高压控制系统升级改造（共12篇）
高压控制系统升级改造 篇1
1 引言
所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护, 由继电器来组成的一套专门的自动装置。随着煤矿生产机械化、自动化程度的不断提高, 供电容量不断增大, 电网扰动不断加剧, 对煤矿供电系统安全性、可靠性和连续性的要求越来越高。为了避免供电事故的发生, 保障人身安全, 有效减小事故范围, 升级继电保护系统具有重要的安全意义和巨大的经济效益。
2 改造前高压配电系统继电保护装置存在的诸多弊端
近年来随着电气设备逐渐更新, 小青矿高压供电系统一般都选用了开关柜进行配电操作, 柜内安装有JGL系列继电保护装置。高压柜内的继电保护是煤矿高压供电系统的重要组成部分, 保护方式多为交流操作的反时限过电流保护, 其整体性能的可靠程度对煤矿安全生产至关重要, 而老旧高压开关综合保护装置多采用模拟电路来完成保护电路, 智能化较低, 保护功能单一, 误动和拒动时有发生。
小青矿矿高压电网以6KV供电为主, 多为双回路6KV电源, 高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入, 在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上也存在着一些亟待解决的问题。例如改造前小青矿各个高压开关的停送电是由生产调度根据生产需要电话指挥各场所值班人员进行操作的。由于生产调度不能及时了解电网和线路的实际运行情况, 往往不能更好的进行负荷调配和在需要时对故障线路进行临时处理, 及时启用备用线路等, 一般要等生产现场反馈信息后再与变配电所电话联系, 待变配电所值班人员查清情况后才能做出决定。对生产造成一定的影响。有时由于值班人员对线路熟悉程度或电话通讯不畅、表达不清等原因, 会造成长时间不能及时送电而影响生产, 甚至误操作造成事故。
上述情况给高压配电系统的连续稳定运行、全矿安全平稳供电带来潜在威胁, 如何加强高压配电系统的运行可靠性、操作实时性和数据准确性是摆在电气技术人员面前需要解决的问题。
3 改造方案
3.1技术人员对照新旧保护器图纸确定原保护器中哪些线保留, 哪些线拆掉。
3.2重新制作带保护器的柜门, 并留有电流表、试验按钮、指示灯的安装孔。
3.3需要改造的高压开关从地面小青高压变电所可靠停电。
3.4原高压开关柜门、过流继电器拆除, 100V/220V控制变压器、继电器移位, 将拆除的线号做好标记。
3.5安装新带保护器的开关柜门和高压配电综合保护装置, 在开关柜负荷侧电缆上安装零序电流互感器和485通讯线。
3.6高压配电综合保护装置和高开柜门仪表与原柜内端子排重新配线。
3.7高压配电综合保护设定各种参数, 做保护试验。
3.8高压开关柜送电运行。
4 改造后高压配电综合保护装置的功能介绍
小青矿将其列入2010年设备升级改造计划当中, 对地面各单位几个需要高压电源供电的地点进行高压开关保护升级改造, 下面将我矿2010年新型高压供电系统综合保护装置的改造数量和主要功能做一下简要介绍。
单位:台
2010年小青矿将JGL-16型过流继电器更换为DSB-600B型和DS-610型两种型号的高压配电综合保护装置, 更换数量为12台, 详见表1。
DSB-600B高压配电综合保护装置是一种全功能新型保护器, 可使用在交流50Hz, 额定电压为10kV、6kV、3.3kV, 额定电流0至630A三相中性点不接地的供电系统中。
保护器的反时限过流保护分为4档, 如表2所示。
高压保护装置具有实时性、高可靠性、可扩展性、更强的网络通讯能力;该装置以32位单片机为核心, 辅以工业级外围芯片, 以及科学的算法制造而成;其工作稳定可靠, 保护动作灵敏可靠, 测量精度高, 抗干扰能力强;人机界面全部汉化显示, 下拉式菜单, 操作简单, 使用维护方便。它安装在高压开关柜内, 接收来自高压开关内电压互感器、电流互感器、零序电压互感器、零序电流互感器的信号, 通过单片机系统的处理, 控制高压开关对电路进行短路、过载、过压、欠压、漏电等保护;对电路的电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、用电量等进行测量、显示;对开关的分、合闸运行状态, 操作时间, 操作性质, 故障时的故障发生时间、原因、故障瞬间电流值及故障跳闸瞬间的电流、电压波形进行显示、记录、存储;使用户可以更好地进行线路控制、负荷调配、设备维修、计量考核等方面的工作。
保护装置还配置有RS-485通讯接口, 具备通讯功能, 可以直接接入电力监控系统, 实现综合自动化信息集成, 建成一个集先进的自动控制, 通讯技术, 计算机信息技术和现代化管理为一体的电力自动保护与监控系统, 从而提高电力系统运行情况, 安全水平、管理水平得到了进一步提高;提高事故、灾害预测预报能力。
5 结语
供电设备安全平稳运行是煤矿生产的基础, 是预防事故、保证安全生产的关键。高压配电保护装置是煤矿供电系统中最为关键的配电设备, 它的推广和应用, 不但可以提高我国配电设备的智能化水平, 还可以保证人员和设备的安全。
从改造后综合保护器的运行情况来看, 高压开关运行良好, 功能更加完善, 设备连续运行平稳, 检修、维护等操作安全方便, 技术参数设置清晰, 汉字显示明了;动作更加灵敏可靠, 提高了高压开关的安全性能, 从安装至今没有发生误动作现象。本文用实际运行情况证明了高压配电综合保护装置在煤矿高压配电领域具有突出的优越性, 达到了技术改造的预期效果。
摘要：高压供电系统对煤矿安全运行起到至关重要的作用, 高压开关保护器可靠性起到决定性作用, 随着科技的发展, 功能强大的智能型保护器越来越多, 原高压开关的继电保护器升级改造势在必行, 从而提高供电整体能力。
关键词：供电,高压综合保护装置,开关柜
参考文献
[1]陈仁贵.JDB系列全自动继电保护器[J].新疆石油科技, 1991年01期.
[2]高振声.保护出口中间继电器线圈的自动监视[J].继电器, 1980年02期.
[3]张宏, 朱宜存, 金宇街.电脑综合保护配合传统继电保护在矿井提升机中的应用[A].第十一届全国煤矿自动化学术年会论文专辑[C].2001年.
[4]吴永祥, 贺莉.主从分布式智能继电保护装置[A].21世纪高效集约化矿井学术研讨会论文集[C].2001年.
高压控制系统升级改造 篇2
项目名称 交流高压发生器控制柜改造
项目类型 五小成果
完成人员 周秀宽 邹章程 徐晓伟 薛侃侃 梁磊磊
开始日期 2011.9.13 项目概述：交流高压发生器控制柜，在使用过程中发现存在严重问题。
开机启动瞬间往往不成功，造成越级跳闸，多次波及中心站交流进线开关，造成影响很大。我们也曾联系厂家，也没有效解决办法。我们经过仔细分析研究，决定进行改造：在交流高压发生器启动前，在回路里先串接入限流电阻，启动完成后随即切除限流电阻，不影响正常升压。在考虑到安全实用，节约成本的基础上，限流电阻选用 100W 的加热器代替，接触器、时间继电器选用小型断路器（6A）代替。优化后比优化前节省成本 3000 余元。
项目预期目标：项目改造后可大大降低对电源开关的冲击，提高系统运行的可靠性；同时也提升了对操作人员的安全保护能力，提高工作效率。
成果展示：在中心站三楼实验室进行交流升压演示。
申报单位审查意见：
同意立题 年 月 日 公司主管部门意见：
同意注册
高压控制系统升级改造 篇3
【关键词】AVC 经济调度 闭琐控制
【中图分类号】V242.3【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0441-01
引言
按照《山西电网变电站自动电压控制技术规范（试行）》和《山西电网自动电压控制系统（AVC）运行管理办法（试行）》的要求，按照山西省电力公司的统一部署，山西电网要实现从500kV变电站到110kV变电站的全网AVC闭环控制运行，地调AVC系统承担着网内220kV变电站和110kV变电站闭环控制的任务，2009年太原做为试点对220kV变电站和110kV变电站进行闭环控制，本次升级改造主要对控制策略和系统功能根据“大运行”要求进一步完善。升级建模子系统，升级图形监视子系统，升级计算分析控制子系统，升级安全闭琐控制子系统，升级报表查询分析子系统。
1 与EMS数据交互与集成
1.1 AVC主站从调度中心能量管理系统（EMS）获取电网实时数据及有关信息，并在此基础上进行控制计算。AVC主站与EMS的数据交互信息完善。
1.2 遥测采集精度优化。对于并列运行的多条母线电压量测偏差较大、母线电压量测数据波动较大、电压量测死区传送门槛过大等情况，应采取技术改造等措施，保证数据质量；对主变三相分接头档位配备量测并正确采集；有关遥信量采集的冗余度和可靠性应满足闭环控制对可靠性、安全性的要求，应覆盖变电站内重要开关和刀闸设备（尤其是和控制设备相关的开关与刀闸），合成并上传必要的保护动作闭锁信号、控制闭锁信号等遥信信息。
1.3 应实现AVC应用服务主备配置和自动切换，可考虑实现AVC应用服务器与SCADA服务器之间的双网络配置，提高AVC系统运行可靠性。
1.4 AVC主站应对实时数据和控制参数的有效性进行检测，避免明显不合理的数据进入分析和控制过程。能判别明显不在合理范围内的实时采集数据，并予以屏蔽；能利用遥测、遥信等信息的冗余性，对局部数据的可信性进行校验，发现并屏蔽明显的坏遥测遥信数据或不合理数据；应具有滤除数据突变和高频电压波动的功能；AVC系统应能对与SCADA系统通信中断和不合理数据进行检测报警。
2 实时监视
