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白市水电站升船机电气控制系统

白市水电站升船机电气控制系统

●辜建儒/(中国水利水电第七工程局有限公司)

【摘要】本文介绍了贵州白市水电站过坝50t级垂直升船机的电气控制系统，对电力拖动系统、软件控制系统等进行了分析，依据当前电力拖动的技术发展，采用先进的技术，对电力拖动系统进行选型、配置，设计了完善的操作方式，具有独特的特点。经厂内及机电联调试验以及现场运行验证，电力拖动系统设计合理，满足要求。

【关键词】升船机电力拖动整流回馈逆变器

1工程概述

白市水电站位于沅水干流上游河段清水江的下游，坝址位于贵州省黔东南苗族侗族自治州天柱县境内。在左岸设干运50t级升船机，干运50t级垂直升船机通过起升机构动滑轮与承船厢相连，承船厢四周设有导向轮，在上游或下游导槽内通过垂直升船机进行自由升降进行船体过坝。干运50t级垂直升船机提升容量为4×800kN。

升船机控制系统采用SIEMENS315-2DPPLC,电力拖动系统采用SIEMENS-6SE70系列整流回馈和逆变器，用于升船机的力矩驱动、速度控制，对升船机的运行质量、安全性起着重要作用，是升船机的关键系统之一。主要电气设备包括进线电源控制柜一面、电气室PLC控制柜一面、制动器风机控制柜一面、整流回馈控制柜两面、主提升逆变器控制柜四面、行走逆变器控制柜两面、承船厢控制柜一面、直流母排柜一面、司机室照明箱、机房照明箱、司机室联动台、整流回馈自耦变压器、整流回馈进线电抗器、主提升测速反馈编码器4套、位置高度编码器4套、同步传动轴扭矩传感器4套、承船厢水平传感器4套、承船厢入水深度测控传感器4套以及起升、行走限位装置等。

2控制系统

为了简化升船机布线，使电气传动控制性能更可靠，选用SIEMENS公司S7-300可编程控制器，315-2DPCPU带PROFIBUS-DP总线接口组成分布式I/O网络控

制系统。其网络上主要设备包括315-2DPCPU主站、各ET200从站、各机构变频传动装置、联动台上触摸屏等。315-2DPCPU主站是网上最高的自动化控制装置，负责DP总线上所有设备的管理和控制，以及进入PLC内的数据运算、处理等工作，接受和执行用户程序，是整个系统的指挥中枢。

升船机电气系统主要由主提升机构电气传动系统、行走机构电气传动系统、升船机操作控制系统、升船机照明通风控制系统、升船机防雷接地以及机房检修吊等组成。升船机整个控制系统设有1个CPU主站，12个从站，从站分别为司机操作室ET200从站、主机房ET200从站、承船厢ET200从站、整流回馈装置一、整流回馈装置二、主提升逆变器一、主提升逆变器二、主提升逆变器三、主提升逆变器四、行走逆变器一、行走逆变器二及司机操作室触摸屏。整个控制系统包括传动系统和控制系统两大部分。

升船机的传动及控制分为两个DP网络，所有传动装置集成在CP342-5的DP口上，各从站及触摸屏集成在315-2DPCPU的DP口上。这样可以将用于传动装置的PROFIBUS-DP的传输波特率设置到3Mbit/s以上，提升读取四逆变器数据的速度，便于做主从控制。另外由于到承船厢从站的PROFIBUS-DP经过信号电缆卷筒滑

环，所以在两地加设有6ES7972-4AA00-0XA0适配器，需将这条PROFIBUS-DP的传输波特率降到500Kbit/s。

ET200从站作为分布式I/O共3个，分别为主机房ET200、承船厢ET200、司机室ET200,主要负责收集输入、输出信号等工作。ET200从站主要由电源模块、

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水利水电施工2016·第2期总第155期

通信模块、数字量输入模块、数字量输出模块、位置模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等组成，并通过通信模块连接到PROFIBUS-DP网络上。各模块采集的主要信号如下：

(1)各传动装置运行状态；

(2)各传动装置故障信号；

(3)各主要断路器分合状态；

(4)各机构限位开关状态；

(5)扭矩传感器信号；

(6)荷重模拟量信号；

(7)吊钩高度位置信号；

(8)电机保护继电器信号；

(9)水平传感器信号；

(10)承船厢入水深度检测信号。

3软件设计

软件采用SIMATICManagerSTEP7V5.5编制，由组织块OB、功能块FB、功能FC、数据块DB以及系统功能块等组成。OB1组织块作