SIEMENSSIMATICS7-200PLC在小型水电厂自动化监控系统中的应用
日期：2010-1-7 13:09:03 点击：
来源：中国自动化网
作者：
来源：中国自动化网
作者：
点击【 大 中 小 】放大字体.
一、项目介绍
广西罗城宝坛水电站工程位于广西壮族自治区罗城仫佬族自治县境内的宝坛河上。宝坛电站为一、二、三级同时开发，宝坛电站三级站位于宝坛乡府附近，距罗城县城58km；一二级站厂房距三级站约23km，公路可直通厂址。一级站装机2×630kW卧轴混流式水轮发电机组，二级站装机2×3200kW卧轴混流式水轮发电机组，一二级站共用一个厂房及35kV升压站，以35kV一级电压接入系统，35kV出线2回，其中1回备用。
二、系统配置
现地控制单元为电站监控系统全分布式结构中的智能控制设备，由它实现监控系统与电站设备的接口，完成监控系统对电站设备的监控。它可以作为所属设备的独立监控装置运行，当现地控制单元与主控级失去联系时，由它独立完成对所属设备的监控，包括在现地由操作人员实行的监控及由现地控制单元对设备的自动监控。
配置如下：
2.1 机组现地控制单元
机组现地控制单元每台机组配置JNLCS-200一套，分别编号为1#LCU、2#LCU、3#LCU、4#LCU。屏上配有触摸屏、PLC模块、交流量智能变送器，每套机组现地控制单元采用温度变送器及智能温度巡检装置两种方式采集机组各测温点的温度。温度巡检装置经通信接口与本单元进行通信。相关的备用、调相、发电、故障和事故等状态指示，以及开停机、紧停、过速保护等功能按钮及连片。
PLC配置
机组现地控制单元的PLC采用西门子S7-200 CN可编程控制器（PLC）模块。该系列PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 CN系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 CN 系列具有极高的性能/价格比。
根据系统要求，PLC配置如下：
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU226（24点DI/16点DO）。
② 数字量输入模块（DI）：选用EM221，共2块（16点DI/块）。
③ 数字量输入输出模块（DI/DO）：选用EM223，1块（16点DI/16点DO）。
④ 温度量输入模块（RTD）：选用EM231，共2块（8点/块）
⑤ PROFIBUS-DP接口模块：EM277，1块。
⑥ PROFIBUS-DP网络连接器1个。
触摸屏配置
触摸屏采用西门子K-TP178micro触摸屏。该屏是西门子专门针对中国中小型自动化产品用户需求而设计的全新触摸屏。通过点对点连接（PPI或者MPI）完成和S7-200CN控制器的连接，整个系统浑然一体，具有良好的稳定性和抗干扰性。通信速率可达187.5kbaud。它的操作界面非常友好，不但可以通过触摸屏来执行操作，更可以通过面板上的6个按键来执行操作。此外该屏采用了32位ARM7的CPU处理芯片，同时拥有超大的内存空间使操作响应更加快速。
2.2公用及开关站现地控制单元
公用及开关站现地控制单元配置JNLCS-200一套，编号为5#LCU，配置西门子PLC模块、温度采集模块、CM-320B多对象微机准同期装置、交流量智能变送器、西门子K-TP178micro触摸屏、开出继电器、交流采样装置等相关器件。主要对全厂公用的油、气、水辅助系统，厂用交流电源系统，直流电源系统及开关站等监控对象的数据采集及实时控制。
根据系统要求，PLC配置如下：
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU226（24点DI/16点DO）。
② 数字量输入模块（DI）：选用EM221，共2块（16点DI/块）。
③ 数字量输入输出模块（DI/DO）：选用EM223，1块（16点DI/16点DO）。
④ 温度量输入模块（RTD）：选用EM231，共2块（8点/块）
⑤ 模拟量输入模块（AI）：选用EM231，1块（4点AI）。
⑥ PROFIBUS-DP接口模块：EM277，1块。
⑦ PROFIBUS-DP网络连接器1个。
2.3现地控制单元系统实现的功能：
2.3.1数据采集与处理
收集电厂内机组现地控制单元（LCU）采集的模拟量、数字量（包括状态量、顺序事件数字量、脉冲量、报警数字量）。
对采集来的数据进行分析、处理、计算，形成主站各种监控及管理功能所需的数据。
对一些数据作为历史数据予以记录、整理和保存。
2.3.2安全运行监视
安全运行监视包括全厂运行实时监视及参数在线修改、状变监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视。
2.3.3控制与调节
机组现地控制单元能自动完成开、停机操作和有功、无功功率的调节，而不需依赖于电站控制中心。在接受电站控制中心命令后，工况转换及调节能自动完成，也能分步自动完成。机组现地控制单元也能执行现地人机接口发出的现场命令。
机旁设控制权切换开关（上行信息不受切换开关位置影响）。开关置于“中控室”时，则机组仅受控于电站控制中心，置于“现地”时则仅可由运行人员通过现地控制单元对机组进行控制。
机组控制单元顺序控制
机组同步并网
机组辅助设备的自动控制、监视
① 事件检测和发送
自动检测本单元所属的设备、继电保护和自动装置的动作情况，当发生状变时，将事件的性质依次检测、归类存档，并上送电站控制中心。
2.3.4数据通信
完成与电站控制中心的数据交换，实时上送电站控制中心所需的过程信息，接收电站控制中心的控制和调节命令。
机组现地控制单元接收电站控制中心所用的同步时钟信息以保持同电站控制中心同步。
与电能计量装置及其他承包商提供的微机励磁调节器、微机调速器、微机继保装置、微机测速装置、温度巡检装置等之间通信，进行信息交换，提供接口软件。
