葛洲壩 SJ-600型 LCU裝置工作原理

1、SJ-600型型 LCU裝置工作原理裝置工作原理加快知識更新保持職業(yè)青春培訓講課加快知識更新保持職業(yè)青春培訓講課 LCU LCU裝置基本知識裝置基本知識 水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)通常分為兩大部分，一是用于全廠范圍設備控制的部分，稱為廠級監(jiān)控系統(tǒng)，另一部分是水輪發(fā)電機層的控制部分，稱為現(xiàn)地控制系統(tǒng)，前者常稱為上位機系統(tǒng)，后者常稱為下位機系統(tǒng)。下位機控制系統(tǒng)的主要組成部分就是現(xiàn)地控制單元LCU（Local Control Unit)。 LCU主要是就地對機組運行實現(xiàn)實時監(jiān)視和控制，一般布置在發(fā)電機附近，是監(jiān)控系統(tǒng)較低層的控制部分。原始數(shù)據(jù)在此進行采集，各種控制調節(jié)命令都最后在此發(fā)出。 LCU的設備一般

2、根據(jù)監(jiān)控對象及其地理位置而劃分為機組LCU、公用LCU、開關站LCU和閘門LCU等，以實現(xiàn)對各個對象的監(jiān)視和控制。 各臺LCU之間是相互獨立的，某個LCU發(fā)生故障時不會影響到其它LCU的正常運行，并且與廠級計算機系統(tǒng)也是相對對立的，廠級計算機系統(tǒng)故障時，各LCU還能獨立工作維持監(jiān)控對象的安全運行。一一. SJ-600 LCU. SJ-600 LCU介紹介紹 SJ-600 LCU由A1-A3柜3塊盤柜和輔助設備PLC盤柜構成。 SJ-600 LCU主要由以下部分組成：a) 南瑞MB1000系列模件：CCU（2塊），1020（5塊），1031（4塊），1040（4塊），1070（2塊） b) 開出

3、繼電器 c) 測速裝置 d) 測溫裝置 e) 同期裝置 f) SJ30通訊裝置 g) 對時裝置 f. 觸摸屏g. 供電系統(tǒng) 1 1. .南瑞南瑞MB1000MB1000系列模件系列模件 CPU模件 ：CPU模件是整個LCU裝置的心臟部分。每套LCU裝置有兩塊CPU模件，互為熱備冗余。裝置正常運行時，兩塊CPU模件板的工作方式為一主一從運行，主機完成所有的測點采集、控制輸出、流程啟動開出、并始終與主站、調速器、百超表、水系統(tǒng)PLC、觸摸屏保持通訊，實時接收主機的各種命令。CPU模件指示燈及格部件定義如下：（1）RUN、SYNC、ONLINE 、M/S 、FAULT為運行狀態(tài)指示燈。其中： RUN

4、：CCU模件運行指示燈，綠燈，當CCU處于正常運行態(tài)時每秒亮一下，此時WATCHDOG功能投入；當CCU處于調試態(tài)時，每秒亮三下，WATCHDOG功能退出。SYNC：CAN網(wǎng)同步指示燈，正常工作時30秒鐘燈滅，30秒鐘綠燈閃爍。ONLINE：CCU模件在線運行燈，正常工作時綠燈亮。M/S ：主CCU標識燈，當本CCU為主機時燈亮，為從機時燈滅。FAULT：CCU模件錯誤燈，當CCU處于錯誤狀態(tài)時，紅燈亮。（2）COM2、COM3、COM4、COM5、COM6、COM7、COM8、COM9、COM10為串口通信指示燈，其中，COM1為RJ45出口，即上圖中所示的DEBUG口，作串口調試使用。CO

5、M8在SJ600型LCU雙機冗余配置中已被系統(tǒng)作雙機切換使用，不得再做其他用途。剩余8個串口在本LCU中分別用做：COM2：觸摸屏操作顯示面板。COM3：備用。COM4：SJ40測溫裝置1。COM5：百超表。COM6：備用。COM7：水系統(tǒng)PLC。COM9：暫不能使用。COM10：暫不能使用。（3）DI1DI6是CCU的開入指示燈，DO1DO4是CCU開出指示燈。ETH1，ETH2，DEBUG分別是主控模件的以太網(wǎng)1、以太網(wǎng)2和調試端口的RJ45雙絞線出口。（4）SW1是CCU功能選擇開關，LCU正常運行時所有開關均應在OFF位置。當?shù)谒奈婚_關撥至”O(jiān)N”位置時，該側CCU進入調試態(tài)。當?shù)谌?/p>

