500GF_RZ燃气发电机组自动控制系统

�电控技术� 500GF- RZ燃气发电机组自动控制系统 赵会忠,王志国 (胜利油田胜利动力机械有限公司,山东 东营 257032) 摘要:该套控制系统采用双控制器,完成机组单键开机, 自动调速、调压、自动并网及余热 利用部分的控制, 经现场应用后,效果良好。 关键词: 燃气发电机组;双控制器;工控机; 发电机组总控制器; 余热利用自动化控制 中图分类号: TK434. 3 文献标识码: B 文章编号: 1673- 6397( 2006) 03- 0043- 03 Automatic Control System For 500GF- RZ Generator Set Zhao Huizhong Wang Zhiguo (Shengli Power Machinery Co. , Ltd. Dongying, Shandong, 257032) Abstract: The system is designed with double controllers to function control to generator set covering single- button start, automatic speed governing, voltage adjusting, automatic operation in parallel to electricity grid, and waste heat utilizat ion. It is verified after on - site operation to make a great achieve� ment . Key word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 s: Gas Generator Set; Double Controller; Industrial Controller; Master Controller for Generator Set; Automatic Control for Waste Heat Utilization 作者简介: 赵会忠( 1977- ) ,男, 河北保定人, 助理工程师,主要从事智能电气产品的开发工作。 收稿日期: 2006- 04- 30 0 引言 近几年来燃气发电事业在国内得到了迅速发 展,国产燃气发电机组也得到了快速的提升, 在对机 组的智能监控方面有了很大的提高,即采用了微机 管理系统。但在机组的整体自动化方面与国外机组 的差距仍然很大,早在十几年前,国外机组上已经实 现的模块化、智能化的控制方式,而在国内机组上现 在还主要是手动来完成的, 加上目前国外燃气发电 机组的大量进入国内市场, 间接的促使了市场对国 内发电机组要求也向国外机组看齐,而且越来越高, 在这种形势下, 开发一套智能化的监控系统, 来提高 机组自动化水平的就显得迫在眉睫。 该套系统可实现发电机组的单键操作, 按下控 制面板上启动按钮, 系统会自动控制预供油, 当压力 达到一定值后, 压力继电器输出开关量信号, 将预供 油泵断开, 同时发电机组综合控器控制启动马达带 动发动机,当转速达到启动转速(可设定)后,系统断 开启动马达,发动机进入怠速运行阶段,经过一段时 间延时(可设定) , 发动机自动转入额定状态下运行, 待机组稳定后,按下合闸按键, 机组会自动同步, 到 同期后控制器发出合闸信号控制断路器合闸,而后 系统会自动在设定时间内将负荷加至设定负荷, 在 此过程中,电磁阀、电子调速器都是在系统检测到转 速信号后自动开启,无转速时关闭。在停机时, 按下 控制面板停机按键, 系统会自动卸载、分闸、经怠速 冷机后停机。还包括余热利用部分的自动控制、水 箱风扇的温控、变压器的温控及扫气保护、各参数的 报警保护(报警参数见附件 1)等一系列功能。 该系统由三个控制柜组成: a、机组综合监控屏: 该部分是系统的核心部分,完成所有数据的处理工 作,并发控制信号至各执行单元实现发动机组、热电 联供部分的控制工作。b、参数采集柜: 用于实现发 动机组及热电联供部分的参数采集。c、低压开关 2006年第 3 期(总第 93期) 内燃机与动力装置 I. C. E & Powerplant 2006年 6 月 柜:实现发动机组的合�分闸操作及高压隔离功能。 该系统控制核心是由双主控制器组成的, 即工 业及平板电脑(研华公司的 IPPC- 9150T)和发电机 组综合控制器( COMP 公司的 IG- CU- C)。对发电 机组综合控制器而言对机组的自动化控制可靠性 高,但由于模拟量的输入端口有限,若在此基础上扩 展的成本较高; 而工控机的端口扩展更方便、简洁, 可大大增加模拟参数的测量端口, 两系统相互补充, 相辅相成,使整套系统更加完善、性价比更高。 1 工控机控制系统 系统的各种信号经现场采集模块处理后通过 RS485总线进入控制室, 经数据模块转换为可直接 与微机接口的 RS232格式,送工控机进行处理显示。 