2.3.5系统诊断
机组现地控制单元硬件故障诊断：可在线或离线自检设备的故障，故障诊断能定位到模块。
软件故障诊断：应用软件运行时，若遇故障能自动给出故障性质及部位，并提供相应的软件诊断工具。
在线运行时，当诊断出故障，能自动闭锁控制出口或切换到备用系统，并将故障信息上送电站控制中心以便显示、打印和报警。
系统配备上位机一台，该机还兼做语音报警服务器。
2.4上位机配置
① 服务器 (DELL P4 2.8G处理器、512MB内存、80GB的硬盘)。
② 彩色显示器 (DELL 21寸彩色显示器)。
③ 语音报警设备 (多媒体声卡、音箱)。
④ CP5611网卡
⑤ SIMATIC NET 6.0。
⑥ WINCC 5.1。
上位机监控系统采用西门子WinCC人机接口软件，该软件可以很好的支持S7系列CPU，且具有强大的画面组态、报警设置、数据存档、报表设计等功能。此外还集成了多种网络连接方式，使其与自动化系统连接起来更加方便。
2.5上位机监控系统实现的功能：
2.5.1数据采集与处理；
主控级自动采集和处理各现地控制单元的各类实时数据和处理电站设备的运行参数，采集的数据及处理量主要有以下几种：
① 电气量：主控级收集由现地控制单元采集的各电气量：
② 模拟量
温度：机组上导、下导、水导、推力轴承的瓦温、油温、冷却水温、转子线圈、定子线圈和铁芯的温度及变压器油温等。
③ 数字量：各现地控制单元将采集到的数字量上送主控级进行处理或现地处理
④ 脉冲量：各现地控制单元对采集到的脉冲量进行累计，换算成相应的电度量后，上送主控级进行全厂日、月、年发电量累加处理。
⑤ 数据压缩精简：对实时数据和历史数据按要求进行筛选整理，去掉无用的数据后，将“压缩”了的数据存入数据库。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
广西罗城宝坛水电站工程位于广西壮族自治区罗城仫佬族自治县境内的宝坛河上。宝坛电站为一、二、三级同时开发，宝坛电站三级站位于宝坛乡府附近，距罗城县城58km；一二级站厂房距三级站约23km，公路可直通厂址。一级站装机2×630kW卧轴混流式水轮发电机组，二级站装机2×3200kW卧轴混流式水轮发电机组，一二级站共用一个厂房及35kV升压站，以35kV一级电压接入系统，35kV出线2回，其中1回备用。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
二、系统配置
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
现地控制单元为电站监控系统全分布式结构中的智能控制设备，由它实现监控系统与电站设备的接口，完成监控系统对电站设备的监控。它可以作为所属设备的独立监控装置运行，当现地控制单元与主控级失去联系时，由它独立完成对所属设备的监控，包括在现地由操作人员实行的监控及由现地控制单元对设备的自动监控。
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
配置如下：
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2.1 机组现地控制单元
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
机组现地控制单元每台机组配置JNLCS-200一套，分别编号为1#LCU、2#LCU、3#LCU、4#LCU。屏上配有触摸屏、PLC模块、交流量智能变送器，每套机组现地控制单元采用温度变送器及智能温度巡检装置两种方式采集机组各测温点的温度。温度巡检装置经通信接口与本单元进行通信。相关的备用、调相、发电、故障和事故等状态指示，以及开停机、紧停、过速保护等功能按钮及连片。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
PLC配置
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
机组现地控制单元的PLC采用西门子S7-200 CN可编程控制器（PLC）模块。该系列PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 CN系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 CN 系列具有极高的性能/价格比。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
根据系统要求，PLC配置如下：
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU226（24点DI/16点DO）。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
② 数字量输入模块（DI）：选用EM221，共2块（16点DI/块）。
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
③ 数字量输入输出模块（DI/DO）：选用EM223，1块（16点DI/16点DO）。
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
④ 温度量输入模块（RTD）：选用EM231，共2块（8点/块）
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
⑤ PROFIBUS-DP接口模块：EM277，1块。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
⑥ PROFIBUS-DP网络连接器1个。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
