广西岩滩水电站中控制系统的应用
日期：2010-11-5 21:44:47 点击：
来源：网络
作者： 未知
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作者： 未知
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项目介绍
岩滩升船机为钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机，为适应下游水位变幅大和变率大的特点，采用承船厢在下游入水运行方式。升船机布置在枢纽左岸，由上下游引航道及编队码头、挡水坝段、通航明渠、上下闸首、塔柱、主机房和中控室等主要建筑物和主机、承船厢、平衡重、上下闸首、电气传动、计算机监控、液压传动、检测与监视、交通指挥等主要机电设备组成。
升船机设计最大通航船舶250T铁驳，型长37M、型宽9M、满载吃水深1.27M。设计年运货量18010￥（4次方）T，其中下航140110￥（4次方）T、上航4010￥（4次方）T。上游最高通航水位223M,最低通航水位212M。下游最高通航水位162.5M,最低通航水位154.5M。通航净空8.3M.升船机最大提升高度68.5M，空中升降速度11.4M/MIN，升降
加速度0.1M/S（平方米）。
主机设在240.6M高程的主机房内，由4套卷扬机构与4套滑轮组组成。卷扬机构通过刚性同步轴联成环形封闭同步系统。卷筒直径3200MM,承船厢的吊点数64个。承船厢系梁格体系薄壁凹槽型钢结构，两端各设有卧倒式钢闸门。承船厢外形尺寸48.5M*16.2M*4.4m,有效水域40m*10.8m,额定水深1.80,1m,承船厢载水总重量1430t.承船厢液压调平均衡系统采用高性能比例阀和进口液压油缸，每套比例阀控制12套油缸，可进行静态或动态调平，调平精度可达35mm.
电气传动系统采用4台单机容量339KW进口直流电动机和一个速度外环带四个电流内环的传动方式，实现传动出力均衡调节，自动适应因承船厢出入水运行而产生的大范围负载变化，保证承船厢运行平稳。
计算机监控采用分层分布式，主控级与现地子站级高速串行数据总线互连，构成冗余双重LAN局网，监控快捷可靠，可提供远程访问，运行状态显示，故障及事故报警、显示、记录、应急保护等。
项目投资一亿多元（RMB）。计算机控制系统、电气传动系统及液压调平系统4000多万元，由我单位负责设计、制造、安装、调试总承包。本项目含中央控制系统、现地子站、电气拖动、液压调平系统及检测系统、工业电视监视、广播对讲、交通指挥系统等。
1997年10月完成制造和工厂检验、测试及验收；1999年12月完成现场设备安装调试，并正式通航运行；2000年5月25日通过竣工验收；2000年11月17日通过由潘家铮两院士主持的国家级鉴定。
本工程项目为国内国际第一个全自动钢丝绳卷扬垂直入水式升船机，船舶过坝过程仅需20分钟。
控制系统组成
整个控制系统由主控级与上闸首控制子站、主提升机控制子站、承船厢控制子站和下闸首控制子站组成两级分布式计算机监控系统，另外还设有检测系统、电气传动系统、船厢液压调平与均衡系统、交通指挥系统、工业电视监视系统、有线广播系统、有线对讲系统、无线通讯系统和仪器仪表设备。
控制系统功能
主控级设置在中央控制室，配有操作员站、工程师站、多媒体站和模拟屏站，是指挥管理中心，负责对全系统的监视和上位级别的控制（按控制逻辑向各子系统发布各种宏观命令）；负责系统运行，管理数据资料的存储和报表生成；负责各种信息和数据的报警、提示及事故记录处理；为系统运行规律的优化设计提供条件，并负责各种定值参数的修改和监控软件的组织与修改。大型动态模拟屏可实时显示船厢上、下行的全过程及显示各种运行参数。
提升机控制子站是升船机控制系统的关键系统之一，是集计算机控制、信号检测、网络通讯、电气传动、液压传动和直流调速等为一体的综合计算机监控系统。包括4套用于主提升拖动的全数字调速系统（包括4台339KW电机）及4套工作制动器、48套安全制动器和8套润滑站的控制。完成承船厢的提升、下降及准确制动、停位控制。
承船厢控制子站是升船机控制系统的关键系统之一，是集计算机控制、信号检测、网络通讯、液压控制于一体的综合计算机监控系统。采用计算机监控为主、手动控制为辅的控制方式，用于承船机承船厢液压调平与均衡系统、船厢顶紧装置、夹紧装置、卧倒门以及液压泵站等装置参数的检测与控制。
上闸首控制子站由工作闸门控制单元与防撞梁控制单元、配电及交通指挥现地控制单元、卧倒门密封框及充泄水现地控制等部分组成，既能独立完成相关设备的控制、状态监视、系统保护和报警功能，又能在中控室上位机指挥下协调工作，完成对上闸首的各项检测任务。
下闸首控制子站由下闸首PLC子站、检测元件、执行机构和通讯网络等部分组成，是一个相对独立的小型控制系统。为便于集中管理，下闸首交通指挥系统将各交通指挥信号灯、边界灯、中心灯现地手动集中设置在该控制子站。
控制系统特点
分层分布式集散控制系统结构；
基于WINDOWS/NT的视窗控制技术；
双机热备用操作员站；
双缆双以态网冗余通讯；
双缆双ModbusPlus冗余现地网络通讯；
采用ModiconQuantum系列数字化PLC冗余控制技术；
完备的自动、现地、手动控制方式保证系统全天候安全运行；
采用全数字直流调速系统，各主提升电机同步运行，转矩差小于当时平均转矩的3%；
船厢动态与静态调平，调平精度5mm；
采用PID闭环控制技术使液压启闭机的不同步误差小于3mm；
该项目通过国家级鉴定，达到国际先进技术水平；
拥有三项升船机专利；
多电机同轴驱动同步与电流均衡技术；
船厢比例阀压力均衡与调平技术；
电动浮子船厢停位检测技术。
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项目介绍
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岩滩升船机为钢丝绳卷扬平衡重式垂直升船机，为适应下游水位变幅大和变率大的特点，采用承船厢在下游入水运行方式。升船机布置在枢纽左岸，由上下游引航道及编队码头、挡水坝段、通航明渠、上下闸首、塔柱、主机房和中控室等主要建筑物和主机、承船厢、平衡重、上下闸首、电气传动、计算机监控、液压传动、检测与监视、交通指挥等主要机电设备组成。
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升船机设计最大通航船舶250T铁驳，型长37M、型宽9M、满载吃水深1.27M。设计年运货量18010￥（4次方）T，其中下航140110￥（4次方）T、上航4010￥（4次方）T。上游最高通航水位223M,最低通航水位212M。下游最高通航水位162.5M,最低通航水位154.5M。通航净空8.3M.升船机最大提升高度68.5M，空中升降速度11.4M/MIN，升降
