一、系統(tǒng)圖

二、系統(tǒng)概述

水輪機(jī)組現(xiàn)地控制單元（簡稱 LCU），每套機(jī)組的 LCU包含： ? 主機(jī)、輔機(jī)PLC 控制及人機(jī)界面 ? 轉(zhuǎn)速測控裝置與溫度巡檢裝置 ? 發(fā)電機(jī)保護(hù)測控與變壓器保護(hù)測控 ? 線路保護(hù)測控與轉(zhuǎn)速測控裝置 ? 發(fā)電機(jī)電度計量與主 變電度計量等 ? 勵磁系統(tǒng) ? 調(diào)速系統(tǒng) ? 直流電源系統(tǒng)等 水輪機(jī)組 LCU 主要作用： ? 數(shù)據(jù)采集、控制調(diào)節(jié)與人機(jī)聯(lián)系 ? 電廠設(shè)備運行管理及指導(dǎo) ? 實時監(jiān)視電力設(shè)備的運行狀態(tài) ? 將水電站運行的實時數(shù)據(jù)或圖像信息上傳至上級調(diào)度 系統(tǒng) ? 接受執(zhí)行上級調(diào)度系統(tǒng)發(fā)來的遙控、遙調(diào)命令 ? 確保水電站的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行 ? 實現(xiàn)電站的無人或少人值班等        由于水輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)是水電站最關(guān)鍵、最復(fù)雜的系統(tǒng)，所以必須采用可靠性、安全性和實時性很高的控制系統(tǒng)。        如何提高水電站 LCU 系統(tǒng)的可靠性一直是業(yè)內(nèi)人士非常關(guān)心的事情。GE Fanuc 可以為用戶帶來哪些與眾不同的獨特解決方案呢？       首先是通過 GE Fanuc PLC 實現(xiàn)直接上網(wǎng)。傳統(tǒng) LCU 的控制方案中，存在工控機(jī)數(shù)據(jù)通訊的“瓶頸”現(xiàn)象。為解決這種問題可采用下述兩種方法：一種是 LCU的調(diào)速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、保護(hù)裝置等直接上以太網(wǎng)，這樣就分散數(shù)據(jù)負(fù)荷。另一種是將 LCU 的調(diào)速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、保護(hù)裝置等和 PLC 子站通訊，PLC 的可靠性高于工控機(jī)，這樣就大大提高了 LCU 的可靠性。上頁圖示為 GE Fanuc 產(chǎn)品應(yīng)用在工業(yè)以太網(wǎng)的典型示例。 采用 GE Fanuc 工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)點包括： ? 通訊速度高，支持 10M/100M 傳輸速率，便于實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的實時遠(yuǎn)距離傳輸，通訊距離可無限遠(yuǎn)? 可以實現(xiàn)一站對多站的通訊與全局?jǐn)?shù)據(jù)共享，便于各站既獨立運行又相互聯(lián)鎖的運行? 可以通過一臺計算機(jī)完成全廠 PLC 站的編程、診斷，不用去各個分站，大大提高系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)時間? GE Fanuc 工業(yè)以太網(wǎng)支持通用的 Hub、Switch、Router等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，易于購買、易于維護(hù)、減少用戶庫存 ? 采用 EGD 方式通訊，用戶無需編程，只需組態(tài)，即可實現(xiàn) ? 國內(nèi)外有大量工業(yè)實際應(yīng)用案例 ? 可以實現(xiàn)從控制層到信息層的環(huán)網(wǎng)連接，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；而一般的工業(yè)總線無法實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)連接，一旦總線出現(xiàn)斷裂，會導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)丟失。 其次，GE Fanuc 的熱備冗余結(jié)構(gòu)可大大提高 LCU 的可靠性。 ? 雙機(jī)熱備、無擾切換、可靠性高、便于維護(hù)。在一定 時間內(nèi)，熱備機(jī)也許沒有“表現(xiàn)的機(jī)會”，但一旦讓它表現(xiàn)，它會“準(zhǔn)確而恰如其分”地發(fā)揮它的功用。GEFanuc 雙機(jī)熱備的實現(xiàn)有多種方案。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 熱備系統(tǒng)等，見下圖2：

? 光纖以太網(wǎng)冗余或環(huán)網(wǎng)由于通訊距離遠(yuǎn)，為避免偶然因素的影響，組成冗余網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)，可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。 ? 與遠(yuǎn)程機(jī)架的聯(lián)結(jié)采用 Genius 雙電纜冗余。一般情況，一個 LCU 單元需要幾個遠(yuǎn)程機(jī)架。主機(jī)架與遠(yuǎn)程機(jī)架采用單纜連接已經(jīng)足夠。但采用雙纜可以獲得更高的可靠性。采用雙纜連接主機(jī)架與遠(yuǎn)程站，一根從左側(cè)電纜溝走線，一根從右側(cè)走線，這樣一旦一側(cè)有火災(zāi)、機(jī)械損傷等不可預(yù)見性的因素，不影響系統(tǒng)的正常運行。

三、公用設(shè)備、輔機(jī)系統(tǒng)及 GE Fanuc 解決方案

      公用設(shè)備及輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)備主要有排水系統(tǒng)、公共油壓裝置、壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)組供水系統(tǒng)、開關(guān)站控制系統(tǒng)等。其主要作用是為主機(jī)組的正常運行提供必要的水、油、氣。通常需要控制的設(shè)備有空壓機(jī)、深井泵、離心泵、排污泵、減壓閥、流量調(diào)節(jié)閥、全自動濾水器、控制閥、安全閥、雨淋閥、控制開關(guān)閥泵空閥、水位計、流量計、水位控制器和油處理等設(shè)備。       公用設(shè)備及輔機(jī)系統(tǒng)是保證發(fā)電機(jī)組正常工作的重要系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的重要性及資金狀況選用合適的控制系統(tǒng)，可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i 熱備系統(tǒng)或單機(jī)系統(tǒng)等。熱備系統(tǒng)見圖 2，單機(jī)系統(tǒng)見下圖3：

四、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)及 GE Fanuc 解決方案        水電站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要是為廠房工作區(qū)置換通風(fēng)供氧。主要控制設(shè)備就是風(fēng)機(jī)和中央空調(diào)等。其重要性不言而喻，這顯然需要選擇高可靠性的熱備系統(tǒng)。例如：可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i熱備系統(tǒng)等。        水電站的閘門控制系統(tǒng)主要是控制大壩水位，以便泄洪、蓄水發(fā)電、船運等，其主要控制設(shè)備就是大小閘門及各種液位計等?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的重要性及資金狀況選用合適的控制系統(tǒng)，可以采用GE 熱備系統(tǒng)或單機(jī)系統(tǒng)等。熱備系統(tǒng)見圖2，單機(jī)系統(tǒng)見圖3。

五、GE Fanuc 在水電站綜合自動化控制系統(tǒng)成功案例