一種水電站中壓空壓機控制系統的製作方法
2023-05-31 14:51:01 1
專利名稱：一種水電站中壓空壓機控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水電站控制技術領域，具體涉及一種用於對水電站中壓儲氣罐壓力進行監視並進行控制的水電站中壓空壓機控制系統。
背景技術：
水電站中壓空壓機控制系統用於對水電站中壓儲氣罐壓力進行監視並進行控制， 能根據中壓儲氣罐壓力進行自動加壓(補氣)，保證氣罐壓力限制在允許的範圍內，以防止用氣設備氣源壓力不足或氣源中斷產生嚴重事故。現有的水電站機中壓空壓機控制系統，通常採用的是空壓機廠家提供的本體控制裝置，一般為兩套中壓氣機本體裝置控制一個中壓儲氣罐，但中壓氣機本體裝置不能接收壓力傳感器信號，僅依靠壓力開關動作來對中壓氣罐加壓(補氣)，這樣安全性很低，而且兩套本體裝置相互獨立，不能進行數據交換，也不能將相關信息上送至遠程監控系統。為解決現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種新的解決方案。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對於現有技術的不足，提供一種水電站中壓空壓機控制系統，該水電站中壓空壓機控制系統利用可編程邏輯控制器自動採集中壓儲氣罐壓力模擬量信號及儲氣罐壓力開關量信號，並根據所採集的信號進行冗餘判斷，控制兩套中壓氣機本體裝置，將中壓儲氣罐壓力限制在允許範圍內，從而可靠保證了水電站用氣設備的正常運行，大大的減少了運行人員的維護工作量。為達到上述發明目的，本實用新型所採用的技術方案為提供一種水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於包括可編程邏輯控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、報警模塊、電源模塊、通信模塊、本地HMI觸控螢幕、中壓氣罐壓力傳感器、中壓氣罐壓力開關、1號控制繼電器、1號動力迴路、1號中壓氣機、2號控制繼電器、2號動力迴路和2號中壓氣機；所述模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、電源模塊和通信模塊分別與可編程邏輯控制器相連接；所述中壓氣罐壓力傳感器與模擬量輸入模塊相連接，中壓氣罐壓力開關的信號線與開關量輸入模塊相連接，1號中壓氣機和2號中壓氣機分別與開關量輸入模塊相連接；所述開關量輸出模塊依次通過1號控制繼電器和1號動力迴路與1號中壓氣機相連接，開關量輸出模塊依次通過2號控制繼電器和2號動力迴路與 2號中壓氣機相連接；所述報警模塊與開關量輸出模塊相連接；所述本地HMI觸控螢幕與通信模塊相連接，同時通信模塊與遠程監控系統相連接。按照本實用新型所提供的水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於所述報警模塊包括有報警信號燈和報警蜂鳴器。按照本實用新型所提供的水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於還包括有手動控制模塊，所述手動控制模塊分別與1號動力迴路和2號動力迴路相連接。綜上所述，本實用型所提供的水電站中壓空壓機控制系統具有以下特點[0010]( 1)可編程邏輯控制器利用中壓氣罐壓力傳感器，實時檢測中壓儲氣罐壓力，且壓力開關量及模擬量冗餘判斷，當壓力傳感器正常時，以模擬量判斷控制為主，當壓力傳感器故障時，自動屏蔽模擬量的判斷，以壓力開關量的信號參與自動控制。(2)可編程邏輯控制器自動記錄和累計每臺的啟動次數和運行時間，並在觸控螢幕上顯示記錄和累計數據。(3)兩臺中壓氣機一臺主用，一臺備用，用戶可以設置以中壓氣機的「運行次數」或 「運行時間，，輪換方式進行自動輪換。(4)本系統可與遠方控制系統進行通信，將所有信息上送到遠方監控系統，同時還可將每臺氣機的自動/運行/故障、備用氣機啟動、控制電源消失信號、可編程邏輯控制器故障信號、壓力過低等重要信號以空接點的形式輸出至遠方監控系統。
