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13600443583以某核電廠后備靜音發(fā)電機(jī)為控制對象，設(shè)計了以西門子S7-400H可編程邏輯控制屏(programmable logic controller，PLC)為核心的中央排除器(central processing unit，CPU)硬件冗余控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有編程方便、易于使用、保養(yǎng)和擴(kuò)展方便等好處。在滿足低噪聲柴油發(fā)電機(jī)平時運(yùn)行邏輯用途的前提下，該控制裝置還具有如下特征：①抗震性能優(yōu)，通過了RCC-E K3期規(guī)定的抗震鑒定試驗，并在試驗的前、中、后期均滿足作用的完整性[4]； ②在不增加其他硬件裝置的前提下，控制裝置可實現(xiàn)事件順序記錄(sequence of event，SOE)功用1 ms的精度；③后備集裝箱發(fā)電機(jī)電壓建立程序曲線和轉(zhuǎn)速變化曲線 ms；④應(yīng)急停機(jī)有軟件、硬件兩種實現(xiàn)方式。
備載狀態(tài)時，潤滑油預(yù)供泵取油底殼潤滑油，送到潤滑油熱交換器加熱，經(jīng)止回閥進(jìn)入主油路；然后，經(jīng)溫控閥送入靜音柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行潤滑，使靜音柴油發(fā)電機(jī)保持良好的后備狀態(tài)，可以快速起動。運(yùn)行時，當(dāng)集裝箱發(fā)電機(jī)本體潤滑油壓力小于設(shè)定下限壓力時，預(yù)供滑油泵自動啟動；當(dāng)壓力繼續(xù)下降到壓力低低，滿足3取2邏輯時，禁止移動式靜音發(fā)電機(jī)啟動。
起動空氣系統(tǒng)提供低噪聲發(fā)電機(jī)啟動裝置用氣源。在啟動工況下，用壓縮空氣沖轉(zhuǎn)移動式靜音發(fā)電機(jī)以及供應(yīng)調(diào)速板控制用氣，直至完成點火啟動；在停機(jī)時，提供控制氣源；在飛車時，供應(yīng)吹掃氣源；在待機(jī)時，充注壓縮空氣主儲氣瓶，維持其后備時的正常壓力。
燃油系統(tǒng)的作用是：①在移動式靜音發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，為撬裝發(fā)電機(jī)提供穩(wěn)定可靠的燃油；②冷卻回流燃油；③收集從集裝箱發(fā)電機(jī)泄漏出的柴油，進(jìn)行再利用；④保持燃油的流動性和清洗度。
每臺低噪音發(fā)電機(jī)包括兩個獨立的封閉冷卻液系統(tǒng)：一是缸套水冷卻裝置，即高溫水裝置；二是空冷器/潤滑油及柴油回油冷卻系統(tǒng)，即低溫水裝置。當(dāng)?shù)驮胍舭l(fā)電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時，裝置的功能是帶走低噪音發(fā)電機(jī)、潤滑油等的熱量；當(dāng)?shù)驮肼暟l(fā)電機(jī)處于備載狀態(tài)時，保證機(jī)組處于暖機(jī)狀態(tài)，確保低噪聲發(fā)電機(jī)順利啟動。
備用集裝箱發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)采用西門子PCS7 程序控制系統(tǒng)。西門子 PCS7流程控制系統(tǒng)是一種分布式控制裝置，它采用了局域網(wǎng)技術(shù)、PLC和現(xiàn)場總線]。該控制裝置在實現(xiàn)數(shù)字量輸入信號采集的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)SOE作用，從而大量減小裝置的硬件配置。對于部分模擬量參數(shù)，其可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速歸檔。
[6]。 經(jīng)統(tǒng)計，裝置中共有模擬量信號約55個，數(shù)字量輸入信號約151個，數(shù)字量輸出信號約72個?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計2臺控制柜，分別命名為控制柜1和控制柜2。其中：硬件冗余CPU、工控機(jī)，顯示器，交換機(jī)、電源模塊、ET200M機(jī)架1、2、3裝配在控制柜1中，ET200M機(jī)架4、5裝配在控制柜2中。2臺控制柜通過PROFIBUS-DP進(jìn)行參數(shù)交換。其中：1號ET200M機(jī)架上全部排布數(shù)字量輸入模塊，需要SOE功能的信號全部設(shè)計在1號機(jī)架的模塊上?？刂葡到y(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。
在工廠單元出現(xiàn)損壞的同時，監(jiān)視站將收到大量消息，可在事后以毫秒級的時間單位追溯可能致使裝置停機(jī)的因由。SOE功用通過功能塊Pcs7DiIT與作用塊EventTs配合實現(xiàn)。其中，作用塊Pcs7DiIT中數(shù)據(jù)TimeStam需設(shè)置為1，表示時間戳來自機(jī)架。如果將功能塊中數(shù)據(jù)TimeStam設(shè)置為0，則表示時間戳來自CPU，其時間精度將無法保證為1 ms。數(shù)字量輸入信號連入功用塊Pcs7DiIT的輸入端PV_In，用途塊Pcs7DiIT的輸出端TS_Out連入用途塊EventTs的InTS1端。每個EventTs作用塊均可接入8個數(shù)字量輸入模塊。
