关刀桥电站启闭机电气设计说明

设计说明
5. 电气
5.1 电气系统概述
本设计以系统控制设备的安全、可靠为前提，根据水利水电启闭机的工艺要求和主体机电设备的配置，并结合我公司多年来类似工程项目的成功经验来设计控制方案。

在遵循招标文件技术要求及性能可靠、功能完善适用和经济实用的设计原则下，本设计配置了采用起升电动机串起升电阻器起动的方案。

5. 2 设计依据
起重机设计规范（GB3811）
起重机电控设备（GB4315）
水电水利工程启闭机设计规范（DL/T5167）
水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范（DL/T5019-94）
SD315 固定卷扬式启闭机通用技术条件
水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T5013-95）
5.3 优质的系统集成
电气系统采用目前国际先进的PLC（可编程控制器）的控制方案。

PLC为整机的逻辑控制中心，协调各机构的运行。

电气系统主要元件均采用国际知名品牌产品。

PLC控制系统采用施耐德公司Modicon M258系列，人机界面采用纬纶或昆仑TPC7062K 系列7"真彩色触摸屏；主要低压电器（如断路器、接触器等选用施
耐德、LG或国产优质品牌天水长城
公司产品）,电机保护选用厦门万谱WPJ1系列专用电机综合保护器，指示灯、按钮及中间继电器采用施耐德产品，接线端子采用上海新邦公司或其它优质产品的优质产品。

5.4 电气系统的组成
电气系统由配电系统、PLC控制系统、安全保护系统及供电系统几个部分组成。

卷扬机起升机构由YZR冶金及起重用电机驱动， YZR 电机采用转子回路串起重电阻器的方式实现软起动，起升机构起制动和加减速平稳。

该传动系统与可编程控制器（PLC）配合实现机构的自动化控制，以实现生产工艺控制要求。

5.5 保护
起升机构装设荷载限制器、高度限制器符合标书规定。

（1）载荷限制器：。

荷载限制器采用压式荷重传感器，输出为4～20mA模拟量，在电控柜上以数字显示吊具上的荷载。

综合误差不大于5%。

当吊具上的荷载达到额定值的90%时，给出预警信号；达到额定值110%时，切断起升操作电源，并报警。

当吊具上的荷载为零时，给出欠载预警信号。

（2）高度指示器：起升机构装设高度指示器并符合SD315规定。

其传感器采用光电绝对值型优质编码器。

扬程指示在电控柜上以数字直接显示，读数精度为1.0cm，最高可达0.1cm，甚至更高。

在断电情况下能跟踪闸门位置。

高度指示器除具备对上、下极限位置控制进行保护外，并有二个位置开度预置功能。

（3）零位保护功能：机构断电或电机过载等保护后，操作手柄必
须先回到停止位置
或重新启动后才能工作，防止误操作。

（4）电机、制动器的电机保护单元。

选用厦门万谱WPJ1系列电机综合保护器
6 PLC控制系统
6．1 PLC介绍
PLC采用施耐德公司的Modicon M258系列可编程序控制器。

6．2 PLC设计思路
PLC系统是整机的逻辑控制中心，降低系统的故障出现机率、提高系统安全保护能力是PLC系统的重点。

基此考虑，通过下述措施提高系统的可靠性：
（1）硬件设计的可靠性是电控系统正常运行的必要条件：PLC 采用施耐德公司的Modicon M258系列产品，CPU选用自带以太网接口的TSXP571634模块，质量具有高度可靠性；同时PLC供电采用专用隔离变压器再经直流开关电源供电，可有效消除外部电源的干扰，开关电源为双路开关电源，备用开关电源可接入集中控制室DC220V 直流电源作为PLC的后备电源。

（2）PLC为卷扬机提供可靠的保护功能：操作指令、限位开关、起升机构载荷信号、各机构制动器反馈信号、各回路空开关合闸信号、各回路接触器反馈等均进入PLC进行处理，从而可以使设备的安全操作得到可靠保证。

（3）除软件保护外，重要环节同时实现硬件安全互锁功能，确保安全性。

（4）编码器SSI信号进入PLC的计数器模块TSX CTY 2C处理，并在触摸屏上显示、操作。

荷重信号进入PLC的模拟量模块TSX AEY 414处理，在电控柜的触摸屏上以数字显示吊具上的荷载。

（5）PLC采用全模块化结构，独立的CPU模块、电源模块、I/O 模块，保证系统安全可靠运行；PLC有良好的实时性和确定性。

配置独立的离散量、模拟量输入输出模块，使每种模块完成各自的采集或控制输出功能，避免混合模块。

（6）运行操作
启闭机可现地操作也可远程控制，在启闭的现地控制柜上设有现地和远程控制的选择按钮。

并将远方控制方式位置信号送电站计算机监控系统机组LCU，现地控制与远方控制能相互闭锁，现地电控柜提供与计算机监控系统的接口。

通讯接口采用RS485，通讯规约满足Modbus通讯协议。

1）启闭机启闭闸门至上、下极限位置时能自动可靠停机；
2）启闭机具有在闸门运行至任何位置立即停止的操作按钮；
3）机组LCU发出的“启门”、“闭门”、“停止”等命令通过通讯及I/O方式送至现地电控柜。

4）现地电控柜为户内式，设在启闭机机房内。

电控柜设置液晶显示器，并能显示闸门开度、荷载及有关电气参数。

5）现地电控柜输出到电站计算机监控系统机组LCU的开关量接点为空接点，接点额定容量：24V DC 1A。

（7）现地电控柜上外引的信号全部接至柜内端子排。

为避免同一端子上出现两根或两根以上的接线，考虑使用足够的连接端子。

端
子排上预留使用数量20%的备用端子供以后使用。

端子采用魏德米勒，防火等级V0级。

7）向中控室上送以下信号，并引入柜内端子排（不限于）：
a．闸门的工作状态：运行、停止、故障；
b．闸门开关次数信号；
c．控制电源故障信号；
d．启闭机过负荷报警信号；
e．闸门开关到位信号；
f．切换开关位置信号；
g）开度传感器信号。

H）荷重传感器信号。

7 综合监控系统
为了方便卷扬机的操作及维护，使司机及时了解设备的运行情况，在电气设备发生故障时分析故障原因并指导维护人员迅速排除故障，在控制柜上设置人机界面及指示灯，可以显示设备运行的一些信息，主要具备以下功能：
（1）各种运行信号、保护信号及检测信号的显示；
（2）故障显示系统。

8 电源
电站提供一路厂用交流电源，电源为三相交流电源，接入控制柜电源开关上。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。