完善监视母线的实时运行信息；对于母线电压越限的情况进行告警，提醒运行人员注意；
监视变电站无功设备的运行信息；监视当前AVC系统的运行情况；可监视电网传输有功损耗信息。
3 控制与优化策略计算
3.1 利用电网实时信息，实现控制策略在线计算；应采用成熟、高效、先进、实用的设计和算法，保证策略计算的可靠性和有效性。
3.2 在优化策略计算中应满足以下约束条件：
母线电压满足电网运行要求，可满足全天高峰、低谷、平峰不同时段的电压控制要求及峰谷转换时的电压平稳过渡；符合无功电压调节设备动作次数、动作时间间隔等约束。
3.3 在策略计算中可考虑以下目标：无功分层分区平衡；提高动态无功储备；减小电网传输损耗。
3.4 在策略计算中应考虑上级电网对本级电网的协调控制目标或约束。
3.5 在控制策略计算失败的情况下，应提供相应的后备措施，且不引起电网电压波动。
3.6 在电网出现事故或异常下，必要时闭锁或退出AVC控制，并给出报警。
4 控制指令执行
1 AVC系统应具有开环控制和闭环控制模式完善。在开环控制模式下，AVC控制策略在主站显示作为参考；在闭环控制模式下，AVC控制策略自动下发到站端执行。正常情况下AVC系统应运行在闭环控制模式。
2 AVC主站下发给变电站的控制指令可以是电容器（电抗器）开关投切指令（遥控）、有载调压分接头档位调节指令（遥调），也可以是相关变电站母线电压或主变关口无功的设定目标值或调整量等。
3 控制指令下发应采用可靠数据通道和成熟通信规约。控制指令建议通过现有EMS系统的遥控/遥调下行通道下发，也可由AVC主站与站端子站直接通信。
4 所有下发控制指令在有关环节都应保存带时标的详细日志，便于事后查询和分析。
5 对于下发失败的控制指令，能自动重试。对于多次（不少于3次）连续控制失败的情况，应及时进行报警，并闭锁相应设备。
6从主站能够对选定的设备进行传动测试和AVC控制试验。
5 统计分析功能
变电站控制相关信息的统计分析功能完善；对上下级间的协调控制策略和控制结果进行统计和查询；支持数据导出。
6 AVC主站的闭锁功能完善。
主站闭锁设置分为三个层次：系统级闭锁、站级闭锁和设备级闭锁；系统级闭锁指调度中心AVC主站将整个AVC控制模块闭锁，主站不再下发闭环控制指令，全部厂站转入人工控制或者就地控制；站级闭锁指调度中心AVC主站对单个变电站进行闭锁，不对该厂站下发闭环控制指令，该站转入人工控制或者就地控制；设备级闭锁指调度中心AVC主站对某个具体设备进行闭锁，闭环控制中不考虑对此设备的调节，不下发对此设备的闭环控制指令。
7 增加省地协调管理及考核功能
省地协调调试完成、相关部门批准投运后，正常情况下省地协调控制应保持投运。省调AVC系统按月自动统计各地调的省地协调投运率和省地协调关口调节合格率，同时统计省调220kV母线电压合格率。如出现地调关口满足省调下发的上下限值，但母线电压仍不合格的情况，由省调AVC系统负责整改。如地调某些关口长期不可控、可控时间远低于省调要求或者关口调节合格率不满足省调要求，则由地调负责整改。
8 冗余配置
为系统软硬件进行冗余配置，实现关键模块的热备功能，提升系统的可靠性、安全性，增强系统在异常情况下的容灾能力。
9 系统增加以下功能以满足在闭环控制中遇到的问题：
复杂接线方式建模功能；复杂接线方式自动拓扑解析功能；页面导航功能；网络版功能；主变参数一致，三主变档位联调功能（满足电网220kV变电站三主变并列运行的要求）；主变参数一致，三主变档位联调功能（满足电网220kV变电站不同参数三主变并列运行的要求）；变升降档方向相反AVC控制功能；主变档位数量不一致AVC控制功能；特殊运行方式控制策略功能；保护闭锁控制模块；自动回调功能；时钟同步功能；增加直观监视画面；统计分析功能；遥控试验管理功能；安全闭锁控制功能；保护闭琐设备图形化闪动告警功能。
10 变电站闭环控制。
实现变电站AVC接入和闭环控制的工作主要有设备参数录入，设备参数检查核对，SCADA转发库的配置，AVC遥测遥信参数录入，遥测遥信实时数据检查核对，AVC保护闭所信号添加核对和传动试验，AVC遥控参数录入核对和遥控预置试验，AVC运行定值的配置等。
参考文献
[1] 《实现变电站无人值班对调度自动化系统的基本要求》
[2] 国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》
[3] 《地区电网无功电压优化自动控制系统改造完善技术方案》
[4] 《山西电网AVC省地协调技术方案》
高压控制系统升级改造 篇4
关键词：DCS系统,控制站,操作站,网络接口模件
1 项目概况
化肥二部合成尿素控制系统为霍尼韦尔公司的TPS系统, 采用的是上个世纪90 年代的控制技术, 于2003 年9 月投入使用, 至今运行了11 年。系统故障频率和范围增加, 故障在线处理难度和安全风险加大, 部分备件已停产。调查国内同类型控制系统的运行周期, 依据与DCS系统生产厂家的前期技术交流情况, 化肥二部计划利用2015 年3 月装置停车大修机会对现有DCS系统进行升级改造, 以解决目前DCS系统存在的安全运行隐患。
2 改造方案分析
2.1 过程控制器
控制器1:1 冗余配置, 包括电源单元、CPU、通信卡。控制器至少采用32 位微机处理器。本项目只采用标准控制器, 不采用经过功能扩展的控制器。每个控制器的负荷超过50%, 应提供控制器的负荷计算表。负荷按所有输入输出变量扫描速率为0.5 秒计算。估算负荷不超过系统存储、计算、传输能力的50%。冗余的控制器CPU必须能够在线自诊断。控制器具备数据记忆功能, 断电情况下, 数据可以保存72 小时以上。所有控制器的型号和配置必须一致, 不允许多种型号或规格的控制器混用。如图1 所示。
2.2 操作站及辅助操作台
操作站是独立的电子单元, 能够通过控制网络与控制站进行通讯。操作站具有报警管理功能软件包, 操作站操作系统采用MS Windows 7 系统。 主机:CPU: Xeon CPU E5-1620, 内存: 8GB DDR3, 硬盘:SAS 500G;1G以上独立双输出显卡;彩色双屏24" LCD高分辨率监视器, 工程师键盘、光电鼠标、工作台。
两套装置共用一台工程师站, 用于组态维护, 四台数据服务器都具备工程师组态功能。操作台及辅助操作台全部更新, 适当加宽操作位置。各操作台、辅助操作台之间无缝连接。操作台配置2 台LCD安装支架, 支架有一定的选装角度;满足操作员个性化需求。辅操台上的开关、按钮、指示灯、声光报警器全部更换, 保留电极液位显示器。增加合成/ 尿素公共监控站, 用于非操作人员查看生产状态数据。
2.3将原有HM历史模件设计成新的冗余数据服务器结构
HM是系统的文件服务器, 处于核心地位, 是存储系统软件和应用软件及历史记录的重要节点, 其硬盘是24 小时读写, 已使用12 年, 随着时间的推移发生故障的次数在增大, 而且一旦发生故障, 大量文件就会丢失, 后果十分严重。根据实际使用要求, 采用冗余数据服务器的系统架构, 服务器直接从控制器完成在线数据采集和存贮, 每个操作站能从服务器获取历史数据的趋势和表格数据。
(1) 对用户所要求的快速点进行每5 秒一次采集, 至少存储30 天数据, 其他数据每60 秒一次采集;
(2) 每天计算一次平均值, 根据小时平均值计算得到数据, 存贮5 年时间;
(3) 提供冗余配置的硬件, 用于在线历史数据的采集、存贮、平均值和检查;
(4) 提供小时平均值和日平均值进行永久性离线存贮和查询的方法;
(5) 支持开放的历史数据访问, 如S Q L 、 O D B C 、 O P C H D A 、 M o d b u s RT U 、Modbus TCP/IP等。
2.4 网络通信系统及通讯接口
网络通信系统为控制站、操作站、数据服务器、工程师站和OPC站、上位计算机接口提供可靠的高速数据传送。网络通信系统为全冗余的工业化数字网络通信系统, 能够自动切换, 并产生系统诊断报警, 自动切换时间应小于1 秒。在切换时不允许有数据丢失。
通讯接口:DCS提供了与工厂信息管理系统、ESD系统、燃气透平MARK VI系统、压缩机控制ITCC系统、ESD2000 监控系统 (变电所运行监控) 以及其它成套设备控制系统的通讯接口。与其它子系统的通讯接口支持冗余配置。DCS确保与ESD等子系统的时钟同步。
3 项目效果分析
(1) 原来的操作流程图画面是单屏显示, 现在改成双屏显示, 操作人员在操作同时可以查看相关参数的趋势, 提高操作效率;
(2) 参数趋势存储时间长, 正常使用可以达到2 年, 采样时间为1 秒, 以前是5 秒;
(3) FTE容错以太网提供节点之间更多的网络通讯路径, 可以承受更多的故障, 包括所有单个故障和多个多重故障, 与以前LCN和UCN网络比较, FTE有了明显的改进;
(4) PKS组态软件Control Builder是图形化, 简单易懂, 容易上手, 而TPS的Native Window是填表方式;
(5) 新安装的C300 控制器具有快速执行过程控制、逻辑控制、顺序控制和批量控制的强大实力, 其处理能力是HPM控制器的1.5倍;
(6) PKS系统丰富的自诊断功能方便日后的巡检和与预知性维护, 从而提高了DCS的稳定性和可靠性。
4 结语
做好工厂测试FAT很重要, 问题尽量在测试期间发现并解决, 可以减少SAT工作量, 节省系统调试的时间。DCS改造只有在大修期间实施, 开停车进度要求严格, 因此, 合理、紧凑的工期安排, 严格按计划实施的制度保障, 是改造按时顺利完成的坚实基础。
参考文献
[1]姜兆海.HONEYWELL DCS系统升级改造概述[J].中国仪器仪表, 2010 (11) .