触摸屏配置
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
触摸屏采用西门子K-TP178micro触摸屏。该屏是西门子专门针对中国中小型自动化产品用户需求而设计的全新触摸屏。通过点对点连接（PPI或者MPI）完成和S7-200CN控制器的连接，整个系统浑然一体，具有良好的稳定性和抗干扰性。通信速率可达187.5kbaud。它的操作界面非常友好，不但可以通过触摸屏来执行操作，更可以通过面板上的6个按键来执行操作。此外该屏采用了32位ARM7的CPU处理芯片，同时拥有超大的内存空间使操作响应更加快速。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
2.2公用及开关站现地控制单元
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
公用及开关站现地控制单元配置JNLCS-200一套，编号为5#LCU，配置西门子PLC模块、温度采集模块、CM-320B多对象微机准同期装置、交流量智能变送器、西门子K-TP178micro触摸屏、开出继电器、交流采样装置等相关器件。主要对全厂公用的油、气、水辅助系统，厂用交流电源系统，直流电源系统及开关站等监控对象的数据采集及实时控制。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
根据系统要求，PLC配置如下：
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU226（24点DI/16点DO）。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
② 数字量输入模块（DI）：选用EM221，共2块（16点DI/块）。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
③ 数字量输入输出模块（DI/DO）：选用EM223，1块（16点DI/16点DO）。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
④ 温度量输入模块（RTD）：选用EM231，共2块（8点/块）
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
⑤ 模拟量输入模块（AI）：选用EM231，1块（4点AI）。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
⑥ PROFIBUS-DP接口模块：EM277，1块。
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
⑦ PROFIBUS-DP网络连接器1个。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2.3现地控制单元系统实现的功能：
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2.3.1数据采集与处理
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
收集电厂内机组现地控制单元（LCU）采集的模拟量、数字量（包括状态量、顺序事件数字量、脉冲量、报警数字量）。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
对采集来的数据进行分析、处理、计算，形成主站各种监控及管理功能所需的数据。
plcjs.技.术_网
对一些数据作为历史数据予以记录、整理和保存。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
2.3.2安全运行监视
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
安全运行监视包括全厂运行实时监视及参数在线修改、状变监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2.3.3控制与调节
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
机组现地控制单元能自动完成开、停机操作和有功、无功功率的调节，而不需依赖于电站控制中心。在接受电站控制中心命令后，工况转换及调节能自动完成，也能分步自动完成。机组现地控制单元也能执行现地人机接口发出的现场命令。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
机旁设控制权切换开关（上行信息不受切换开关位置影响）。开关置于“中控室”时，则机组仅受控于电站控制中心，置于“现地”时则仅可由运行人员通过现地控制单元对机组进行控制。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
机组控制单元顺序控制
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
机组同步并网
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
机组辅助设备的自动控制、监视
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
① 事件检测和发送
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
自动检测本单元所属的设备、继电保护和自动装置的动作情况，当发生状变时，将事件的性质依次检测、归类存档，并上送电站控制中心。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2.3.4数据通信
