珊溪电厂溢洪道闸门电气控制系统升级改造

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２改造后 的系统结构和配置
此次闸门电气控制系统改造本着“ 安全 、 可靠 、 先进 ” 的原则 ， 首要 目标是提 高控制系统的可靠性 和安 全 性 ， 以满 足 防汛 安 全 的 需要 ， 同时 通 过选 用
功 能强 大 的上 位 机 软件 ， 过 通讯 技 术 ， 时监 控 通 实
１原 闸门控制 系统存在 问题
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２２ 地控 制层 。现
每 孔 闸门 采 用独 立 的现 地 电气 控 制 系 统 实现 闸门启 闭全 过 程控 制 以及 油泵 组 的 自动启 停控 制 ， 并 实现 闸 门启 闭过 程 中各状 态 的数 据采 集 、 视和 监 报 警等 。每 孔 闸 门的 现地启 闭 、 站控 制 等 由一套 泵 ＳＥ Ｎ Ｌ ３０ 常规 电器 完成 。开度 传感 器 的 ＩＭＥ ＳＰ Ｃ ０ 及
闭 。泄洪 时 可 以单独 开启 一孔 ， 可 以 同时对 称 开 也
（ ） 门 开 度 、 态 和 闸 门油 泵 运行 状 况 无 法 ３闸 状
在 远方 进行 实 时监 控 。 珊溪水 库 每 年 台汛 期均 受 台风 影 响 ， 库 防汛 水
抗 台任务艰巨 ， 溢洪道 闸门时有启 闭 ， 要求闸门和 电气控制绝对可靠 ， 因此要解决上述 问题 ， 对其进
点， 因此 珊 溪 电厂 闸门控 制 系统 采用 ＳＥ Ｎ Ｌ ＩＭＥ ＳＰ Ｃ 为 现 地 电气 控 制 核 心 ， 过 以 太 网交 换 机 、 Ａ 通 ＭＯ Ｘ
现地 控 制 层 控 制 和集 中控 制 系 统作 为各 站 的 主要 控制 方 式 ， 通过 Ｓ Ａ Ａ系统 ， 门控制 系统 现 地监 ＣＤ 闸 控工 作 站可 对整 个 闸 门系统进 行集 中控制 、 视 和 监
摘 要： 介绍 了珊溪 电厂溢洪道 闸门电气控 制系统改造原 因和改造后 的系统 结构 、 主要特性 、 系统软件功能。
关键词 ： 珊溪水库 ； 溢洪道闸ｆ 控制 系统 ； １； 改造
Ｔｉ ｅ Ｒｅ ｏ ａｉ ｎ ｏ ｌｃ ｒ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ ｐ ｌ ｙ ｇ ｔ ｔ ｈ ｎ ｉ ｙ ｒ ｐ ｗ ｒｓａｉ ｎ／ ｙＬ ｅ ｄ ｎ ， Ａ Ｒ ｎ ｃ ｅ ｇ ｔ ： ｎ ｖ ｔ ｆ ｅ ｔｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ｆ ｒ ｉ ｗａ ａｅ ａ ａ ｘ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔ ｔ ／ Ｅ Ｋ － ｉ ｇ Ｙ Ｎ ｅ － ｈ ｎ ， ｌ ｏ ｅ ｃ ｓ ｓ ｌ Ｓ ｈ ｏ ｂ
闸门状态 。
采用一 台 Ｄ Ｌ 服务器作为主控计算机 （Ｃ ． ＥＬ Ｓ Ａ Ｄ Ａ服务器 ） 安装在坝顶配 电室 ， ， 该服务器具备 电 源冗余和以太网冗余 ， 它与各个现地控制层子站的
屏 ） 成 。采 用 Ｇ ００Ｐ Ｃ负 责 采 集 和处 理 闸 门 组 Ｅ９ ３ Ｌ 液 压 启 闭机 的各 种 信 号 实现 自动 控 制 。 由于 运行
ＰＣ Ｌ 具有可靠性高 、 功能完善 、 易于编程等特