高压控制系统升级改造 篇5
公司领导：
经过对现行作业区域监控系统详细筛查，我们了解到公司现有作业区域监控位共30个，其中：
完全损坏而无法成像的监控摄像头2个，分别为：
1、加工部13号球 2、11号库路口
被2015年新引入的高清监控系统替换掉的6个，分别为：
1、办公楼2楼
2、办公楼3楼
3、收费大厅
4、停车场1号球
5、大门口
6、大门口照车牌
能够成像的监控摄像头有22个，其中有价值保留继续使用的监控位11个，分别为：
1、彩板库1号门
2、加工部12号球
3彩板库5号球
4、加工部1号门
5、彩板库6号球
6、彩板库2号门
7、加工部外围枪机
8、彩板库铁路
9、五龙铁路
10、交易市场2号楼
11、交易市场1号楼
具体覆盖区域：
1、一号库1号门外，覆盖龙净环保、一号库与公司主干道之间的丁字路口；
2、加工部12号球，覆盖加工部厚、薄线之间的通道；
3、彩板库5号球，覆盖1号库内南半部货场；
4、加工部1号门，覆盖加工部1号门内空地及出口；
5、彩板库6号球，覆盖1号线、2号线进入公司的入口及部分公司宿舍；
6、彩板库2号门，覆盖一号库2号门内部分货场；
7、加工部外围枪机，覆盖加工部2号门门前空地；
8、彩板库铁路，覆盖3号线和4号线进入一号库的入口；
9、五龙铁路，覆盖一号库1号门内部分货场；
10、交易市场2号楼，覆盖1号楼与2号楼之间的通道；
11、交易市场1号楼，覆盖1号楼与公司外人行道之间的空地。是否留用请公司领导斟酌。
其余11个监控位，虽有成像能力，但都因各种原因（如模糊不清、有强烈的干扰、大面积死角等）丧失了继续留用的价值。分别为： 1、34号库9号球2、33号库10号球
3、电工房3号球4、32库7号球
5、办公大楼2号球6、19号库4号球7、29号库11号球 8、31号库8号球
9、加工部2号门
10、老办公楼后门11、18号库路口
各摄像头的具体现状详见附表1
综上所述，公司现行作业区域监控系统已经有大部分不能再使用，其中能够使用的部分也已经非常勉强，与现今使用的高清监控系统相去甚远。
本方案会充分考虑经济效益与实用性相结合原则，将充分利用现行作业区域监控系统的剩余价值，尽可能降低成本提高实用性。
本改造方案的思路有以下几点：
1、根据前期使用监控系统的实际情况，在本次改造中尽量将重要的死角布防到位。
2、我公司监控系统应抓大放小、突出重点，将主要路段和关键路口作为本次监控系统改造布防的重点。
3、结合公司现状，将各租赁单位区域内的防护交由各租赁单位自行负责。
4、通过整合系统等手段尽量将成本降低，并结合上述第三点，形成与租赁单位合力共管的局面，进而也起到降低成本而事半功倍的效果。
本次作业区域监控系统改造分两部分，具体方案如下： 改造部分
此部分将通过整合现行的旧监控系统，充分利用还能发挥作用的一部分监控位，从而达到节约成本的目的。
现行作业区域监控系统后台拥有两台硬盘录像机共32条通路，其中一台硬盘录像机的控制芯片已经损坏失灵，虽然还能在前端成像，但后台已经无法实现控制前端球形摄像头巡航、采录数据、调整焦距等功能。因此，本次改造将淘汰这台已经损坏的硬盘录像机，将上述建议留用的旧摄像头整合到还未损坏的另一台硬盘录像机上，形成一个具有辅助和震慑效果的子系统。
另外，考虑到公司现行作业区域监控系统在布点上的意图与本方案不谋而合——基本都是处于各主要路段路口处，在新增部分的监控摄像头的位置上，也将充分利用原来的点位。新增部分
此部分将分为三个环节：
首先置换掉上述现行监控系统中无法使用的摄像头。此环节具体是在原有监控位的基础上，将丧失继续使用价值的一部分摄像头进行更新升级，无需重新布防，具体监控点位如下： 1、34库9号球，覆盖34库、36库及其门前道路； 2、33库10号球，覆盖33库门前与七龙货场道路交汇路口；
3、电工房3号球，覆盖22库门前的公司主干道； 4、32库7号球东侧，覆盖32库门前道路； 5、32库7号球西侧，覆盖油库与一号库之间的道路；
6、办公大楼2号球，覆盖办公大楼与11库之间小路； 7、19号库4号球，覆盖19库附近的部分五、八龙货场； 8、29号库11号球，覆盖二龙货场与加工部之间道路及加工部上料口； 9、31号库8号球，覆盖31库与六、七龙货场之间的道路；
10、加工部2号门，覆盖加工部数控切割线及部分加工部车间；
11、老办公楼后门，覆盖老大门及部分围墙和道路； 12、18号库路口，覆盖18库附近的部分五、八龙货场。其次是对原有监控系统没有覆盖到的死角进行补位，争取在有限的预算中尽可能多的少留死角。此环节是结合公司过去使用监控系统的经验和本方案主要思路的基础上，将原有监控位缺失的监控死角进行部位，具体布防位置如下：
1、加工部1号门外，覆盖加工部与一、二龙货场之间的道路； 2、12库东墙角，覆盖11、12库之间与公司主干道的丁字路口； 3、21库东墙角，覆盖12、21库之间与公司主干道的丁字路口；
4、加工部西墙角，覆盖29库与二龙之间道路及29库与七龙之间道路； 5、22库东墙角，覆盖21、22库之间与公司主干道的丁字路口； 6、30库西墙角，覆盖工业垃圾池及30库和31库之间的道路； 7、35库西墙角，覆盖35库到旧办公楼之间的道路； 最后是对重点区域（如加工部）进行重新布防。
加工部作为公司的一个加工车间外，还另有租赁单位共处一室，人员情况相对复杂。另外，在没有加工量的情况下，加工部作为后备室内库，公司有部分货物也存储在其中，故作为重点区域进行布防，具体布防位置如下：
1、薄线上料部上方，覆盖厚板生产线、厚线配电室及部分通道；
2、厚线上料部上方，覆盖薄板生产线、薄线配电室及部分通道； 3、1号门内左侧，部分厚、薄板生产线及通道； 4、4号门内左侧，厚板生产线及部分租赁单位生产区域 5、4号门内右侧，部分厚、薄板生产线及通道；
综上所述，本方案需升级监控位12个，新增监控位12个，整合监控位11个。如有不妥之处还请公司领导指正。
高压控制系统升级改造 篇6
宣钢三高线精轧机主电机作为高线生产线的绝对核心设备，由于原设计中上位机可记录的数据不够完善，所以不利于及时发现和解决故障问题，鉴于此原因对精轧机的自动控制系统进行了数据完善和升级改造。
一、精轧机的工艺设备及技术参数
1、工艺设备
宣钢高强度棒线材生产线（三高线）精轧机组布置于3号飞剪之后，水冷装置之前，为轧制生产工艺的第19#～28#机架，采用国产顶交45°轧机，该轧机借鉴了摩根五代轧机的先进技术，最高设计速度为115m/s，保证速度90m/s。其作用是通过机组10机架连续微张力轧制，将上游轧机输送的φ17～22mm的轧件，轧制成φ5.5～16mm的成品线材。
2、技术参数
精轧机组采用同步电动机驱动，为上海电机厂生产出品，型号为TDZGS5500-4，功率5500KW，额定转速1500φr/min。电气传动部分采用西门子公司Load-commutated Inverter逆变器装置进行控制，具体名称为负载换流逆变器，简称LCI。对于经常在高速运行的精轧机组机械设备，在LCI装置驱动同步电机的控制中，该装置提供逆变器晶闸管关断的超前电流，在起动和低速时，一般采取断续换流的办法，换相方式采用负载反电动势换相，具备适用于高转速的调速系统和10：1无级调速范围的优点，是高线生产线常用的电气控制装置。
3、自动控制系统
精轧机传动柜通过DP网与PLC实现通讯，上位机与PLC通过工业以太网（Erhernet）进行通讯，以太网是总线型局域网，传输介质为同轴电缆，速率为10mbps。S7-400主站通过CP443-1模板与上位机CP1413通讯板构成的Erhernet网络。CP443-1有自己的微处理器，能独立处理经过以太网的数据业务，模板自身的处理器层1到层4符合国际标准，可进TCP/IP等多重传输协议的操作。PLC上的Erhernet网络属性通过STEP7软件配置。CP1413是一种ISA卡件，多协议结构，能同时运行两个协议，并直接在CP上处理协议，因此能实现稳定的数据吞吐量。上位机上的CP1413网络配置能过SIMATIC NET软件配置。
可編程序控制器SIMATIC S7 400采用标准的模块式结构，电源、CPU、各种I/O模板都插在一块中央基板上，并可以根据不同的I/O点数增加扩展模板，输入、输出模板和存储器的精细分级，使得这种装置具有较强的配置适应能力；通过通讯处理器和以太网，可以方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。
二、自动化系统的升级改造
精轧机在运行过程中多次出现故障，由于技术数据和自动控制系统的不完善，很多重要的参数都没有引入到系统中，导致故障无法分析判断，成为该系统的需要完善和修改的地方。