控制裝置采用RawData歸檔參數(shù)連接的方式，實現(xiàn)對S7-400 PLC 的高速參數(shù)采集。PLC將每個循環(huán)周期所采集的步驟值(或PLC以其他方式得到的參數(shù)或參數(shù)包)以一定的順序存放在具有一定格式的參數(shù)塊(data block，DB)塊中。當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)量后，PLC可以調(diào)用裝置作用塊SFB37，將這個DB塊主動地發(fā)送給WinCC；然后，WinCC會在后臺自動調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)化的動態(tài)鏈接庫來拆解參數(shù)，并將其按時間順序保存在參數(shù)庫中。在WinCC的過程畫面中，可以使用在線趨勢控件或在線表格控件來驗看所采集的參數(shù)。
[7]。對此，控制裝置所有構(gòu)成元器件均采用無風(fēng)扇設(shè)計，降低故障率。控制裝置柜體采用抗震設(shè)計，柜體框架通過采用輥扎成型的多重彎曲框架構(gòu)成，使得框架質(zhì)量輕、剛性強(qiáng)。為提高控制柜柜體整體的抗震性能，增設(shè)抗震底座及抗震套件，確保在出現(xiàn)強(qiáng)震時，柜體不會發(fā)生任何變形。
在進(jìn)行SOE功能測試時，從8個數(shù)字量采集模塊上分別選擇1個通道同時進(jìn)行測試，使用SOE信號產(chǎn)生器發(fā)出8路開關(guān)量信號。每路開關(guān)量信號前后間隔1 ms，每路開關(guān)量信號周期為1 000 ms。在測試結(jié)果中，紅色感嘆號表示信號為1，信號到達(dá)；綠色感嘆號表示信號為0，信號離開。分布在8個不同模塊上的8個通道分別間隔1 ms依次到達(dá)；經(jīng)過1 000 ms后，8個通道上的信號分別間隔1 ms依次離開。測試結(jié)果表明，SOE作用符合設(shè)計要求。防爆發(fā)電機(jī)組
備用低噪聲柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)急停機(jī)功用通過硬件(硬接線)、軟件(PLC)兩種方法實現(xiàn)，充分考慮并優(yōu)化硬件回路和軟件回路的電源獨立、信號分配、線路走向，確保硬回路作用絕對獨立。在PLC失效(無法完成軟件應(yīng)急停機(jī))時，可通過應(yīng)急停機(jī)按鈕，115%超速3取2，潤滑油進(jìn)機(jī)口壓力低3取2，差動保護(hù)等硬接線電話自動實現(xiàn)應(yīng)急停機(jī)。
在硬接線個轉(zhuǎn)速變送器。當(dāng)轉(zhuǎn)速變送器采集的速度信號超過115%額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速變送器將開關(guān)量信號輸出至?xí)r間繼電器，經(jīng)過1 s的延時，將速度115%超速3取2信號輸出至應(yīng)急停機(jī)繼電器；3個潤滑油進(jìn)機(jī)口壓力信號分別進(jìn)入3個配電器，配電器判斷電流大小輸出開關(guān)量信號至?xí)r間繼電器，經(jīng)過1 s的延時，將3取2信號輸出至應(yīng)急停機(jī)繼電器；按下應(yīng)急停機(jī)按鈕，差動保護(hù)等信號直接驅(qū)動應(yīng)急停機(jī)繼電器進(jìn)行應(yīng)急停機(jī)。
在講述備用靜音發(fā)電機(jī)的工藝流程及運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯特征的基本上，綜合工藝指標(biāo)、安全、穩(wěn)定、可靠等諸多要求，設(shè)計了完整的備載集裝箱發(fā)電機(jī)控制裝置。對該系統(tǒng)進(jìn)行了歷時半年的樣機(jī)研發(fā)、試驗、認(rèn)證，以及歷時一年的產(chǎn)品生產(chǎn)、出廠試驗，并車機(jī)調(diào)試。出廠試驗及運(yùn)行結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)完全滿足備載低噪聲柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的各工藝指標(biāo)要求，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠。該設(shè)計方法將高效減小核電廠應(yīng)急電源部分的建造成本，可推廣運(yùn)用到國內(nèi)外其他核電廠，具有廣闊的運(yùn)用前景
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【電力行業(yè)相關(guān)知識解答】
靜音發(fā)電機(jī)組廠家常見問題分享：
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件包括哪些？
答：電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件一般包括：負(fù)荷預(yù)報、發(fā)電計劃、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觥㈦娏ο到y(tǒng)狀態(tài)估計、電力系統(tǒng)在線潮流、最優(yōu)潮流、靜態(tài)安全分析、自動發(fā)電控制、調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)等。