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(shí)更新保持職業(yè)青春培訓(xùn)講課加快知識(shí)更新保持職業(yè)青春培訓(xùn)講課 LCU LCU裝置基本知識(shí)裝置基本知識(shí) 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通常分為兩大部分，一是用于全廠范圍設(shè)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(jī)層的控制部分，稱為現(xiàn)地控制系統(tǒng)，前者常稱為上位機(jī)系統(tǒng)，后者常稱為下位機(jī)系統(tǒng)。下位機(jī)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(jī)組運(yùn)行實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，一般布置在發(fā)電機(jī)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(jìn)行采集，各種控制調(diào)節(jié)命令都最后在此發(fā)出。 LCU的設(shè)備一般

2、根據(jù)監(jiān)控對象及其地理位置而劃分為機(jī)組LCU、公用LCU、開關(guān)站LCU和閘門LCU等，以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)對象的監(jiān)視和控制。 各臺(tái)LCU之間是相互獨(dú)立的，某個(gè)LCU發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響到其它LCU的正常運(yùn)行，并且與廠級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也是相對對立的，廠級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)，各LCU還能獨(dú)立工作維持監(jiān)控對象的安全運(yùn)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(shè)備PLC盤柜構(gòu)成。 SJ-600 LCU主要由以下部分組成：南瑞MB1000系列模件：CCU（2塊），1020（5塊），1031（4塊），1040（4塊），1070（2塊） 開出繼電器 測速

3、裝置 測溫裝置 同期裝置 SJ30通訊裝置 對時(shí)裝置 觸摸屏供電系統(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(gè)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(yùn)行時(shí)，兩塊CPU模件板的工作方式為一主一從運(yùn)行，主機(jī)完成所有的測點(diǎn)采集、控制輸出、流程啟動(dòng)開出、并始終與主站、調(diào)速器、百超表、水系統(tǒng)PLC、觸摸屏保持通訊，實(shí)時(shí)接收主機(jī)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(yùn)行狀態(tài)指示燈。其中： RUN：CCU模件運(yùn)行指示燈，綠燈，當(dāng)CCU處于正常運(yùn)行態(tài)時(shí)

4、每秒亮一下，此時(shí)WATCHDOG功能投入；當(dāng)CCU處于調(diào)試態(tài)時(shí)，每秒亮三下，WATCHDOG功能退出。SYNC：CAN網(wǎng)同步指示燈，正常工作時(shí)30秒鐘燈滅，30秒鐘綠燈閃爍。ONLINE：CCU模件在線運(yùn)行燈，正常工作時(shí)綠燈亮。M/S ：主CCU標(biāo)識(shí)燈，當(dāng)本CCU為主機(jī)時(shí)燈亮，為從機(jī)時(shí)燈滅。FAULT：CCU模件錯(cuò)誤燈，當(dāng)CCU處于錯(cuò)誤狀態(tài)時(shí)，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(diào)試使用。COM8在SJ600型LCU雙機(jī)冗余配置中已被系統(tǒng)作雙機(jī)切

5、換使用，不得再做其他用途。剩余8個(gè)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(diào)試端口的RJ45雙絞線出口。（4）SW1是CCU功能選擇開關(guān)，LCU正常運(yùn)行時(shí)所有開關(guān)均應(yīng)在OFF位置。當(dāng)?shù)谒奈婚_關(guān)撥至”O(jiān)N”位置時(shí)，該側(cè)CCU進(jìn)入調(diào)試態(tài)。當(dāng)?shù)谌婚_關(guān)撥至”O(jiān)N”位置時(shí)，該側(cè)CCU使用”default

6、.Abs”缺省運(yùn)行程序，此時(shí)，CCU只支持網(wǎng)絡(luò)工具，可以通過FTP工具傳輸文件系統(tǒng)。當(dāng)?shù)谝晃婚_關(guān)撥至”O(jiān)N”位置時(shí)，該側(cè)CCU使用缺省IP地址”38”運(yùn)行。（5）P是主控模件背板出線插頭，信號(hào)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(gè)串口給用戶。 1020模件：1020模件即開關(guān)量模件，每套LCU裝置有5塊1020模件。輸入信號(hào)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(jī)組重要設(shè)備的狀態(tài)信息及重要的告警信息。其它4塊1020模件采集的數(shù)據(jù)開關(guān)量DI，主要指機(jī)