6、開關撥至”O(jiān)N”位置時，該側CCU使用”default.Abs”缺省運行程序，此時，CCU只支持網(wǎng)絡工具，可以通過FTP工具傳輸文件系統(tǒng)。當?shù)谝晃婚_關撥至”O(jiān)N”位置時，該側CCU使用缺省IP地址”38”運行。（5）P是主控模件背板出線插頭，信號包括以太網(wǎng)，CAN網(wǎng)和開入開出等。J1是主控模件的串口出線插頭，支持COM2-COM10共9個串口給用戶。 1020模件：1020模件即開關量模件，每套LCU裝置有5塊1020模件。輸入信號類型：24VDC，雙向。分辨率：1ms 其中第一塊1020模件采集的數(shù)據(jù)為中斷量（SOE量），主要采集的是機組重要設備的狀態(tài)信息及重要的告警信

7、息。其它4塊1020模件采集的數(shù)據(jù)開關量DI，主要指機組各設備的狀態(tài)信息、告警信號及輔助設備的啟停信息。每塊1020模件可以采集32個點信號。當點對應的燈點亮時表明當前測點值為1，當點對應的燈點滅時表明當前測點值為0。一般定義為1為動作信號，0為復歸信號。 1031模件 ：1031模件即開出模件板，每套LCU裝置有4塊1031模件。輸出信號類型：24VDC，共陰，0.2A；通道數(shù)：32路開出模件顧名思義即為接受開出控制命令的模塊。我們一般稱之為DO模塊。每塊1031模塊有32個點。當點對應的燈點亮時表明當前測點值為1，當點對應的燈點滅時表明當前測點值為0。一般定義為1為控制開出，0為不開出。

8、1040模件：1020模件即模擬量模件，每套LCU裝置有4塊1040模件。輸入信號類型：05V； 15V； -55V； 010V； 01mA； 05mA； 010mA； 020mA； 420mA采樣周期：1秒精度：0.1%A/D分辨率：16位模擬量模件主要用來接受各傳感器采集的設備模擬量信號，它既可以接受電流信號也可以接受電壓信號，通過接受傳感器送來的電流或電壓值將其轉換為工程值。一般電流型1040模塊接受的電流信號為420mA,電壓型1040模塊接受的電壓信號為15V。每塊1040模件可以采集16個模擬量信號。模擬量模件板無指示燈信號。我們可以通過傳感器的量程范圍及采集的電流或電壓信號來計算

9、出當前的模擬量工程值。1070模件：1070模件即溫度量模件，每套LCU裝置有2塊1070模件。輸入信號類型：Pt46； Pt100；Cu50； Cu53； Cu100；輸入防止：恒流源橋路，三線制，如果現(xiàn)場只提供兩線制，將2與3短接；精度：0.2%采樣周期：24秒A/D分辨率：16位溫度量模件主要用來采集機組的單號測溫點溫度。通過測量的電阻值將其轉換為溫度值。溫度值=（電阻值-基準電阻-線阻）/線性比。我廠現(xiàn)在一般常用的電阻類型有三種：PT100，Cu53， Cu50；它們的線性比分別為：0.385,0.225,0.214。每塊1070模件可以采集16個溫度量信號。溫度量模件板無指示燈信號。

10、我們可以通過上面的溫度計算公式來計算當前測點的溫度值。我廠現(xiàn)采集的溫度測點主要有：空冷器定子冷熱風溫度，推力瓦溫，上導瓦溫，水導瓦溫以及定子溫度。CCUCCUI/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件I/O模件CAN網(wǎng)以太網(wǎng)機柜內1MbpsI/O模件模件網(wǎng)絡結構圖：模件網(wǎng)絡結構圖：2.開出繼電器開出繼電器主要分布在A1柜和A2柜，一共有120個開出繼電器。型號為DZ-11及DZ-12兩種，前者為常開繼電器，后者為常閉繼電器。每個繼電器有一對線圈和3組接點。當繼電器線圈勵磁時，其接點就動作

11、，使得相應的二次控制回路能夠導通，從而起到控制設備的作用。整個控制過程可以描述為：畫面對像上位機流程控制代碼LCU流程繼電器設備3.3.測速裝置測速裝置 CM-200測速裝置輸入采用PIFI模式：機械脈沖電氣殘壓測速方式。 CM-200測速裝置輸出信號包括： “測速裝置報警輸出”及轉速開關量信號、機組蠕動信號、模擬量輸出（420mA，CM1送2JP及機柜轉速表，CM2送LCU模擬量采集）。兩套裝置的機組飛逸轉速152%信號均接入LCU的開關量K30、K31液壓系統(tǒng)過速動作中；兩套裝置的蠕動報警均接入LCU開關量X21，兩套測速裝置的故障報警均接入LCU開關量X20。對于CM2（LCU測速裝置）