针对LCI运行故障的分析进程，如能实现对两系统工作电流的实时监控和趋势记录，真正捕捉到在故障发生的时间点上两系统的工作状态，对后续确定故障点和排除问题至关重要。故而必须读取到两系统的电流值，并将电流模拟量数据引入轧线自动化PLC系统，通过进一步编程运算，实现在主轧线自动化WINCC监控画面上显示实时数据，并通过WINCC软件的趋势归档功能，对数据进行全程的趋势记录，确保为后续故障排除提供可靠的电流数据依据。
通过对三高线自动化系统的调研和可行性分析，确定利用与LCI装置同样位于三号电气室内的PLC3系统实现此项改造。
具体的工作为：将PLC3系统中第七插槽的AI模板进行重新配置，模板型号为6ES7 431-1KF10-0AB0，可以配置八通道模拟量，原设计中，第六和第七通道为备用通道，配置模拟量采集信号为4—20MA电流信号。由于需要采集的精轧机两系统电流信号为电压型，所以对两个通道进行重新配置和软件更新，修改为+-10V测量方式。配置完成后，将电流从LCI系统中引出，合理走线路由，将电流信号成功引入PLC3。在PLC3项目中编程运算，实现了两系统电流值的读取。为了便于事故分析，进行了WINCC软件趋势归档记录，并将其同精轧机速度给定、实际运行速度、电机电流等参数放置于WINCC同一趋势记录画面中。此项改造完成之后，可以监控到精轧机在启车后运行轧制中，两系统的电流基本相等。精轧机再次出现了同样的非正常速降事故，通过查看曲线记录，清晰完整的确定了事故故障点，精轧机在正常轧钢抛钢时，系统2电流几乎为零，系统1正常，所以当下根钢咬钢时，只剩下系统1正常工作（系统1电流等于总电流，为752A），无法承担轧制负荷，造成降速堆钢。
此项改造的实施完成，实现了既定的改造目的，达到了预期的良好效果，确定了故障点，为后续故障的全面排除提供了重要的数据依据，为后续处理的方向打下了基础。
该项技术改造为宣钢三条高速线材生产线精轧机LCI装置的首创，在西门子LCI装置软件程序保护的客观前提下，创新思维，将只能依靠于硬件仪器短时测量的电流值，依托轧线PLC控制系统模拟量输入模板的信号采集功能，通过自动化模板的配置和软件程序的编程计算，可靠准确的持续读取两系统实时电流值，并通过趋势归档记录长时间保存。填补了精轧机参数连接的技术空白。原设计中LCI系统中电机运行数据为系统内部参数，轧线自动化控制系统无法采集，为加强生产关键设备事故预防和运行监控，从LCI系统中采集励磁电流实际值进行监控，克服国外设备通讯数据结构资料短缺和语言困难，经过多次实验工作，最终通过DES软件将二、三高线精轧机励磁电流参数通过工业传动网络传送至PLC系统进行读取，实现了生产上位机的在线监控、趋势记录、电流高报警指示等功能，有利于监护、诊断主电机的运行情况。
五、结束语
针对高线精轧机西门子LCI装置进行难题攻关解决，特别是涉及的多项LCI系统功能优化和监控数据完善工作，均为宣钢高速线材生产线的首次应用。一系列的技改项目立足自身、深挖技术内潜，在西门子软件全部保护，且技术人员到位后依旧无法解决设备难题的前提下，通过以上多项重点工作的实施，彻底解决了制约生产运行的瓶颈难题，具备较高的技术水平。其中的重要参数读取监控技术，在宣钢三条高速线材生产线LCI装置中具有十分必要的推广应用价值，已经在三条高线推广应用实现了现代企业自动化水平的不断提升与创新。
烧结机控制系统的升级改造 篇7
关键词：网络通信,网络结构,PLC,CONTROLLOGIX
唐山钢铁股份有限公司炼铁厂2#烧结机控制系统已运行17年, 设备老化, 故障频发, 严重影响了正常生产。为此对2#烧结机控制平台进行升级改造, 不仅解决了影响生产的系统通信问题, 而且优化了网络结构, 实现了生产控制和管理双重功能。
一、工艺流程简介
烧结生产工艺流程可概括为各种物料 (铁矿粉、熔剂和燃料) 的破碎混匀配比、混合润湿加温、负压烧结成块、破碎冷却筛分, 最终获得品质高、强度好、粉末少、粒度均匀、化学成分稳定和冶金性能好的烧结矿。
二、控制系统概述
1. 控制系统现状
(1) 设备老化故障率高
2#烧结机控制系统设备已老化, 故障频发, 严重影响正常生产。
(2) 监控层网络结构落后
原控制系统监控层为菊花链式DH+网, 通信速率很低, 不易实现大规模生产控制及生产数据的综合分析管理。此外, 该系统容量小、扩展性及网络互联性差, 已不能适应现代化生产管理的要求。
(3) 硬件技术落后, 备件成本高
原控制系统是上世纪90年代初AB公司的PLC5系列产品, 现已基本停产, 备件采购需单独订货, 价格昂贵。
(4) 通信速率低
AB PLC5系统通信采用DH+网和远程I/O网, 通信速率仅57.6kbps。监控反应慢, 很难实现配料室料量自动调节、一二混水分率自动调节等实时性要求较高的控制功能。
(5) 系统总体规划不合理
系统按控制类型划分, 大体分为仪控系统和顺控系统, 仪控系统根据烧结工艺又分成若干小系统, 由不同的CPU控制, 存在严重的资源浪费。
2. 系统优化构想
硬件设备和网络设备能与现场I/O完全兼容;网络数据通信一体化, 具备快捷、高速、大容量和开放的技术性能;系统应具有冗余和容错功能, 并具开放性、安全性及自诊断功能, 操作站、网络、控制级的CPU、电源及通信模件要求冗余;全面完成生产过程的实时监控和生产过程管理功能。
3. 系统设备选型
系统硬件选择AB公司的该类型系统配置支持的特定的解决方案。即用1771-ACNR通信适配器代替原通信适配器1771-ASB, 通信网络为ControlNet网, 通信介质采用RG6同轴电缆。控制系统需要一个开放的结构, 因此选择了功能更为强大的ABControlLogix5000CPU。该CPU具有开放性强、容量大、易于扩展等特性, 其丰富的通信配套产品, 便于组成冗余的控制层网络结构, 且能够根据需要组成任何类型的管理层网络拓扑结构, 实现与企业内部LAN、WAN和Intranet的完全连通。
4. 系统方案实施
(1) 合理规划CPU的功能, 优化硬件配置
原2#烧结机PLC 5控制系统将仪控和顺控系统完全划分开。顺控系统包括两对冗余的PLC5/40CPU, 仪控系统根据区域分为配料仪控、烧结机仪控和一二混仪控等, 用4个独立的PLC5/12CPU来完成所有监控功能。改造后, 新系统取消CPU使用仪控顺控的划分, 将2#烧结机按生产工艺流程分成三个区域, 其生产监控分别由三对冗余的ControlLogix5000 CPU完成, 且每对CPU与现场I/O采用冗余的ControlNet网通信, 速率达到5Mbps, 提高了系统运行的可靠性。三对CPU处于监控层总线上, 便于实现各种通信功能。
(1) 1#CPU
主要完成从配料室给料设备至烧结机混合料槽上料工艺设备的电气传动控制, 及配料室各给料设备的自动调节控制和一二混水分率自动调节控制。所有设备信号采集由配料和一混远程站 (R-I/O) 完成。
(2) 2#CPU
主要完成圆辊至环冷所有设备的传动控制, 及烧结机本体、主排、余热回收等所有数据的仪表控制, 所有设备信号采集由20.06m和0m远程站 (R-I/O) 完成。
(3) 3#CPU
主要完成环冷至Q1成品破碎筛分工艺流程所有设备的传动控制, 及流程间自动切换控制, 所有设备信号采集由成品和0m远程站 (R-I/O) 完成。
(2) 系统网络结构
改造前, 2#烧结机控制系统、1#烧结机控制系统以及加工控制系统均为DH+网, 其间的通信全部通过网桥DHR I/O由远程MSG完成。大量MSG的使用, 占用了大量CPU内存, 而且可靠性低, 扩展困难, 经常发生网络数据拥堵, 监控反应滞后现象。
改造后, 系统控制层使用RG6同轴电缆组成冗余的ControlNet网络, 通信速率为5Mbps, 大大提高了控制层网络通信的性能和可靠性。监控管理层采用扩展性和兼容性很好的星型拓扑结构计算机网络, 使用TCP/IP协议实现网络通信, 通信速率可达100Mbps。使用OPC技术, 不同系统之间可以很方便地进行数据交换和访问。而且网络具有很好的开放性, 便于和工厂管理网ERP (Enterprise Resouce Planning) 互联, 实现实时数据上网, 且为今后建立大型生产过程数据库, 实现生产智能控制管理搭建好硬件平台。
(3) 系统软件开发
(1) PLC5系列模拟量I/O模板在Logix5000编程环境下组态方法
RSLogix5000编程环境不支持PLC5系列模拟量I/O模板的组态, 没有模板组态应用界面, 开发出在ControlLogix5000平台下各类ABPLC5系列模拟量I/O模板组态数据软件编程方法, 即单独组态方法和整体组态方法。