对电动蝶阀的控制既可由微机进行自动控制也可以 由伺服操作器手动控制。在自动状态运行时, 将伺 服操作器手动�自动按钮置于自动状态, 工控机发控 制信号,经输出模块给伺服操作器驱动电动蝶阀的 启�闭。手动状态下运行时, 将转换开关置为手动, 通过伺服操作器控制面板的加、减按键实现电动蝶 阀的启闭。同时电动蝶阀将位置反馈信号传送给伺 服操作器。 该系统由三部分组成:现场数据采集单元;工控 软件部分;执行单元。 系统流程见图 1: 图 1 工控机控制系统图 1. 1 现场参数采集单元 采用研华公司 5000系列板卡, 包括热电偶采集 模块ADAM5018、模拟量采集模块 ADAM5017、热电 偶采 集 模 块 ADAM5013、模 拟 量 输 出 模 块 ADAM5024、带 RS485通讯的转速 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 及各种类型的传 感器组成。采集单元放置于发电机房, 依靠 RS485 总线与工控机进行数据转换, 这既减少了进入机房 的线缆节约了成本,又降低了故障率增强了系统的 可靠性, (详细参数见附件 2)。 1. 2 工控软件部分 工控机选用研华公司的工业平板电脑( IPPC- 9150T) , 该工控机显示器与主机集成一体。内置 PentiumIII处理器; 15 液晶显示器, 分辨率 1024 ! 768;不锈钢机箱; 铝合金前面板; 工作温度 0- 50 ∀ , 可在各种恶劣环境下使用。 组态软件采用北京亚控科技的组态王来开发上 位机的微机管理系统, 实现系统参数实施监控、参数 定位�随机存储、实施报警、存储、打印、日报表及随 机报表打印、报警实施打印、历史数据库查询等多项 功能。 1. 3 执行单元 该单元由三个电动蝶阀控制器组成, 可进行自 动�手动切换可显示蝶阀的实际位置反馈,自动时可 接受外部(计算机) 4- 20控制信号实现电动蝶阀的 启闭,或通过手动按键实现电动蝶阀的启闭。 2 发电机组总控器控制系统 该系统简单原理图见图 2, 可实现如下功能: ( 1)机组远程启动�停机控制; ( 2)自动预润滑,电调及电磁阀自动控制; ( 3)自动怠速�额定切换; ( 4)电压、频率自动调整 ; ( 5)自动同步、自动合�分闸; ( 6)自动加�减负荷; ( 7)各种系统保护。 该系统由三部分组成:主控模块;调速调压板; 马达电位器。 2. 1 主控模块( IG- CU- C) 该控制器是系统的核心, 包括三路模拟量输入 端口,包括油温、水温、油压(可用户自定义)、十路开 关量输入端口(可用户自定义参考端口定义列表)、 十路开关量输出端口及发电机三相电压、三相电流 输入端口,三路电网电压输入端口和转速输入端口。 利用软件程序可将该模块三路模拟量输入端口定义 为油温、水温、油压实现对发动机重要参数的测量, 并可据报警值,通过输出端口实现声光报警、卸载、 分闸、停机等功能。 注意: 三个模拟量(油温、水温、油压)的输入要 单独从机组引地线至控制器,否则会出现故障报警。 2. 2 调速调压模块( IG- PCM) 该模块不可单独使用,必须与主控模块配合使 用,插在主控器模块背后。包括四路开关量输出端 口(用户可自定义,参考端口定义列表)及电子调速 #44# 内燃机与动力装置 2006 年 6月 器控制输出端口。该模块接受来自主控模块的控制 指令输出调速、调压信号。调速端口模块应定义, 调 压端口用户自己定义。 2. 3 马达电位器( 5K) 电压调整执行输出部分, 调速调压模块输出加� 减信号,驱动电机正反转,带动图二发电机综合控制 器控制系统原理图电位器增大�减少。从而实现发 电机输出电压的调整。 图 2 发电机综合控制器控制系统原理图 注意:该马达电位器现场应用是要根据实际情 况(马达电位器的实际调压范围)进行调整, 加机械 限位,同时将主控模块的调压增益设定的尽量小, 以 减少其超调量, 否则会减小马达电位器的使用寿命。 该套自动控制系统的研制成功, 大大提高了发 电机组的自动化水平,使机组运行更加安全可靠。 附件 1 系统参数表 参数列表: a.温度信号: 24路热电偶信号, 8路热电阻 b.压力信号: 4路 c.电气参数: 三相市电电压、三相发电机电压、 三相电流、功率、功率因数、频率 报警参数: 发动机:超速、油压低、油温高、水温高 电力:过流、过压�欠压、逆功、欠频�过频、三相 电流不平衡、过载 附件 2 发电机组主控器端口定义表 AI1 水温 AI2 油温 AI3 油压 BI2 GCB反馈 BI2 状态锁 BI3 紧急停机 BI4 MCB反馈 BI5 关机模式 BI6 手动模式 BI7 水温高 BI8 油温高 BI9 油压低 BO1 启动 BO2 电磁阀 BO3 预供油 BO4 怠速�额定 BO5 光报警 BO6 声报警 BO7 冷机 BO8 分闸 BO9 合闸 BO10 备用 BO11 参数正常 BO12 AVR+ BO13 AVR- #45#2006年第 3 期 赵会忠, 等: 500GF- RZ燃气发电机组自动控制系统