12、，上述齒盤和PT信號通過LCU送上位機進行歷史記錄，并在現(xiàn)地LCU觸摸屏實現(xiàn)相應的點定義和狀變記錄功能；對于CM1（常規(guī)測速裝置），上述齒盤和PT信號送到相應的常規(guī)回路中。見下圖圖1： 主要功能：輸出：提供8個開關量信號輸出，其輸出動作值與返回死區(qū)值以及動作方向(大于、小于)均可根據(jù)需要任意設置，動作準確、可靠、穩(wěn)定。模擬量輸出：提供420mA的模擬量信號輸出，供監(jiān)控系統(tǒng)使用或直接接入其它儀表，亦可接入光線錄波儀以記錄機組過速過程。方向判別與蠕動檢測：能正確區(qū)別機組旋轉方向，滿足機組不同運行工況下的測速要求；能自動檢測機組蠕動，當發(fā)生蠕動時及時動作輸出。自動識別通信信道：提供隔離的RS232C

13、/RS485接口，并能自動識別通信信道，以其中一種接口方式實現(xiàn)與其它計算機通訊。通過該接口可實現(xiàn)參數(shù)讀入、實測顯示及錄波分析等功能。記憶和錄波功能：具有過速最大值記憶和錄波功能，當轉速大于105%時自動啟動記憶和錄波功能，記錄轉速曾經(jīng)到達的最大值，并保持最后一次過速的最大值發(fā)生時刻的前后10分鐘數(shù)據(jù)。通過通訊接口和計算機通訊，可對過速過程進行分析，便于現(xiàn)場事故過速和調速器過速試驗結果分析。完善的自診斷和自恢復功能：裝置能自動識別信號斷線，并鎖定斷線前的輸出狀態(tài)，并及時報警，面板仍顯示裝置所能測到的轉速值。當裝置軟件異常時，CM-200自動使程序恢復正常運行。兩種報警模式：裝置雖只有1路報警出口

14、（繼電器常開接點），但分為兩種出口方式：長報警：接點恒通。表示裝置有信號斷線等異常情況，但仍然能正確輸出；短報警：接點間隙導通(2秒通，2秒斷）。表示裝置所有信號全部斷線或有其它一些異常情況，詳見第6節(jié)說明。在短報警出現(xiàn)時，裝置鎖定報警前的輸出狀態(tài)，測值顯示仍然隨信號而變化。CM-200測速裝置鍵盤及指示燈顯示： 在CM-200的前面板布置有17個指示燈、4位數(shù)碼管（LED）以及7個按鍵。鍵盤： CM-200鍵盤由復位 、撤銷、確認、設置7個按鍵組成。指示燈：電氣、機械燈： 常亮或閃爍表明有對應的電氣、機械信號輸入，滅表示無信號輸入。發(fā)送、接收燈： 閃爍時表明正在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。運行燈： 半秒

15、滅，半秒亮。告警燈： 亮即表明有報警信息產(chǎn)生。n1n8燈： 分別代表8個轉速輸出狀態(tài)，亮表示對應繼電器已動作。RPM燈： 表示測值的單位為RPM（轉/分）。%ne燈： 表示測值的單位為轉速百分比。Hz燈： 表示測值為實測頻率。測速裝置節(jié)點設置及定義節(jié)點號節(jié)點號LCU測速裝置測速裝置常規(guī)測速裝置常規(guī)測速裝置n100n25%5%n312%95%95%n5105%105%n6115%115%n7152%152%n8140%140%4.測溫裝置SJ-600型LCU有兩套SJ-40C測溫裝置。其中SJ-40C（1）為三部軸承測溫裝置，測溫對象為定子冷熱風測溫雙號點、推力測溫雙號點、上導測溫雙號點以及水導

16、測溫雙號點； SJ-40C（2）為定子測溫裝置，測溫對象為所有定子測溫電阻。每套測溫裝置最多支持48個測溫數(shù)據(jù)的采集，在裝置內可以對測溫電阻的類型進行定義以及進零漂設置。在軟件上對測溫裝置內的測溫點進行組態(tài)設置，即可達到相應的報警輸出及溫度保護動作出口。測溫裝置在正常運行時電源指示燈常亮，運行指示燈常亮，收發(fā)燈交替閃爍，報警燈滅。當報警燈1點亮時，表示有溫度越限報警；當報警燈2點亮時，表示溫度保護出口動作。裝置采用16位高檔單片機，24位-型A/D，2路精密恒流源，能適應不同線制的多種熱電阻。能有效一直工頻干擾。輸入容量48點，可擴至96點。保護輸出2路，沒路可獨立組態(tài)定義。隔離的RS485或