7、組各設(shè)備的狀態(tài)信息、告警信號(hào)及輔助設(shè)備的啟停信息。每塊1020模件可以采集32個(gè)點(diǎn)信號(hào)。當(dāng)點(diǎn)對應(yīng)的燈點(diǎn)亮?xí)r表明當(dāng)前測點(diǎn)值為1，當(dāng)點(diǎn)對應(yīng)的燈點(diǎn)滅時(shí)表明當(dāng)前測點(diǎn)值為0。一般定義為1為動(dòng)作信號(hào)，0為復(fù)歸信號(hào)。 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(hào)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(gè)點(diǎn)。當(dāng)點(diǎn)對應(yīng)的燈點(diǎn)亮?xí)r表明當(dāng)前測點(diǎn)值為1，當(dāng)點(diǎn)對應(yīng)的燈點(diǎn)滅時(shí)表明當(dāng)前測點(diǎn)值為0。一般定義為1為控制開出，0為不開出。 1040模件：1020模件即模擬量模件，每套LCU裝置

8、有4塊1040模件。輸入信號(hào)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(shè)備模擬量信號(hào)，它既可以接受電流信號(hào)也可以接受電壓信號(hào)，通過接受傳感器送來的電流或電壓值將其轉(zhuǎn)換為工程值。一般電流型1040模塊接受的電流信號(hào)為420mA,電壓型1040模塊接受的電壓信號(hào)為15V。每塊1040模件可以采集16個(gè)模擬量信號(hào)。模擬量模件板無指示燈信號(hào)。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(hào)來計(jì)算出當(dāng)前的模擬量工程值。1070模件：1070模件即溫度

9、量模件，每套LCU裝置有2塊1070模件。輸入信號(hào)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(jī)組的單號(hào)測溫點(diǎn)溫度。通過測量的電阻值將其轉(zhuǎn)換為溫度值。溫度值=（電阻值-基準(zhǔn)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(gè)溫度量信號(hào)。溫度量模件板無指示燈信號(hào)。我們可以通過上面的溫度計(jì)算公式來計(jì)算當(dāng)前測點(diǎn)的溫度值。

10、我廠現(xiàn)采集的溫度測點(diǎn)主要有：空冷器定子冷熱風(fēng)溫度，推力瓦溫，上導(dǎo)瓦溫，水導(dǎo)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(jī)柜內(nèi)1MbpsI/O模件模件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：模件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(gè)開出繼電器。型號(hào)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(gè)繼電器有一對線圈和3組接點(diǎn)。當(dāng)繼電器線圈勵(lì)磁時(shí)，其接點(diǎn)就動(dòng)作，使得相應(yīng)的二次控制回路能夠?qū)ǎ瑥亩鸬娇刂圃O(shè)備的作

11、用。整個(gè)控制過程可以描述為：畫面對像上位機(jī)流程控制代碼LCU流程繼電器設(shè)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(jī)械脈沖電氣殘壓測速方式。 CM-200測速裝置輸出信號(hào)包括： “測速裝置報(bào)警輸出”及轉(zhuǎn)速開關(guān)量信號(hào)、機(jī)組蠕動(dòng)信號(hào)、模擬量輸出（420mA，CM1送2JP及機(jī)柜轉(zhuǎn)速表，CM2送LCU模擬量采集）。兩套裝置的機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速152%信號(hào)均接入LCU的開關(guān)量K30、K31液壓系統(tǒng)過速動(dòng)作中；兩套裝置的蠕動(dòng)報(bào)警均接入LCU開關(guān)量X21，兩套測速裝置的故障報(bào)警均接入LCU開關(guān)量X20。對于CM2（LCU測速裝置），上述齒盤和PT信號(hào)通過LCU送上位機(jī)進(jìn)行歷史記錄，并

12、在現(xiàn)地LCU觸摸屏實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的點(diǎn)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(hào)送到相應(yīng)的常規(guī)回路中。見下圖圖1： 主要功能：輸出：提供8個(gè)開關(guān)量信號(hào)輸出，其輸出動(dòng)作值與返回死區(qū)值以及動(dòng)作方向(大于、小于)均可根據(jù)需要任意設(shè)置，動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定。模擬量輸出：提供420mA的模擬量信號(hào)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(jī)組過速過程。方向判別與蠕動(dòng)檢測：能正確區(qū)別機(jī)組旋轉(zhuǎn)方向，滿足機(jī)組不同運(yùn)行工況下的測速要求；能自動(dòng)檢測機(jī)組蠕動(dòng)，當(dāng)發(fā)生蠕動(dòng)時(shí)及時(shí)動(dòng)作輸出。自動(dòng)識(shí)別通信信道：提供隔離的RS232C/RS485接口，并能自動(dòng)識(shí)別通信信道，以其中一種接口