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Ｂ Ｅ Ｋ —ｄｎ ： ｅ Ｏ ａ ｉｎ ｏ ｌｃ ｒ ｏ ｔｏｌ ｙ ｔ ｍ ｏ ｐｌ ａ ａ ｅ ａ ｈ ｎ ｉ ｙ ｒ ｐ ｗ ｅ ｔｔ ｙ Ｌ ｅ ｊｇ Ｒ ｎ ｖ ｔ ｆｅｅ ｔｉ ｃ ｎ ｒ ｓ ｅ ｆ ｒ ｉ ｙ ｇ ｔ ｔＳ ａ ｘ ｄ ｏ ｏ Ｏ ｃ ｓ ｓ ｌ ｗ ｈ ｒ ａｉ ｓ ｏｎ
（） ２ 纯手 动方 式 ： 为纯 继 电器 回路 操作 ， 一 种 是 应 急 人 工 方 式 （ 调 试维 修 时 使 用 ） 使 工 作 人 员 或 ， 能独 立 于 Ｐ Ｃ直接对 闸门和油 泵进 行操 作 。 Ｌ 在 各个 闸 门现 地 控 制 柜 能 监视 自身 闸 门 的开 度及 相关 数 据 ， 也可 监视 到 其他 闸 门 的操 作数 据 和
地／ 远方切换 ， 显示 闸门状态及油泵运行信息 ， 并配
有继 电器 回路 用 于检修 和 紧急 时启 动油 泵 。
２３ 中控 制层 ．集
置， 决定是否做相应的动作（ ： 如 上升 、 下降 、 停止及 相应 保 护 ） 或需 要 进 行 左 右 纠偏 （ 出 电流 信 号 给 输 比例 阀） 同时 ，Ｌ 通 过扫描 系统所 有的保护信 ， ＰＣ 号， 一旦有异常启动保护功能。
乐可定， ： 等 珊溪电厂溢洪道闸门电气控制系统升级改造
珊 溪 电厂溢洪道 闸门 电气控 制系统 升级 改造
乐可定 鄢仁成 。， ， 许 慧 。崔柏 昱 ，
（． 州 市珊 溪水利枢 纽管理局 ， １ １ 温 浙江 温州 ３ ５０ ；． 江省 温州市珊 溪水 力发 电厂 ， ２３０２ 浙 浙江 温州 ３ ５ ０ ；． ２ ３４ ３浙江珊 溪经 济发展有 限责任 公 司， 江 温州 ３ ５ ０ ） 浙 Ｉ ２ ３０
５
理、 存储 、 管理各个站点传送来的实时数据 ， 同时又
苎 ¨ 为 －络 中 的其 他 工 作 站提 供 实 时 数据 。实 时 数 据 网 ～ 存放在 Ｃｔ ｔ ｉ ｃ的专用实时数据库 中 ， ｅ 该服务器具备
层～ 皑 作 界
海 量数 据 存储 功 能 。Ｓ Ａ Ａ实 时数 据 服务 器 运 行 ＣＤ 通信 管 理软 件可 完成 与各 远 程站 点 的通信 链 接 、 网 络服 务 等任务 。
【
Ｓ Ｓ
ｉ
测赶 ｆ 丌 度 】
模块
ｌ
１ Ｉ Ｎ门控 制 系统
… …
３控制和监控方 式
闸 门共有 现 地操 作 （ 括 自动方 式 和纯手 动 方 包 式 ）集控 操作 和远 方监 视 ｊ种控 制方 式 。 、
３１闸门启 闭机操 作方 式 ．
图 １ 改 造 后 ｌ ‘控 制 系 统 图 Ｉ 】
现 地 操作 方 式 分 自动 方 式 和 纯手 动 方 式 。在 现 地控 制 柜 上 有 手 动／ 自动／ 控 选 择 把手 ，［ 人 集 作 员能 对设 备 的控制 方式 进行设 置 。 （） １ 自动 方式 ： 现 地 控 制 柜触 摸 屏 上设 定 给 在 定 闸 门高度 ， 过 Ｐ Ｃ 行 自动操 作 。当控制 系 统 通 Ｌ进 工作 时 ， 装在 油 缸上 的线 性位 移传 感 器将 油缸 的行 程 变化 以 ＳＩ 号输 出 ， 地 Ｐ Ｃ采集 后 进 行 比较 Ｓ信 现 Ｌ 分析 ， 据试 验 过程 中建 立 的油缸 行 程 和弧形 闸门 根
管理 。
、
交换机等网络设备构成的分布式计算机数据采集
与 监控 网络 ， 放式 全 分布 结构 ， 设 现地 控制 层 、 开 分 集 中控 制层 和远 程 监 视 站 。改 造 后 闸 门控 制 系统
