜管引入电接点压力表中,因每年一度的校表工作,经常拆装压力表,使铜管与压力表接口密封不严,造成漏气。
三相交流接触器故障:
两台低压机,各由一台45KW电机驱动。电机采用全压启动方式,启动电流大,经常烧毁接触器主触头,使主触头粘连,造成电机不停止或两相运行的危险情况。因交流接触器的热耦动作不可靠,对电机起不到可靠的过流保护作用。没有相应的电源不平衡、缺相及欠压等保护装置,一但出现故障,便有烧毁电机的危险,严重威胁全厂发电机组安全运行,甚至会引发重大事故。
报警回路缺陷:
两台低压机共有24种故障,诸如:备用机启动、储气罐压力过低、储气罐压力过高、气缸温度过高等。而在当地反映这些故障的只有一个故障指示灯,当出现故障信号时,运行和检修人员无法区分具体故障,只能逐一查找来判断是哪一台机的哪种故障,这给运行和检修人员的维护工作造成极大不便,严重影响检修效率。
旁路电阻缺陷:
原控制回路继电器的复归,是靠外置大功率电阻的旁路来实现,当回路发生故障使电阻长期通电,造成电阻发热严重甚至烧毁,引发控制回路断路缺陷。
其它:
由于原控制回路结构及设备上的原因,使整个系统不便检修和校验,工作空间狭小,不利于展开工作,达不到安全、方便、快捷的检修要求。
原系统如要检修上述某一缺陷,需运行、机械、水工、电气自动、倦线、仪表等诸多班组共同配合,才能进行工作。工作人员多,穿插作业,协调困难,因此延长了检修时间,难以保证低压技术用风的正常供给。
4. 改造的必要性:
当今世界,微机监控已是现代工业生产控制的主流,我厂97年完成3#发电机组的监控改造,上位机工作站的以太通讯网络已建立,对辅助系统的监控改造已成必然趋势。
原低压机控制系统已不符合安全、经济、可靠的运行要求。为确保安全生产,提高我厂辅助设备自动化控制水平,使辅助系统与全厂微机监控系统接轨,便于运行操作监视,减少检修人员维护量,改善劳动条件,为企业节约检修费用,采用微机监控技术改进低压机控制系统是十分必要和迫切的。
5. 研制概况:

98年1月,制定如下设计原则:
为节约改造资金,对控制系统要求独立研制、系统集成、程序设计、现场调试,直至投入正常运行。
符合全厂综合自动化要求进行总体设计和系统配置。本着安全、可靠、经济、实用的原则,使计算机在水电厂辅助设备上的应用达到一个新水平。
系统应高度可靠,不但其本身的局部故障不会影响现场设备的正常运行,而且系统的MTBF及各项可用性指标均要达到部颁“水电厂计算机监控系统设备技术要求”的规定。
采用开放式系统,系统开放环境应符合ISO(国际标准化组织)所规定的OSI(开放系统互连)标准。
控制程序采用模块化、结构化的设计方式,使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。
系统应能与全