13、方式實(shí)現(xiàn)與其它計(jì)算機(jī)通訊。通過該接口可實(shí)現(xiàn)參數(shù)讀入、實(shí)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(dāng)轉(zhuǎn)速大于105%時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)記憶和錄波功能，記錄轉(zhuǎn)速曾經(jīng)到達(dá)的最大值，并保持最后一次過速的最大值發(fā)生時(shí)刻的前后10分鐘數(shù)據(jù)。通過通訊接口和計(jì)算機(jī)通訊，可對過速過程進(jìn)行分析，便于現(xiàn)場事故過速和調(diào)速器過速試驗(yàn)結(jié)果分析。完善的自診斷和自恢復(fù)功能：裝置能自動(dòng)識(shí)別信號(hào)斷線，并鎖定斷線前的輸出狀態(tài)，并及時(shí)報(bào)警，面板仍顯示裝置所能測到的轉(zhuǎn)速值。當(dāng)裝置軟件異常時(shí)，CM-200自動(dòng)使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。兩種報(bào)警模式：裝置雖只有1路報(bào)警出口（繼電器常開接點(diǎn)），但分為兩種出口方式：長報(bào)警：接點(diǎn)恒

14、通。表示裝置有信號(hào)斷線等異常情況，但仍然能正確輸出；短報(bào)警：接點(diǎn)間隙導(dǎo)通(2秒通，2秒斷）。表示裝置所有信號(hào)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(bào)警出現(xiàn)時(shí)，裝置鎖定報(bào)警前的輸出狀態(tài)，測值顯示仍然隨信號(hào)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(gè)指示燈、4位數(shù)碼管（LED）以及7個(gè)按鍵。鍵盤： CM-200鍵盤由復(fù)位 、撤銷、確認(rèn)、設(shè)置7個(gè)按鍵組成。指示燈：電氣、機(jī)械燈： 常亮或閃爍表明有對應(yīng)的電氣、機(jī)械信號(hào)輸入，滅表示無信號(hào)輸入。發(fā)送、接收燈： 閃爍時(shí)表明正在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。運(yùn)行燈： 半秒滅，半秒亮。告警燈： 亮即表明有報(bào)警信息產(chǎn)生。n1n8

15、燈： 分別代表8個(gè)轉(zhuǎn)速輸出狀態(tài)，亮表示對應(yīng)繼電器已動(dòng)作。RPM燈： 表示測值的單位為RPM（轉(zhuǎn)/分）。%ne燈： 表示測值的單位為轉(zhuǎn)速百分比。Hz燈： 表示測值為實(shí)測頻率。測速裝置節(jié)點(diǎn)設(shè)置及定義節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)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(fēng)測溫雙號(hào)點(diǎn)、推力測溫雙號(hào)點(diǎn)、上導(dǎo)測溫雙號(hào)點(diǎn)以及水導(dǎo)測溫雙號(hào)點(diǎn)； SJ-40C（2）為定子測溫裝置，測溫對

16、象為所有定子測溫電阻。每套測溫裝置最多支持48個(gè)測溫?cái)?shù)據(jù)的采集，在裝置內(nèi)可以對測溫電阻的類型進(jìn)行定義以及進(jìn)零漂設(shè)置。在軟件上對測溫裝置內(nèi)的測溫點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)設(shè)置，即可達(dá)到相應(yīng)的報(bào)警輸出及溫度保護(hù)動(dòng)作出口。測溫裝置在正常運(yùn)行時(shí)電源指示燈常亮，運(yùn)行指示燈常亮，收發(fā)燈交替閃爍，報(bào)警燈滅。當(dāng)報(bào)警燈1點(diǎn)亮?xí)r，表示有溫度越限報(bào)警；當(dāng)報(bào)警燈2點(diǎn)亮?xí)r，表示溫度保護(hù)出口動(dòng)作。裝置采用16位高檔單片機(jī)，24位-型A/D，2路精密恒流源，能適應(yīng)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(diǎn)，可擴(kuò)至96點(diǎn)。保護(hù)輸出2路，沒路可獨(dú)立組態(tài)定義。隔離的RS485或RS232C通訊接口，支持MODBUS通信協(xié)議。免調(diào)校