(2) 模拟量I/O模板组态的研究与开发
RSLogix5000环境不支持PLC5模拟量I/O模板组态, 所有模拟量I/O模板的访问需使用MSG读、MSG写指令完成, 模板组态数据须在标签表中进行逐位设置, 通过大量实验摸索出各类模拟量I/O模板组态字的意义。各类模拟量模板的相关组态字见表1。
(3) MSG优化处理
MSG指令占连接数, 连接数超过系统规定的限制将引起系统通信故障或CPU死机, 因此应根据各类模板的工作性质和在系统中的地位确定MSG读、写指令的执行频率, 对MSG进行优化设计, 保证系统稳定运行。
三、结语
电台主控系统升级改造方案 篇8
青海人民广播电台在2003年由老台搬至新台址, 整个主控设备由安恒利广播技术有限公司安装。经过多年的运行工作, 原有的总控系统的不足也渐渐显露出来了:设备的性能有所改变, 特别是数字矩阵, 在节目的切换过中经常有故障出现;现有的设备很难做到自动检测和智能切换, 只能靠人工干预;现在节目互相调用的时段大增, 值机员手动对信号进行调度的次数增多, 且劳动强度很高, 精神压力也较重, 稍不小心就有可能出现误操作。这些给电台安全播出带来不可避免的影响。随着广播技术的发展, 新的交换、监测技术层出不穷。因此, 根据杭州联汇公司提供的音频网络路由器和智能化总控系统监测系统, 我们准备在现有的数字矩阵的基础并联上网络矩阵设备以及对监看、监测设备的部分更换。
2 主控系统增添功能的设计理念
考虑我台原有主控的工作方式及实际工作要求, 充分发挥利用网络化的智能矩阵的先进功能, 采用网络化的智能矩阵设备作为网络矩阵, 以传统的模拟或数字矩阵作为主传输路由矩阵, 可便利地实现双备份结构和智能切换, 以保证信号传输的绝对安全。网络化的智能矩阵系统对所有输入输出信号进行监控监听, 对系统进行优化设计, 以求并行和增添的设备接入达到系统整体性能最佳化及安全性、稳定性的最大化的目标。
主控系统是整个音频网络的中心, 调配所有节目的进出, 所以在主控系统新增新添设备要建立设备兼容互补, 播出安全可靠, 监控直观明确, 处理方便快捷的概念, 充分考虑各技术平台相互转换时可能存在的问题, 为整个系统提供匹配的切换点和监测点。网络矩阵又是整个系统的核心, 主要用于节目的交换和传输任务, 考虑到今后的发展和整体设备转换及电台实际要求, 我们在设备的选型上都留有扩展空间。
3 现有的广播主控系统
青海人民广播电台主控机房对各套节目采用总控方式。总控中心系统采用数字、模拟音频信号方式, 负责对播控中心所有节目信号进行处理和监测, 对各类共用信号进行调度和分配;提供垫播信号;向各直播室提供返送信号和外来信号, 可以实现多个直播室之间的节目互转调度;向各直播室提供同步信号和标准时钟信号;总控主要由Studer公司的36×40数字音频矩阵、周边系统、同步系统、时钟校时系统、技术监测和监控系统等组成。节目播出采用数字和模拟两种方式。直播间采用Studer On Air2000数字调音台, 它可以同时输出数字和模拟两种音频信号, 即能保证传输和发射设备数字化对数字信号的需要, 又满足现在使用的传输和发射是模拟设备的要求。
4 总控监控系统设计技术要求
实现全台播出节目的交换、控制、分配并以电缆和网线的方式向传输机房传输各频率的主、备播出信号, 同时向网上广播、慢录工作站提供数字音频信号源。将广播电台的多套信号、需要的电视伴音信号、以及所需的外转现场信号、大录制机房信号等接收并送入网络矩阵进行管理分配。为全台各直播机房外转工作, 并为机房提供所需节目信号的线路调度, 向直播间返送与之相关的播出节目信号。全台录、编、播以及信号传输的网络化实时监测、监录、监听和报警工作。能够对待播节目文件和节目单进行质量监测和报警, 对各机房环境进行监控, 实现全台各套节目的应急自动播出, 系统能实现全天24小时播出和在线维护。
4.1 网络化矩阵系统的技术要求
矩阵系统全面使用网络化数字设备, 设备全部按照国家制定的标准与相关国际标准与规范执行。系统能不间断运行, 实现全天24小时4套节目高质量的音频节目播出和在线维护。系统采用网络化路由控制以及监视监测功能, 能够通过以太网络对所有的音频信号进行监测、监听, 并具有停播告警和智能应急播出功能, 还具有跟踪、监测、记录主要设备的工作状态。系统的智能化监测系统在对系统进行监视监测的同时, 还能够作为辅助的信号传输通道, 其传输通道对数字音频应无压缩损伤, 并能和数字音频矩阵互为备份、智能切换, 以保证信号传输的绝对安全。通过网络, 实现机房和机房之间的信号、各种转播信号、节目输出信号的灵活自如地调入、调出和分配切换。系统具备扩展和升级性能, 具有完善的矩阵切换工作界面, 矩阵切换可以是手工切换, 也可以根据预先既定的切换时间表, 自动切换。对到切换器的输出信号, 还可以根据应急分析系统的命令, 进行应急切换。手工控制切换可考虑使用触摸屏。
4.2 网络化智能化系统功能要求
智能化总控系统通过网络音频矩阵, 能够对自动播出系统、主要音频设备、关键节点的音频信号、电源、环境温度、湿度等进行全面的监测, 以图形方式, 直观形象地显示各个广播频道的工艺流程中每个设备的工作状况, 并对所有音频信号进行全自动监测监听, 对停播、过载、反相、电平过低等, 及时报警, 使值班人员对全台音频系统了如指掌。能够实现故障的预警、报警以及对故障点的智能分析, 并智能选择合适的应急音源, 给出应急操作提示, 便于在节目播出的过程中, 值班人员能及时发现问题并处理问题。
因此系统应具有如下功能:网络矩阵和音频信号监控子系统, 播出系统的状态监测和节目质量监测子系统, 环境和设备状态监测子系统, 流程显示和故障分析子系统, 屏幕显示子系统。
4.3 网络化智能化系统方案
音频信号监测工作站主要实现对整个音频系统关键节点的音频信号进行实时参数监测显示, 包括延时器输出、音频处理器输出、Prolink 1播4输出、后级音分输出、各路转播信号、直播间信号、直播台每一路推子的信号和高周接收信号等。取样点的多少, 决定监测的量。
音频信号监测工作站提供多种显示模式, 各种模式的显示窗口可以自由组合。音频监测工作站可以根据实际需要, 进行界面定制。根据布局设计, 总控系统需要六种类型的信号监视工作站。分别为:分频显示工作站、总输出和空中回收信号监测工作站、显示所有输入信号的监测工作站、EQM-100系统状态监测和故障分析工作站、应急处理控制工作站、系统管理和查询工作站。见图1。
(1) 分频显示工作站
按频道组合显示各个频道的主要信息。包括该频道主要音频信号, 全面显示该频道的所有主要信息。
其主要功能包括:
实时显示该频道的主要音频信号, 包括电平、相位。
音量彩条显示窗口监视的音频信号可以任意定义, 通常可以设置为延时输出、处理器输出、主控总输出、空中回收信号、Prolink 1播4输出等, 通过这几个信号, 可以总体反映该频道的信号运行状况。
对音频信号进行故障判断, 当出现故障时, 用不同的颜色进行报警。
实时显示直播间以及导播间的电源、温湿度, 设备安装机架的内部温度等。
用醒目的状态灯方式显示调音台主要推子的状态。
直观地显示主延时器的工作状态, 如直通、延时和关闭。
显示当前和下一个节目的类型, 如直播、转播、录播。
在状态显示窗口显示该频道当前工作状态, 一切正常时, 显示正常, 并用绿色表示;当系统处于应急播出状态时, 显示应急状态, 如垫乐播出、转播播出等, 并用醒目的红色显示。
(2) 总输出和空中回收信号监测工作站
专门设立输出和空中回收信号监视工作站。主要显示各个频率的主输出以及各个监测点的输出信号和空中回收信号的参数。
(3) 监听工作站
监听工作站主要实现对全部音频信号的智能化监听。为了操作方便, 监听工作站选用大触摸屏方式, 实现即点即听。
监听工作站在音量彩条界面上, 用触摸屏方式进行智能化监听。监听界面可以进行任意的组屏, 并在界面上实时显示各路信号的音量彩条。值班人员可以非常直观地看到各组信号的状况, 并任意选择监听。
(4) EQM-100系统状态监测和故障分析工作站
本系统全面监测了整个音频系统的工作状态, 包括音频信号、设备状态和环境状态、播出系统状态。本工作站通过简洁的界面, 全面显示整个系统的各个频率的设备和信号的当前运行状态。
通过本工作站, 可以图形化的方式显示整个系统的工艺流程、各个机房的设备联线情况、主要设备和音频信号的工作状态, 设备的安装信息以及设备的维护信息等, 并且还可完成对部分外转信号的预调。
当系统出现故障时, 它能够自动触发分析故障原因, 并以图形化的方式显示故障在整个工艺流程中的位置, 用于显示音频系统的工艺流程图。