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
完成与电站控制中心的数据交换，实时上送电站控制中心所需的过程信息，接收电站控制中心的控制和调节命令。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
机组现地控制单元接收电站控制中心所用的同步时钟信息以保持同电站控制中心同步。
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
与电能计量装置及其他承包商提供的微机励磁调节器、微机调速器、微机继保装置、微机测速装置、温度巡检装置等之间通信，进行信息交换，提供接口软件。
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
2.3.5系统诊断
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
机组现地控制单元硬件故障诊断：可在线或离线自检设备的故障，故障诊断能定位到模块。
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
软件故障诊断：应用软件运行时，若遇故障能自动给出故障性质及部位，并提供相应的软件诊断工具。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
在线运行时，当诊断出故障，能自动闭锁控制出口或切换到备用系统，并将故障信息上送电站控制中心以便显示、打印和报警。
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
系统配备上位机一台，该机还兼做语音报警服务器。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
2.4上位机配置
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
① 服务器 (DELL P4 2.8G处理器、512MB内存、80GB的硬盘)。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
② 彩色显示器 (DELL 21寸彩色显示器)。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
③ 语音报警设备 (多媒体声卡、音箱)。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
④ CP5611网卡
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
⑤ SIMATIC NET 6.0。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
⑥ WINCC 5.1。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
上位机监控系统采用西门子WinCC人机接口软件，该软件可以很好的支持S7系列CPU，且具有强大的画面组态、报警设置、数据存档、报表设计等功能。此外还集成了多种网络连接方式，使其与自动化系统连接起来更加方便。
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
2.5上位机监控系统实现的功能：
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
2.5.1数据采集与处理；
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
主控级自动采集和处理各现地控制单元的各类实时数据和处理电站设备的运行参数，采集的数据及处理量主要有以下几种：
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
① 电气量：主控级收集由现地控制单元采集的各电气量：
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
② 模拟量
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
温度：机组上导、下导、水导、推力轴承的瓦温、油温、冷却水温、转子线圈、定子线圈和铁芯的温度及变压器油温等。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
③ 数字量：各现地控制单元将采集到的数字量上送主控级进行处理或现地处理
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
④ 脉冲量：各现地控制单元对采集到的脉冲量进行累计，换算成相应的电度量后，上送主控级进行全厂日、月、年发电量累加处理。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
⑤ 数据压缩精简：对实时数据和历史数据按要求进行筛选整理，去掉无用的数据后，将“压缩”了的数据存入数据库。
本新闻共2页,当前在第1页1 2
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
上一篇: 西门子PLC在水电厂自动化系统LCU中的应用下一篇: 西门子PLC在机场行李处理系统中运用
评论内容
载入中...
载入中...
P
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
·最新招聘信息
·最新求职信息
·推荐产品
·推荐厂商
·栏目热门排行
·站内热门排行