圖1為水電站中壓空壓機控制系統的原理框圖；圖2為水電站中壓空壓機控制系統的控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細地描述如圖1所示，該水電站中壓空壓機控制系統包括可編程邏輯控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、報警模塊、電源模塊、通信模塊、本地HMI觸控螢幕、 中壓氣罐壓力傳感器、中壓氣罐壓力開關、1號控制繼電器、1號動力迴路、1號中壓氣機、2 號控制繼電器、2號動力迴路和2號中壓氣機；所述模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、電源模塊和通信模塊分別與可編程邏輯控制器相連接；所述中壓氣罐壓力傳感器與模擬量輸入模塊相連接，中壓氣罐壓力開關的信號線與開關量輸入模塊相連接，1號中壓氣機和2號中壓氣機分別與開關量輸入模塊相連接；所述開關量輸出模塊依次通過1 號控制繼電器和1號動力迴路與1號中壓氣機相連接，開關量輸出模塊依次通過2號控制繼電器和2號動力迴路與2號中壓氣機相連接；所述報警模塊與開關量輸出模塊相連接； 所述本地HMI觸控螢幕與通信模塊相連接，同時通信模塊與遠程監控系統相連接。所述報警模塊包括有報警信號燈和報警蜂鳴器。還包括有手動控制模塊，所述手動控制模塊分別與 1號動力迴路和2號動力迴路相連接。所述可編程邏輯控制器的輸入信號包括兩臺中壓氣機的狀態、中壓氣罐壓力開關、中壓氣罐壓力傳感器；其中狀態包含中壓氣機控制方式為自動、氣機運行及故障信號， 中壓氣罐壓力開關包含啟主用氣機壓力、啟備用氣機壓力、停氣機壓力、氣機壓力過低信號，這些信號進入可編程邏輯控制器的開關量輸入模塊；中壓氣罐壓力傳感器輸出4-20MA 信號進入可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊，可編程邏輯控制器的開關量輸出模塊連接控制繼電器，再啟動中壓氣機的動力迴路啟動中壓氣機；同時在中壓氣機動力迴路中，還加入了手動操作控制迴路，設有「啟動」、「停止」控制按鈕，可實現手動控制中壓氣機對儲氣罐加壓(補氣)。本地另設置了一臺HMI觸控螢幕與可編程邏輯控制器連接，可以在HMI觸控螢幕上對中壓氣機動作值進行參數的修改、氣罐壓力的顯示、氣機狀態、故障報警查詢功能。該系統
4還可與遠方監控系統進行通訊，訊通協議支持MODBUS、MPDBUS-Plus、乙太網PCP/IP等。該水電站中壓空壓機控制系統採用組櫃安裝，櫃體尺寸設為2^0*800*600 (高* 寬*深)mm，櫃內主要設備包括可編程邏輯控制器、HMI觸控螢幕、啟動器、繼電器、按鈕、指示燈、控制方式開關等，其中可編程邏輯控制器、啟動器、繼電器均安裝在櫃體內安裝底板上， HMI觸控螢幕、操作按鈕、報警信號燈、控制方式開關安裝在櫃門操作面板上。以下對本系統的操作作詳細介紹控制模式分為手動控制與自動控制，由控制方式開關來設置操作模式；控制方式開關設有3檔「手動」、「切除」、「自動」，當控制方式在 「切除」位置時，禁止所有操作。操作前的裝備工作(1)控制方式開關置切除位置，合上控制迴路電源開關，操作電源指示燈顯示正常，可編程邏輯控制器初始化完成，可編程邏輯控制器運行指示燈亮，顯示屏畫面顯示正常。(2)合上中壓氣機動力迴路主斷路器，無氣機故障信號，動力電源電壓顯示正常。手動操作流程(以1號中壓氣機為例):將1號中壓氣機控制方式置於「手動」位置， 按下1號中壓氣機「啟動」按鈕，則中壓氣機開始工作進行對中壓儲氣罐加壓(補氣)，中壓氣機運行指示燈亮，這時可以從觸控螢幕上看到氣罐壓力在升高，需要停止時，按下1號中壓氣機「停止」按鈕，則中壓氣機停止加壓(補氣)，1號中壓氣機運行指示燈滅。2號中壓氣機控制方法與1號中壓氣機完全一樣。自動操作流程在顯示屏上設置好中壓氣機動作壓力參數，將1號中壓氣機、2號中壓氣機控制方式均置「自動」位置，2臺中壓氣機一臺主用，一臺備用，可編程邏輯控制器將中壓氣罐壓力傳感器信號採集後轉換為實際中壓儲氣罐壓力值，根據各設定值進行判斷，如圖2所示。