该工作站主界面主要具有以下功能:
当音频信号或者设备状况出现故障或者异态时, 相应的状况栏的颜色会变化闪烁, 同时故障持续时间栏即开始计时, 值班人员通过颜色就可以很快地了解整个系统当前运行是否正常;
当系统出现任何的故障隐患时, 能够及时进行故障预警, 并在大屏幕上用图形和文字的方式, 通知值班员可能的故障隐患;
音频系统出现故障时, 能够用语音、声光、短消息等方式进行报警;
对进入网络音频矩阵的信号进行DSP处理。
通过按“详细状况”按键, 可以以图形化的方式显示所选频道的工艺流程、设备运行状况、设备安装情况、系统连线情况、设备维护情况等。
主要功能包括:显示各个频道的播出流程状态、各个机架的设备安装情况、设备连接情况、机架温湿度数据、机架供电电压等。
按频率工艺流程、直播间分布状况、设备分类、设备在各楼层的分布、各机房分布、以及机架分布等, 查看各个音频设备的当前工作状态以及各个节点的音频信号状况, 实时显示各个频道的信号。可实现从整体到局部再到具体设备及监测点的查看, 点击具体的音频信号监测点可选择监听。
根据不同的情况由用户自行定义音频传输的流程, 从而为系统进行故障分析时提供故障分析依据, 并以图形化的方式显示。
该功能主要是采用虚拟调音台对转播信号进行信号的预调整, 包括电平调整、压限处理、相位处理、参数均衡、LL、RR等。使得信号满足转播需要。
对各种可能发生的故障进行预警。故障类型和报警主要包括:对主输出信号出现异常、音频设备过热、转播信号故障等异常及时报警。
当出现故障时, 能够自动以图形化的方式, 直观地提示故障的原因和故障点;对非设备原因故障, 以文字的方式给出可能的原因;对设备原因的故障, 则显示故障设备在整个音频信号通路中的位置。
能够快速显示、查询故障设备的具体安装位置。
能够快速查询故障设备和其他设备的详细音频连线情况, 包括连线端子、连线编号等。
(5) 应急处理控制工作站
当发生故障或者信号劣播时, 实时地显示故障状态, 并根据应急预案, 自动给出处理各种故障的最佳解决方案或参考的解决方案, 实现故障的应急处理自动判断和自动执行。
应急处理采用“桌面化和按钮化”形式, 用触摸屏进行快速简单的操作, 提高处理的时效性。对音频系统的故障和异态进行自动紧急处理。
在自动处理模式下, 可以根据当前栏目的性质和内容, 智能化地确定应急播出音源, 在转播栏目时, 自动选择相应的外转信号, 在直播和录播栏目时, 自动选择Prolink1播4音源, 在任何时段, 必须保证广告的正常播出。倒换备播室时, 代播的音源应该来自备播室等。
系统可以根据故障发生的原因, 自动选择执行机构, 通过控制数字矩阵的输出信号, 或者通过网络音频矩阵的输出以及Prolink 1播4输出等, 从而在任何设备故障的情况下, 都能实现自动应急代播。
自动应急处理时, 有显著的提示, 包括故障内容、拟执行的操作等, 要求值班员进行确认。当在规定的时间内没有得到确认, 系统自动执行。
如果值班人员认为需要进行人工处理, 可以在自动应急处理生效前, 终止自动处理控制, 转为人工处理。
在人工处理模式下, 系统提供多个快捷按键, 包括一播四垫播、自动切转播等。快捷按键的意义可以事先定义。还应提供一键转换按键, 将调音台出现故障的频道直接切换到备播间。
在电平过高、过低、缺声道、反相等二级故障时, 可以通过人工操作进行信号的调整, 包括反相、LL、RR、L+R、左右电平调整等。
可以调出网络矩阵路由切换控制界面, 进行手动路由切换。
(6) 系统管理和查询工作站
本工作站主要实现对系统的设置、设备和系统信息的输入、通知的编发以及故障状况的分析和查询。完善的系统维护管理和值班任务管理全面的系统故障查询和统计。
对全台的安全播出情况, 可以按各个频率、并且可以按照栏目等详细分类, 统计广播播出质量分析报表, 可以进行月度、季度、年度产生质量分析报表, 结合在线设备的工作情况的纪录以及日常设备维护的纪录, 给每个设备建立档案, 给每次维护纪录建立档案。直观的显示节目播出、制作、编排、传输、发射等环节的异态出现概率, 为以后如何改善播出质量提供依据。
5 结束语
主控系统数字化建设集数字音频技术、计算机技术于一体, 能实现四套直播节目交换、调度和传输工作的数字化、自动化;实现联播、转播、彩条指示、无音频告警、自动补乐、应急播出、自动切换等功能;实现与现有的主控设备互为备份, 并为下一步设备的更新换代奠定基础。可以提高我台节目传输的技术质量, 能减轻值机员的劳动强度和减少因人为操作引起的播出事故, 同时, 为工作人员创造轻松的工作环境, 对于提升电台的从业人员整体的综合素质, 进一步推进我电台的数字化进程具有实际意义。
摘要：随着广播科技的不断变化, 广播电台主控系统也在不断地发展, 本文就我台主控系统的自动化、网络化、智能化的升级改造的方案进行了介绍。
站区安防系统监控系统升级改造 篇9
综合以上原因决定对站区安防监控系统进行改造。共分为四部分: (1) 前端部分; (2) 传输线路; (3) 控制及存储记录部分; (4) 显示部分。所有安防监控设备更新为数字化网络化设备。优化监控摄像机布局, 安装数字网络防爆红外球形机, 全光纤布线, 与周界报警装置联动。配置数字硬盘录像机, 数字网络交换机, 数字网络矩阵设备。敷设传输光缆, 中控室安装9块46吋液晶拼接大屏, 做为重点区域监控实时显示画面, 当其余监控点位出现情况时, 画面自动切换至大屏显示, 根据需要调整, 可由9块46吋液晶大屏只显示一处监控点画面。中控室工作台两台液晶显示器显示所有监控画面。为节约资金, 工作台液晶显示器利旧, 视频杆利旧, 重新拆装移位。
周界报警与监控摄像机联动, 周界报警采用光纤震动网。当发生外围异物入侵事件触发报警时, 附近摄像机云台自动切换至报警区域, 值班人员根据现场情况迅速做出安排处理。储油罐区监控画面全覆盖, 10具不同储量的储油罐全方位无死角。
铁路油罐车进出站区监控留存影像资料是重点之一, 之前铁路油罐车在进出站区前后, 运行途中油罐车上方人孔闭锁被打开或是中心阀由于外因封闭被打开, 以及侧冒不严等问题造成的泄露, 由于不容易区分责任, 站区需要派出人员到出现问题的地区现场解决。为明确责任, 站区采取人工拍照取证方式, 每辆列车驶入驶出站区时, 对每一节油罐车的车身编号, 人孔闭锁, 中心阀、侧冒用相机进行拍照, 留存影像资料。
站区安装了多功能、多层次的安防监控系统后, 大大减少了巡逻值班人员的工作强度, 提高效率, 减少开支。站区在列车进出站铁轨两侧安装监控摄像机, 值班人员可实时监控列车进出站运行情况, 能清晰看到每一节油罐车的各重点部位, 发现问题及时在站区内处理, 也能查看到进站区之前的每一节油罐车是否存在问题。及时发现驶入站区的问题罐车, 要求铁路部门先行处理。保证驶出站区的每一节油罐车一切正常, 避免与铁路交接的纠纷, 影像资料可自动保存三个月, 三个月内可随时调阅任一时段的监控做为取证之用。监视电视系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分, 是一种先进的、防范能力极强的综合系统。随着科技的飞速发展, 在监视电视系统中, 可以把被监视场所的图像内容传送到监控中心, 使被监控场所的情况一目了然。之前采取人工拍摄照片的方式取证, 浪费人力、物力, 耽误时间。现在可以随时调取任意时间段的录像, 清晰的查看列车每节油罐进出站的情况, 车身编号、中心阀、侧冒等在大屏幕上一览无余。值班人员在值班室可以实时看到现场图像, 并可上传至上一级中控室。
安防系统在维护社会治安, 预防灾害事故, 减少国家、集体财产和人民生命等方面起到了一般防范手段难以或者不可能起到的作用。安防监控网络升级改造的作用明显, 遇有重大活动, 安保工作升级, 中控值班室现场实时监控, 主控室远程监控。保安队员站区场内场外巡逻, 门岗加强, 进站大门安装防撞装置。人防、物防、技防全方位监控。
同时, 监视电视系统与周界报警系统联动运行, 使防范能力更加强大。监视电视系统的另一特点是它可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来, 这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。
微电子计算机技术高速发展的今天, 应用于监视电视系统中的技术越来越多, 各种设备日趋先进和完善。站区将来要将先进的技术和设备有机地加以结合, 根据现场实际情况使系统切实地发挥出安全防范的威力。
参考文献
[1]吴清.安防监控系统的设计.