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加速度0.1M/S（平方米）。
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主机设在240.6M高程的主机房内，由4套卷扬机构与4套滑轮组组成。卷扬机构通过刚性同步轴联成环形封闭同步系统。卷筒直径3200MM,承船厢的吊点数64个。承船厢系梁格体系薄壁凹槽型钢结构，两端各设有卧倒式钢闸门。承船厢外形尺寸48.5M*16.2M*4.4m,有效水域40m*10.8m,额定水深1.80,1m,承船厢载水总重量1430t.承船厢液压调平均衡系统采用高性能比例阀和进口液压油缸，每套比例阀控制12套油缸，可进行静态或动态调平，调平精度可达35mm.
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电气传动系统采用4台单机容量339KW进口直流电动机和一个速度外环带四个电流内环的传动方式，实现传动出力均衡调节，自动适应因承船厢出入水运行而产生的大范围负载变化，保证承船厢运行平稳。
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计算机监控采用分层分布式，主控级与现地子站级高速串行数据总线互连，构成冗余双重LAN局网，监控快捷可靠，可提供远程访问，运行状态显示，故障及事故报警、显示、记录、应急保护等。
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项目投资一亿多元（RMB）。计算机控制系统、电气传动系统及液压调平系统4000多万元，由我单位负责设计、制造、安装、调试总承包。本项目含中央控制系统、现地子站、电气拖动、液压调平系统及检测系统、工业电视监视、广播对讲、交通指挥系统等。
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1997年10月完成制造和工厂检验、测试及验收；1999年12月完成现场设备安装调试，并正式通航运行；2000年5月25日通过竣工验收；2000年11月17日通过由潘家铮两院士主持的国家级鉴定。
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本工程项目为国内国际第一个全自动钢丝绳卷扬垂直入水式升船机，船舶过坝过程仅需20分钟。
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控制系统组成
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整个控制系统由主控级与上闸首控制子站、主提升机控制子站、承船厢控制子站和下闸首控制子站组成两级分布式计算机监控系统，另外还设有检测系统、电气传动系统、船厢液压调平与均衡系统、交通指挥系统、工业电视监视系统、有线广播系统、有线对讲系统、无线通讯系统和仪器仪表设备。
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控制系统功能
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主控级设置在中央控制室，配有操作员站、工程师站、多媒体站和模拟屏站，是指挥管理中心，负责对全系统的监视和上位级别的控制（按控制逻辑向各子系统发布各种宏观命令）；负责系统运行，管理数据资料的存储和报表生成；负责各种信息和数据的报警、提示及事故记录处理；为系统运行规律的优化设计提供条件，并负责各种定值参数的修改和监控软件的组织与修改。大型动态模拟屏可实时显示船厢上、下行的全过程及显示各种运行参数。
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提升机控制子站是升船机控制系统的关键系统之一，是集计算机控制、信号检测、网络通讯、电气传动、液压传动和直流调速等为一体的综合计算机监控系统。包括4套用于主提升拖动的全数字调速系统（包括4台339KW电机）及4套工作制动器、48套安全制动器和8套润滑站的控制。完成承船厢的提升、下降及准确制动、停位控制。
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承船厢控制子站是升船机控制系统的关键系统之一，是集计算机控制、信号检测、网络通讯、液压控制于一体的综合计算机监控系统。采用计算机监控为主、手动控制为辅的控制方式，用于承船机承船厢液压调平与均衡系统、船厢顶紧装置、夹紧装置、卧倒门以及液压泵站等装置参数的检测与控制。
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上闸首控制子站由工作闸门控制单元与防撞梁控制单元、配电及交通指挥现地控制单元、卧倒门密封框及充泄水现地控制等部分组成，既能独立完成相关设备的控制、状态监视、系统保护和报警功能，又能在中控室上位机指挥下协调工作，完成对上闸首的各项检测任务。
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下闸首控制子站由下闸首PLC子站、检测元件、执行机构和通讯网络等部分组成，是一个相对独立的小型控制系统。为便于集中管理，下闸首交通指挥系统将各交通指挥信号灯、边界灯、中心灯现地手动集中设置在该控制子站。
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控制系统特点
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分层分布式集散控制系统结构；
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完备的自动、现地、手动控制方式保证系统全天候安全运行；
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采用全数字直流调速系统，各主提升电机同步运行，转矩差小于当时平均转矩的3%；
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船厢动态与静态调平，调平精度5mm；
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采用PID闭环控制技术使液压启闭机的不同步误差小于3mm；
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拥有三项升船机专利；
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