水电厂现地控制单元(一).

特点： • 作为主体的PLC可靠性高，配置灵活，使用方便，易 于掌握。 • 通过选择不同型号的PLC，可方便构置成高、中、低 不同容量的现地控制单元。 • 采用独特的交、直流电源双重供电技术可完全替代 UPS，确保LCU可靠运行。 • 通过自行研发的SJ-30型通讯管理器内的8个串行通讯 接口，满足和适应日益增多的周边智能设备的接入， 彻底解决受PLC通讯模件通讯接口数量及特殊规约的 限制。
现地控制单元的应用领域
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水电站、蓄能电站的机组、公用设备、开关站设备的 监控 泵站、翻水站的机组、公用设备的监控 电站内的辅助设备的监控 电站水库的闸门监控 其它所有可以监控的设备
一、LCU的发展轨迹
• 七、八十年代初
置
由单板机构成的简单自动控制装 --- 常规控制为主，自动控制为辅;
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强大的SOE输入能力，分辨率达到1ms。 多至8个可编程的串行通讯接口，充分满足各种智能 设备的接入。 方便的组态软件、人性化的界面让所有工作轻松搞定。
三、SJ-600的主要功能及应用
一）数据采集与处理
LCU 通过此功能对电厂的主辅设备的运行状 态，运行参数及测量值进行实时采集、工程量 化，存入实时数据库，作为系统实时监视、告 警、控制、制表，计算和处理的依据。数据采 集的对象分为模拟量、开关量、脉冲量、数码 量等。
• 八十年代中后期
由进口PLC或自行开发的控制器构 成的现地控制单元 --- 自动控制为主，常规控制为 辅;
• 九十年代初期
由进口PLC或自行开发的控制器构成 的现地控制单元 --- 现地控制单元+小型PLC顺控装 置的控制冗余型。
由进口PLC或自行开发的控制器构 成的现地控制单元 --- 完全取消常规，成为水电厂 安全运行的必须设备。
• 九十年代中以后
二、我厂LCU的几种分类
一）单板机-----总线型结构LCU
采用单板-----总线型结构的LCU在国内较为普 遍,是九十年代初期的主力。南瑞自控公司的SJ-400 就是此种结构的典型，二江电厂现在的五号机、六 号机和七号机；公用设备和开关站都是使用此种型 号的LCU。
特点： 是由引进或国产的芯片设计成各种功能的单板， 并配以控制面板、输入输出匹配电路、电源等，构成 现地监控装置；采用这种结构可以设计功能性能都很 理想的LCU。已在不少水电厂成功地投入使用，但由于 当时我国制造水平的限制，这种LCU的工艺水平不高， 接插和焊点容易出现问题。给调试和维护带来困难。
三）智能I/O模件配工业实时网的LCU
这类LCU的代表产品是ABB MODCELL智能数据处理 模件及国电自动化研究院的SJ-600。其中大江电厂的 全部LCU和二江电厂的1号机、3号机和4号机的LCU就 是采用此种LCU，是我厂的主力LCU,因此后面我们主 要介绍这种LCU。 SJ-600是以MB80模件为基础的新一 代智能分布式现地控制装置，能直接上监控系统主干 网，支持遵循IEC-1131-3国际标准的可视化顺控流程 图。此外采用防止模件误插的编码式插槽，SMT表面 贴片工艺和I/O信号一次性电缆连接等高可靠性设计。
水电厂现地控制单元
(一 )
2004年7月15日
概述
水电厂计算机监控系统通常分成两大部分，一是 用于全厂范围设备的部分，称为厂级监控系统，另一 部分是水轮发电机层的控制部分，称为现地控制系统。 前者常常称上位机系统，后者常称为下位机控制系统。 下位机控制系统的主要组成部分就是现地控制单 元LCU（Local Control Unit)，在以前曾采用过与电 网调度远程终端RTU（Remote Terminal Unit)相同的 称呼，考虑到LCU的含义更为确切，因此自1991年在武 汉召开的“现地控制单元学术会议”之后，现地控制 单元的名称基本上统一称之为LCU。
二）控制与调节
LCU应能接受当地或上位机的命令实现对 全厂发电设备的自动控制操作与调节，其包括 机组开停机操作，断路器合、分操作，隔离刀 闸的合、分操作，有功、无功调节。LCU在收 到控制命令后，首先对其进行合法性校验和相 关闭锁条件进行检查，只有在符合要求时才允 许操作，当LCU在线自诊断到有关模件故障时， 将自动禁止相应的控制操作，控制受阻时，将 给出受阻原因。
三）事故停机处理
由LCU的智能I/O模件直接对采集到的事故信息进 行响应和处理，执行相应的事故停机流程。
四）数据通信
作为监控系统光纤以太网的节点与电厂级 进行通信，向上位机发送数据和事件信息，并 接受其下行的控制命令； 作为现地控制单元和微机励磁、调速、保 护、智能采集等设备的通信。
五）在线自诊断
LCU能够在线进行硬件和软件的诊断，硬 件诊断到板级，在诊断到故障后将报警，并 自动进行冗余切换，闭锁相关控制等一系列 处理，LCU具有掉电自恢复功能。
四、SJ-600总体结构与原理
监控网络
CCU及智能I/O模件 智能I/O模件
特点： • 专为水电厂计算机监控系统而开发的控制器，能完全 满足和适应水电厂计算机监控系统的特殊要求。 • 所有模件采用低功耗嵌入式32位CPU，实时多任务操 作系统，功能强大。 • 采用国际标准CAN-BUS现场总线。 • 模件采用全封闭注铝外壳，抗震防灰，屏蔽性能好。 • 所有模件均可带电插拔，维护简单方便。
二）以可编程控制器(PLC)为基础的LCU
可编程控制器一般均按工业使用标准设计, 为 系统集成商省去了机械设计、加工、装配、焊接 等技术和工艺要求等工作，而且接插性能好，整 机可靠性高。目前用于配置LCU的可编程控制器的 种类有：美国GE公司的90系列；日本KOYO公司的 SU-5、SU-6、SG-8系列；美国AB公司的PLC-5、 PLC-2和SLC系列；日本OMRON公司的C200、C500、 C2000系列；美国Modicon公司的Quantum系列；德 国Siemens公司的S7系列；日本MITSUBISHI公司的 FX2.A系列。可编程控制器为基础的LCU在我厂也 有运用,二江电厂的二号机组就是采用Siemens公 司的S7系列PLC。