耿村矿高压供电系统改造 篇10
为了解决这些问题, 经分析研究, 耿村煤矿提出了矿井高压供电系统改造设计方案, 并按照方案先后完成了高压供电系统的改造工程项目。
1工业广场6 kV变电所Ⅲ回路电源改造
1.1电源进线
从变电所外的终端杆到变电所内的高压开关柜敷设6根185 mm2的铜芯高压电缆作为电源进线。
终端杆上的6个电缆接头用卡子固定在另外安设的铁横杆上, 然后每2根并为1相, 分别与三相240 mm2架空铝导线缔结。变电所内的6个电缆头每3个为1组 (把三相相序对好) , 分别接到变电所内东、西两端高压开关柜的下隔离刀闸上。
高压电缆的敷设方式为:从终端杆的横担到变电所房顶拉2根钢绞线, 每根钢绞线上悬挂3根电缆。然后沿房顶到变电所东墙头拉下, 由电缆地沟进入变电所内。
1.2高压进线开关柜
为了节约设备投资, 改造原来库存的2台旧高压开关柜, 作为Ⅲ回路电源进线的开关柜。改造的部件有:①上、下隔离刀闸开关, 其型号分别为GN19-10-1000A, GN19-10C-1250A;②真空断路器, 型号为IN-10/300-1000A;③电流互感器, 型号为LA-10-0.5/3-800/5。在改造的过程中, 将开关柜 (进线) 放置在变电所内的东、西两端, 目的是不停电、不移动原来的高压开关柜, 这样就不会由于系统改造而影响生产。为避免操作失误, 在Ⅲ回路的进线开关柜上标有醒目的标志, 并制定了新的操作规程。
2下井Ⅳ回路电缆线路敷设
为确保东三采区高压供电系统正常可靠供电, 从广场6 kV变电所往井下东三2#采区变电所敷设了1趟6 kV高压电缆线路, 型号为YJV22, 3芯, 截面面积185 mm2, 全长3 700 m。这样东三2#采区变电所就构成了可靠的双回路电源进线 (另一回路是来自井下中央变电所) , 提高了东三采区高压供电系统供电的可靠性。
3西采区1#和4#变电所的搬迁安装
为了尽可能减少变电所搬迁安装过程对生产造成的影响, 制定了相应的搬迁、安装改造方案。
(1) 购进一部分供电设备 (如高低压开关、变压器) , 在新变电所安装好, 接通1个电源进线回路。
(2) 利用月底矿方计划安排的停产检修时间, 把原变电所的部分负荷转移到新变电所。
(3) 将原变电所已去除负荷的供电设备拆除后, 搬迁到新变电所安装。
(4) 利用停产检修时间, 把原变电所剩余部分负荷全部转移到新变电所进行安装, 并接通另1个电源进线回路。
(5) 新变电所运行调试, 过流保护动作值整定。
(6) 拆除原变电所的一切剩余设备 (包括电缆) 并运上井。
(7) 西1#采区变电所拆除后, 由其供电的设备改由西风井变电所供电。由井下中央变电所向西4#采区变电所再敷设1趟3×185 mm2的高压电缆 (原来已敷设1趟) 。由地面西风井变电所下井的2趟150 mm2高压电缆在拆除的西1#变电所用接线盒连通后, 直接送到新建的采区变电所。由西4#采区变电所向新建的采区变电所再敷设1趟3×185 mm2电缆, 形成环形供电。
西区新1#变电所于2008年10月初搬迁安装竣工, 投入正常运行。西区新4#变电所于2008年12月初搬迁安装竣工, 投入正常运行。这2个变电所内的高压开关全部为真空开关, 低压馈电开关有一部分采用了新型开关, 型号为KBM-350/660, 这种开关体积小, 质量小, 性能良好。
4东三新1#变电所的搬迁安装
由于东三采区工作面向下延深, 东三1#变电所的供电负荷越来越少, 作用已不大。利用年底矿方计划的停产检修时间 (3 d) , 将东三1#变电所的供电设备全部搬迁到新1#变电所, 该变电所的高低压开关全部为真空型开关, 4台变压器全部为隔爆干式变压器。低压馈电开关采用了智能化新型开关, 其型号为KBZ8-630/1140/660, 它具有数据显示、故障监视、过流保护和漏电保护等多种功能。这些新型供电设备的应用, 为东三采区的主要原煤运输系统的正常供电提供了可靠保证。
5结语
(1) 此次高压供电系统的改造成功, 不仅使原系统存在的一些问题得到了解决, 线路总长度缩短, 减少了电压损失, 减轻了维护量, 而且节约了高压电缆上千米。如果电缆价格按150元/m计算, 能够为耿村矿节约设备投资十几万元。
高压控制系统升级改造 篇11
关键词：综合自动化；串口；以太网
中图分类号： TM764 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）22-169-2
1 丁集煤矿110kV 变电所供电系统概况
丁集煤矿110kV一次接线采用单母线全桥接线方式，110kV开关选用河南平高电气股份有限公司GIS全封闭SF6气体绝缘开关设备，断路器配弹簧操作机构。
110kV变电所所内设两台山东电力设备厂SZ10-40000/110 110±8×1.25%/10.5kV 40000kVA有载调压主变压器。
10kV系统母线采用单母线分段，开关柜选用中山明阳KYN28A-12型金属铠装抽出式高压开关柜，断路器全部选用ABB产VD4真空断路器，各10kV间隔保护装置选用南京中德保护器2.0版本。
丁集煤矿110kV变电所综合自动化电力监控系统选用南京中德保护控制系统有限公司的设备NSC200NT系统，实现变电所保护、控制、监视、监测自动化，其中110kV GIS设备保护单元和主变保护单元集中组屏，该系统不但系统能够实现所内110kV GIS设备所有的断路器、隔离刀闸、接地刀闸、10kV开关柜断路器的分合闸操作还可以对开关运行状况进行实时监测。
2 老综合自动化系统存在的问题
丁集煤矿随着采掘工作面的不断延伸，供电系统的不断拓展，110kV变电所10kV设备逐步的增加，后期又将两套功补偿及自动滤波补偿装置，两套KA2003-XH-8421型并联电抗器组合式消弧线圈自动调谐成套装置，直流屏等设备接入综合自动化系统。
综合自动化系统随着供电系统的不断拓展，遥控、遥信、遥测、遥脉等数据不断的增加。监控当系统运行8年后，该系统容易出现各种故障：①当操作开关柜断路器、接地刀、断路器小车的位置信号发生变位时，后台机却没有及时的更新断路器、接地刀、断路器小车的位置遥信变位信号，这种现象尤其出现在设备检修时保护装置断电后重新上电时，保护装置与后台的通讯不通，前置机的信号不能正确变位，后台不能正确反映现场设备实时的各种状态。此种情况给现场带来重大的安全隐患，由于通讯系统经常出现通讯延迟，甚至遥控不能执行，当供电系统出现故障，需要应急倒闸操作的时候，后台机操作失效，导致现场操作人员必须由集控室，进入110kV GIS或10kV设备室就地操作设备，则中间的过程极易操作十分钟，造成重大非死亡。②在用南京中德老版本保护装置2.0早已停产，其升级产品装置3.0保护装置。令现场使用极不方便的是老版本保护装置2.0与新版本3.0保护器端子定义完全不同，新旧保护装置不兼容，当老版本保护装置出现故障时，现场不能直接更换为将新保护装置，必须通过改线，这一点给现场的用户带来极大的困扰，没有兼容的备件更换，不能迅速的排除故障解决问题，在用的保护装置及综合自动化系统威胁着矿井安全供电。为此，须对自动化系统进行改造。
3 综合自动化系统的改造
3.1 丁集矿110kV变电所旧综合自动化通讯延迟的原因
110kV变电所旧综合自动化通讯架构：保护及测控装置通过串口连接，连接成各条总线后通过5630转变成以太网通讯。在以太网上完成工控机及后台的通讯最终实装置与后台的通讯，110kV变电所旧综合自动化通讯架构如图1所示
由上图可以看出，由于综合自动化采用RS-485串口通讯，各间隔系统作为从设备， RS-485总线的主机对从设备进行一次轮询，逐个地址码去询问设备是否正常并且对相关情况做记录。主机对于从设备的控制是利用广播方式发送下去的，而从设备只对含有自己地址码的指令做相关的回应，在从设备做回应的情况下，其他的从设备和主机保持沉默，当从设备执行完相关指令之后，发送完毕信号给主机，主机继续执行下一条指令。这样，对于110kV变电所有10kV间隔保护装置55台，110kV间隔保护装置16台装置而言，每台装置又含有众多的遥测、遥信、遥控等开关柜的各种信息，这种通讯方式对于控制并采集变电所每台装置的数量众多的遥信、遥测等信息而言，通讯速度势必会低，随系统的老化，矛盾也日益突出。这就是系统设备出现变位而后台出现延迟时间较长的原因。
3.2 综合自动化系统的改造