结 构 见图 ｌ 。
２４ ． 远程 监视 站
采用一 台Ｄ Ｌ 服务器作为主控计算机 （Ｃ — ＥＬ Ｓ Ａ
多年 ， 存在 以下 问题 ：
（） １现地闸 门室夏季 高温 ， 闸门电气控制 系 原 统ＰＣ Ｌ 和网络设备等 电子设备已运行近十年 ， 故障 率 逐 步 上 升 ， 为制 约 电厂 防 汛安 全 的瓶 颈 ， 了 成 到
更 新换 代 的周 期 。 （ ） 闸 门 控 制 系统 为 单 扇 控 制 ， 作 人 员 无 ２原 操 法 保证 闸 门成组 同步对 称启 闭 ， 利 于大坝 水 工设 不
Ｄ Ａ服 务 器 ）安 装 在 电厂 中控 室 ， ， 通过 光 纤 连 接 到 坝顶 配 电室 的 ＭＯ Ｘ交换 机 ， 各个 现地 控制 层 子 Ａ 与 站 相 通 讯 ， 与集 中控 制 层 的主 控 计 算 机 互 为冗 它 余， 同样 具 备监 视 和 控 制 全部 功 能 ， 考虑 到 安 全 系 数， 目前 操 作 方式 禁 止 ， 只监 不 控 。它 主要 负 责 处
施 安全 。
常蓄水位为 １２ ０ｎ 水库总库容为 １ ． 亿 ｉ ， ４． ， Ｏｉ ８ ４ ｎ 调 ２ 节库容 ６ ６ ｉ ， ． 亿 ｎ 防洪库容 ２１ 亿 ｒ ， ９ ． ２ ｆ 正常运行水 ｌ 头 范 围为 ６ ～ ０ ．８Ｉ。 ７ １０８ ｎ 珊 溪 水库 泄洪 建 筑物 由溢 洪 道和 泄 洪洞 组 成 。溢洪道泄流设备有 ５ 扇表孔弧形工作闸门， 外 形尺寸为 １ ｘ ６ （ 高 ）设计水头 １ ， ２ ｌ 宽Ｘ ， ｍ ｎ Ｉ ６ 可动 ｎ ｉ 水启闭 ， 每孔工作 闸门用 ２ １ ０ Ｎ ｘ ０ 液压启闭机启 ６ ｋ
实 际开 度 关 系 曲线 （ 者 为非 线 性 ） 判 断 闸 门位 两 来
ＳＩ Ｓ 信号 由转换模块通过通信 口进人 Ｐ Ｃ Ｌ 完 Ｌ 。Ｐ Ｃ
成 开度数 据／ 门状 态采 集 和 比例 阀控制 。 闸 每 孔 闸 门 前安 装 一 只 ｌ． ｉ Ｌ Ｄ触摸 屏 取 Ｏ４ ｎ的 Ｃ 代 大 量 的按 钮 及 指 示 ， 成 相 应 的 开 关 操 作 及 现 完
液 压 启 闭机 闸 门原 电气 控 制 部 分 由常 州 明 园
闸门状态 ， 监视人员无需到现场 即可准确掌握闸门 的状况 ， 提高工作效率和监视 的实时』 生。改造后 的
电气控 制 系统介 绍 如下 。
２１ ． 系统 结构
电子有限公司提供 ， 共由两只电柜 （ 接触器屏 、 控制
行 改造 势在 必行 。
启两孔。设计洪水时最大下泄流量为 １ １ ， ０ ０ ．ｉ／ ８ ６ ｓ ｎ 液 压启 闭机油 缸 由武进 液 压启 闭机 厂 制造 ， 缸 内 油
径 ４０ｍ 工作 行程 ８ ４ ｌ 。液压 启 闭机液 压 系 ０ ｍ。 ０Ｉｎ ９ Ｔ ｌ 统 由依顿 ・ 格 士公 司制 造 ， 括一 套 液压 站 、 套 威 包 两 油 缸 锁 定 阀 。油 缸 采 用德 国进 口的磁 致 线 性 位 移 传感 器 ， 量精 度 达到 ００ 测 ．ｌ ｍｍ。
中图分类号 ： Ｖ７ ６ Ｔ ３
文献标 识码： Ｂ
文章编号 ：６ １ １９ （０ １０ － ０ １ ０ １７ — ０ ２２ １ ）２ ０ ７ － ４
０ 引 言
珊溪水力发 电厂系国家重点建设工程—— 飞 云江干流控制性大型综合利用工程珊溪水利枢纽
工 程 主要 组成 部分 ， 温 州市 １７ｋ 距 １ ｍ。珊 溪 电厂 正