17、功能。自動(dòng)調(diào)校零點(diǎn)及增益，保證精度。在線自診斷、自恢復(fù)。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(diǎn)/秒保護(hù)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(hào)VP-P200mV .工作電源：AC85V-265V或DC120V-360V。功 率：15W。裝置技術(shù)特點(diǎn)：SJ-40C的每路溫度輸入可以互相獨(dú)立的支持下表中的電阻1Cu502CU53(G)3Cu1004Pt46(B1)5Pt46(BA1)6Pr507Pt100(B2)8Pt100(BA2)9Pt300(BA3)面板顯示與鍵

18、盤操作DisplayDisplayClear DO memoryClear DO memorySetSetAdjust zeroAdjust zeroDisplay 在根菜單中選中“Display”項(xiàng)后，按下確認(rèn)鍵，裝置進(jìn)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(diǎn)顯示命令DY 顯示溫度測點(diǎn)定義命令ZT 保護(hù)組態(tài)顯示命令Other 裝置的其他內(nèi)容顯示命令選中XH項(xiàng)后，按下確認(rèn)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、越限情況等。選中DD項(xiàng)，按下確認(rèn)鍵后，裝置將進(jìn)入定點(diǎn)

19、顯示狀態(tài)，其顯示值沒3秒刷新一次。定點(diǎn)位置為前次最后巡回顯示或定點(diǎn)顯示的位置。如果要改變定點(diǎn)位置，可以通過上下箭頭鍵實(shí)現(xiàn)。選中DY菜單，按下確認(rèn)鍵后，會(huì)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(diǎn)號(hào)。 選中某個(gè)點(diǎn)號(hào)后，按下確認(rèn)鍵后，屏幕上將顯示該溫度測點(diǎn)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(guān)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(diǎn)/秒。裝置一次采集32點(diǎn)，耗時(shí)2秒鐘。第1秒采集與保護(hù)相關(guān)的溫度點(diǎn)，第2秒鐘按照常規(guī)一次采集其他的溫度點(diǎn)。SJ-40C 支持熱電阻的2線制或3線制輸入，對于4

20、線制可以去掉一根線，作為3線制使用。采用3線制輸入時(shí)，可以有效的自動(dòng)補(bǔ)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(zhuǎn)換的采用先進(jìn)的-原理，字長24位，內(nèi)含DSP，可程序設(shè)定A/D轉(zhuǎn)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(dòng)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(nèi)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(shí)的、成片的采集異常。 SJ-40C針對上述表征，有不同的異常處

21、理方法，但歸納起來有下述幾種： a 有斷線/短路而后恢復(fù)正常時(shí)，以及當(dāng)出現(xiàn)溫度值比原來值相差大于5時(shí)，顯示值雖有，但不參與保護(hù)； b 無論原來的溫度測值是否正常，只要有連續(xù)5點(diǎn)溫度測值發(fā)生同樣規(guī)律的變化且變化量大于5 ，則認(rèn)為裝置內(nèi)部采集故障，此時(shí)裝置會(huì)自動(dòng)復(fù)位。5.同期裝置 為使系統(tǒng)與系統(tǒng)或系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)間按準(zhǔn)同步要求自動(dòng)進(jìn)行并列必須滿足以下三個(gè)條件：1 發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓彼此的幅值差應(yīng)小于允許值；2 發(fā)電機(jī)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(guān)主觸頭合閘完成的瞬間，發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的相位差應(yīng) 小于允許值。 同期裝置為實(shí)現(xiàn)以上三條件，設(shè)有調(diào)頻部份，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機(jī)的頻率對系統(tǒng)頻率的自動(dòng)跟蹤。設(shè)有調(diào)壓部份，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓在達(dá)到70%系統(tǒng)電壓以上時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓。設(shè)有恒定導(dǎo)前時(shí)間的控制部份。導(dǎo)前時(shí)間的整定值可以根據(jù)并列開關(guān)合閘時(shí)間的不同來選擇。當(dāng)導(dǎo)前時(shí)間的整定值與開關(guān)合閘時(shí)間（應(yīng)包括所有輔助元件的動(dòng)作時(shí)間在內(nèi)）相等時(shí)，裝置