针对综合自动化系统存在的缺点，丁集矿对综合自动化系统进行改造。通过对系统主控单元，后台监控系统，110kV变电所110kV及10kV系统各通讯系统，10kV分散保护装置的改造，改变了原监控系统的架构，改变了原系统通讯方式，极大的提高了通讯速度，创新的增加了双网的冗余结构，发现并处理了10kV系统原系统存在信号不对应问题，遥控不能执行，以及高压柜自身存在的安全隐患等问题。110kV变电所综合自动化改造后系统新架构如图2所示：
由图2可以看出，新综合自动化系统中的各综合保护装置通过以太网直接和交换机连接，交换机通过以太网直接与前置机通讯，前置机也直接通过以太网后台机通讯，每台保护装置均可以直接通过以太网、交换机和前置机通讯，省去了许多信号的变换等各种环节。另一方系统设置A/B网，配置了两套前置机和两套后台机，这样，每台保护装置均可通过（A/B网）通信，大大的提高了系统的可靠性。
由于新版本3.0的综合保护装置与旧2.0的综合保护装置不兼容，需要将2.0的综合保护装置每一根线缆重新对应接至3.0的综保装置上。3.0的综保装置测量及保护互感器的精度更高，信号回路更多监控更全面，通过对10kV间隔逐台改造，丁集矿110kV 变电所10kV 系统同时处理了原系统存一些信号不对应，甚至不报故障的问题，每一间隔综合保护改线完毕，即对该间隔的遥测、遥信、遥控量逐一测试，确保各种信号稳定可靠。
4 新旧综合自动化系统的改造对比
4.1 通讯速度的对比
旧监控模式中采用串口通讯，各综保串联（九台或八台一组）的方式，然后通过信号的转换实现与前置机的通讯，由于串口一对多的特性及串口通讯的速度限制，使得监控效果不理想。新模式中综保装置通过交换机直接与前置机通讯，除去了很多中间环节，信号的采集及远程操作的速度及反应时间远远快于旧的模式，而且新模式中网络通讯的模式比原来串口通讯的模式要快很多。因此，改造后的保护装置的通讯速度可达原来的10倍。
4.2 可靠性的对比
总结旧综合自动化系统的运行故障教训，为避免通讯故障时，影响系统的运行，在新模式中创新的增加了双网的冗余结构，在出现某一点故障时能及时切换至另一段网络进行通讯。新模式采用双网（A/B网）通信，当A/B网发生故障时，系统会自动切换至B/A网，不影响系统的运行和操作，提高供电安全。主控单元两台前置机亦为采用一用一备，当一台出现故障时系统会自动切换至另一台。因此，新系统的可靠性较旧系统大大的提高。
4.3 前置机的对比
老系统配置是工控机，新模式采用的NS2200，采用全封闭无风扇散热技术，较工控机更为稳定可靠，且NS2200除了拥有4块网卡外同时还拥有18个串口，向下通讯和下上通讯时都比较灵活，满足了和现场消弧补偿和小电流接地选线等设备的通讯要求。
5 总结
原料气压缩机控制系统升级改造 篇12
1原配套控制系统
原配套PLC控制系统的工作原理为,当机组具备启机条件后,针形阀放置一定的开度( 0. 5圈) ,推进启动按钮,机组将自动进行以下步骤: 预润滑泵开启进行预润滑30s; 启动马达运转盘车; 吹扫10s; 启动燃气阀开始打开并逐渐开大引进燃气; 接地开关断开; 火花塞点火; 转速迅速上升,启车成功; 超速开关切断启动风; 启动燃气阀全部打开,运行燃气阀开始打开; 调速器开始控制转速; 运行燃气阀全部打开; 润滑泵停止,机组实现正常运转。
在运行过程中,该系统逐渐暴露出的问题有: 现场气动控制盘无存储、记忆功能,不利于故障分析; 无远传功能,无法实现实时监控,且不利于及时发现故障和存在的安全隐患,无法查找历史数据和提供故障排查数据; 现场报警停车仪表受环境影响较大,易损坏且误报警率高。
2FT-50控制系统功能及其应用
FT-50控制系统是集过程信号检测、参数显示、过程控制和故障诊断为一体并具有自身组网功能的信号过程处理与控制系统。分散式硬件结构和与过程设备结合紧密的软件结构,使其具有控制系统的高安全可靠性和小型PLC系统的易维护性,并在实际使用中得到了较好的体现。
2.1压缩机组参数检测
压缩机组的过程参数分为模拟量信号、数字量信号和常数量。CPU和模拟量信号卡件采用16位处理系统,其检测信号刷新速度快、实时率高,压力信号检测精度可达0. 1Pa,温度信号检测精度可达 + 0. 1% F·S级,能够为设备运行状况监测和分析提供良好的过程依据。数字量检测卡件的信号反应速度可达0. 1ms,能够保证控制任务的准确和实时执行,提高了压缩机组的自动保护功能。模拟量和数字量信号处理过程如图1、2所示。
2.2压缩机组参数显示
FT-50控制系统中,经过处理后的系统数据库内容可以通过就地显示方式、CBOS100软件在线显示方式和远程传送集中显示方式将数据提供给操作人员查看、监视。拨轮显示屏工作原理如图3所示。
2.3CBOS软件在线监视模式
在LED拨轮显示的同时,FT-50控制系统支持用串口 将数据传 送至一普 通PC机 ( PC机CBOS100处于在线模式) 进行集中显示。可同时显示模拟量数据与数字量数据,可帮助程序人员和操作人员批量监测,具有进行现场运行分析及软件组态诊断等功能。PC在线显示连接如图4所示。
2.4远程传送集中显示方式
RTUSCentre Station通信方式,采用网络技术与相关网络设备将多个RTU( 多个FT-50控制系统,即多个压缩机组) 的数据远程传输,并在主站设备中加以分类,最终进行数据交换,使现场设备数据被Intach等软件利用,以完成上位机系统FT210的特殊功能,如图形界面、历史数据保存及形成历史趋势图和相关报表等。
2.5FT-50控制系统的功能
FT-50控制系统的控制功能主要由其软件CBOS100中的组态设置再结合相应的硬件控制设备实现。软件采用梯形图逻辑语言和BASIC高级编程语言相结合的结构方式,硬件有向PID控制的功能块等。这种软件和相应专用硬件结合的结构形式,在压缩机组的控制工作中主要有压缩机紧急停车控制、常规数字量输出控制和一些参数的PID控制,具体描述如下:
a. 压缩机超速 / 减速紧急停车控制。该功能由频率输出、1路控制卡、数字量输入卡和相关软件联合完成。
b. 常规数字量输出控制主要由软件功能设定和DO卡件结合,实现常规的继电器控制和报警指示功能。
c. PID算法在空燃比中对燃气流量进行控制。
CBOS100根据检测的左右空气汇管压力值与燃气汇管压力值计算出空燃比,并利用PID算法输出控制燃气阀来消除空燃比与设定空燃比间的偏差,使发动机保持高速运转。
2.6在线自诊断功能
FT-50控制系统运行故障在线自诊断功能有软件诊断方式和硬件诊断方式两种。
软件诊断方式。当系统出现故障时,故障代码会同时出现在CBOS100软件的诊断画面和操作盘的4个LED显示屏中,指示引起当前系统故障的原因代码,通过压缩机故障代码对照表,操作人员很快便会找到系统故障的原因。
硬件诊断方式。硬件诊断通过8个通信指示灯的亮/暗与闪烁/静止的不同组合方式代表不同的系统故障,操作人员可以通过诊断说明对照8个LED的状态得到当前故障原因。
软、硬结合的故障诊断和信息传递方式给不同运行条件下的故障分析提供了方便,提高了压缩机组的运行时率。
3CASCADE软件的应用
CASCADE程序是一套基于Windows操作系统的专门进行压缩机参数计算的专业软件。按照计算功能,可分为尺寸计算( 计算压缩机的气缸直径) 和服务性计算( 计算压缩机的运行性能参数) 两部分。
CASCADE结合一些常用数据可以计算出气缸直径并将相关结果定义到压缩机的效率优化服务包中。服务程序通过大量的输入、输出数据可以对压缩机的性能进行预测,如机组结构的详细技术数据库( 气缸和其他信息) 。
CASCADE不但能够计算流量、功率和每十万标方气的马力数( 马力/feet3,1k W = 1. 359 621 6米制马力) ,还能计算内部冷却气损失、活塞杆负荷及连杆负荷转化等。
CASCADE可以自动完成气缸余隙到流量或功率的仿真模拟,变量可以通过不同的RPM吸入压力和排气压力参数模拟得到。
CASCADE中的Curve plotting可以根据数据自动绘制出相关性能参数的曲线。
4结束语
日处理能力为120m3的轻烃装置控制系统升级改造后,通过图形显示、历史趋势图和相关网络功能向用户提供了一个独立终端,用以提供压缩机组运行状况的信息,真正实现了实时在线监控, 便于及时发现故障并分析原因,减少了故障解决时间。FT-50控制系统强大的计算功能、高可靠性和安全性,有效地降低了机组的带病运行和误报停机故障率 。
摘要：燃气驱动原料气压缩机是丘陵液化石油气(LPG)装置的增压设备,该机组原配控制系统较为落后,无法满足现场使用要求。结合现场压缩机的运行特点,用FT-50控制系统对原PLC柜进行升级改造,实际投入运行后压缩机停机故障率明显下降。