17、RS232C通訊接口，支持MODBUS通信協(xié)議。免調校功能。自動調校零點及增益，保證精度。在線自診斷、自恢復。AC220V或DC220V直接供電。直觀方便的液晶顯示/操作面板。采集精度：0.5%采集速度：16點/秒保護出口：2路出口容量：AC110V/0.5A，DC30V/1A。工頻抑制：在滿足精度的要求下，可抑制工頻干擾信號VP-P200mV .工作電源：AC85V-265V或DC120V-360V。功 率：15W。裝置技術特點：SJ-40C的每路溫度輸入可以互相獨立的支持下表中的電阻1Cu502CU53(G)3Cu1004Pt46(B1)5Pt46(BA1)6Pr507Pt100(B2)8

18、Pt100(BA2)9Pt300(BA3)面板顯示與鍵盤操作DisplayDisplayClear DO memoryClear DO memorySetSetAdjust zeroAdjust zeroDisplay 在根菜單中選中“Display”項后，按下確認鍵，裝置進入Display子菜單。DisplayDisplay XH DD DY ZT XH DD DY ZT other otherXH 巡回顯示命令DD 定點顯示命令DY 顯示溫度測點定義命令ZT 保護組態(tài)顯示命令Other 裝置的其他內容顯示命令選中XH項后，按下確認鍵后，裝置以每3秒鐘換一屏的速度一次顯示裝置的所有溫度的測值

19、、越限情況等。選中DD項，按下確認鍵后，裝置將進入定點顯示狀態(tài)，其顯示值沒3秒刷新一次。定點位置為前次最后巡回顯示或定點顯示的位置。如果要改變定點位置，可以通過上下箭頭鍵實現(xiàn)。選中DY菜單，按下確認鍵后，會顯示：Display DY :Display DY : TI=1 TI=1通過箭頭可以改變欲顯示定義的溫度點號。 選中某個點號后，按下確認鍵后，屏幕上將顯示該溫度測點的所有參數(shù)，這些參數(shù)將分兩屏顯示，用上下箭頭鍵翻頁。裝置原理及其相關的使用方法（1）溫度測量與處理裝置的溫度采集速度為16點/秒。裝置一次采集32點，耗時2秒鐘。第1秒采集與保護相關的溫度點，第2秒鐘按照常規(guī)一次采集其他的溫度點

20、。SJ-40C 支持熱電阻的2線制或3線制輸入，對于4線制可以去掉一根線，作為3線制使用。采用3線制輸入時，可以有效的自動補償因線路阻抗帶來的溫度測量誤差。 SJ-40C裝置采用雙路精密恒流源流入熱電阻的方法，使得測量原理簡單，精度高。裝置的A/D轉換的采用先進的-原理，字長24位，內含DSP，可程序設定A/D轉換速度及工頻抑制能力 （2）SJ-40C裝置測值異常處理 SJ-40C能自動之別下列異常情況： a 輸入斷線/短路 b 輸入接線接觸不良 c 裝置內部采集故障 從測量原理上講，第1種情況的表征反映為測值非法，第2種情況反映為忽而測值正常，忽而又不太正常。第3種情況一般表現(xiàn)為同時的、成片

21、的采集異常。 SJ-40C針對上述表征，有不同的異常處理方法，但歸納起來有下述幾種： a 有斷線/短路而后恢復正常時，以及當出現(xiàn)溫度值比原來值相差大于5時，顯示值雖有，但不參與保護； b 無論原來的溫度測值是否正常，只要有連續(xù)5點溫度測值發(fā)生同樣規(guī)律的變化且變化量大于5 ，則認為裝置內部采集故障，此時裝置會自動復位。5.同期裝置 為使系統(tǒng)與系統(tǒng)或系統(tǒng)與發(fā)電機間按準同步要求自動進行并列必須滿足以下三個條件：1 發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓彼此的幅值差應小于允許值；2 發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓彼此的滑差頻率小于允許值；3 在并列開關主觸頭合閘完成的瞬間，發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相位差應 小于允許值。 同期裝置為實現(xiàn)以上三條件，設有調頻部份，能夠實現(xiàn)發(fā)電機的頻率對系統(tǒng)頻率的自動跟蹤。設有調壓部份，能夠實現(xiàn)發(fā)電機電壓在達到70%系統(tǒng)電壓以上時進行自動調壓。設有恒定導前時間的控制部份。導前時間的整定值可以根據(jù)并列開關合閘時間的不同來選擇。當導前時間的整定值與開關合閘時間（應包括所有輔助元件的動作時間在內）相等時