(1)啟主用中壓氣機當水電站有用氣設備工作，使中壓儲氣罐壓力下降，達到「啟主用中壓氣機壓力」時，判斷主用中壓氣機是否有故障，如無故障則可編程邏輯控制器發出開啟主用中壓氣機控制信號，經控制繼電器啟動主用中壓氣機動力迴路，啟動主用中壓氣機進行加壓(補氣)，同時主用中壓氣機運行指示燈亮。( 2)啟備用中壓氣機當水電站用氣設備用氣較多或用氣很快時，使中壓儲氣罐壓力下降比較快，啟動主用中壓氣機還無法使壓力升上來，壓力繼續下降到啟備用泵壓力時， 判斷備用中壓氣機是否有故障，如無故障則可編程邏輯控制器發出開啟備用中壓氣機控制信號，經控制繼電器啟動備用中壓氣機動力迴路，啟動備用中壓氣機進行加壓(補氣)，同時備用中壓氣機運行指示燈亮。( 3 )停中壓氣機當主用中壓氣機或備用中壓氣機投入運行後，可編程邏輯控制器判斷中壓儲氣罐壓力上升到停機壓力值時，可編程邏輯控制器發出停機命令，停止中壓氣機。綜上所述，本實用新型所提供的中壓空壓機控制系統，利用可編程邏輯控制器自動採集中壓儲氣罐壓力模擬量信號及壓力開關量壓力信號，並根據所採集的信號進行冗餘判斷，將中壓儲氣罐壓力限制在允許範圍內，從而可靠保證了水電站用氣設備的正常運行， 大大的減少了運行人員的維護工作量。本實用新型並不限於上述實例，在本實用新型的權利要求書所限定的範圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。
權利要求1.一種水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於包括可編程邏輯控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、報警模塊、電源模塊、通信模塊、本地HMI觸控螢幕、中壓氣罐壓力傳感器、中壓氣罐壓力開關、1號控制繼電器、1號動力迴路、1號中壓氣機、2號控制繼電器、2號動力迴路和2號中壓氣機；所述模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、電源模塊和通信模塊分別與可編程邏輯控制器相連接；所述中壓氣罐壓力傳感器與模擬量輸入模塊相連接，中壓氣罐壓力開關的信號線與開關量輸入模塊相連接，1號中壓氣機和2號中壓氣機分別與開關量輸入模塊相連接；所述開關量輸出模塊依次通過1號控制繼電器和1號動力迴路與1號中壓氣機相連接，開關量輸出模塊依次通過2 號控制繼電器和2號動力迴路與2號中壓氣機相連接；所述報警模塊與開關量輸出模塊相連接；所述本地HMI觸控螢幕與通信模塊相連接，同時通信模塊與遠程監控系統相連接。
2.根據權利要求1所述的水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於所述報警模塊包括有報警信號燈和報警蜂鳴器。
3.根據權利要求1或2所述的水電站中壓空壓機控制系統，其特徵在於還包括有手動控制模塊，所述手動控制模塊分別與1號動力迴路和2號動力迴路相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種水電站中壓空壓機控制系統，包括可編程邏輯控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、報警模塊、電源模塊、通信模塊、本地HMI觸控螢幕、中壓氣罐壓力傳感器、中壓氣罐壓力開關、1號控制繼電器、1號動力迴路、1號中壓氣機、2號控制繼電器、2號動力迴路、2號中壓氣機和2號中壓氣機。該系統自動採集中壓儲氣罐壓力模擬量信號及氣罐壓力開關量信號，並根據所採集的信號進行冗餘判斷，將中壓氣罐壓力限制在允許範圍內，為電站水輪機調節系統、進水閥作業系統的油壓裝置、配電裝置及發電機空氣斷路器等設備提供用氣，從而可靠保證了水電站各用氣設備的正常運行，大大的減少了運行人員的維護工作量。
文檔編號F04B49/06GK202203096SQ20112029559
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者李羅平, 楊效彬, 田晨, 顏毅 申請人:四川卓越科技工程有限責任公司