一、系統圖

二、系統概述

水輪機組現地控制單元（簡稱 LCU），每套機組的 LCU包含： ? 主機、輔機PLC 控制及人機界面 ? 轉速測控裝置與溫度巡檢裝置 ? 發電機保護測控與變壓器保護測控 ? 線路保護測控與轉速測控裝置 ? 發電機電度計量與主 變電度計量等 ? 勵磁系統 ? 調速系統 ? 直流電源系統等 水輪機組 LCU 主要作用： ? 數據采集、控制調節與人機聯系 ? 電廠設備運行管理及指導 ? 實時監視電力設備的運行狀態 ? 將水電站運行的實時數據或圖像信息上傳至上級調度 系統 ? 接受執行上級調度系統發來的遙控、遙調命令 ? 確保水電站的安全、可靠、經濟運行 ? 實現電站的無人或少人值班等        由于水輪發電機組系統是水電站最關鍵、最復雜的系統，所以必須采用可靠性、安全性和實時性很高的控制系統。        如何提高水電站 LCU 系統的可靠性一直是業內人士非常關心的事情。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 實現直接上網。傳統 LCU 的控制方案中，存在工控機數據通訊的“瓶頸”現象。為解決這種問題可采用下述兩種方法：一種是 LCU的調速系統、勵磁系統、保護裝置等直接上以太網，這樣就分散數據負荷。另一種是將 LCU 的調速系統、勵磁系統、保護裝置等和 PLC 子站通訊，PLC 的可靠性高于工控機，這樣就大大提高了 LCU 的可靠性。上頁圖示為 GE Fanuc 產品應用在工業以太網的典型示例。 采用 GE Fanuc 工業以太網優點包括： ? 通訊速度高，支持 10M/100M 傳輸速率，便于實現大量數據的實時遠距離傳輸，通訊距離可無限遠? 可以實現一站對多站的通訊與全局數據共享，便于各站既獨立運行又相互聯鎖的運行? 可以通過一臺計算機完成全廠 PLC 站的編程、診斷，不用去各個分站，大大提高系統調試、維護時間? GE Fanuc 工業以太網支持通用的 Hub、Switch、Router等網絡產品，易于購買、易于維護、減少用戶庫存 ? 采用 EGD 方式通訊，用戶無需編程，只需組態，即可實現 ? 國內外有大量工業實際應用案例 ? 可以實現從控制層到信息層的環網連接，增強了網絡的可靠性；而一般的工業總線無法實現環網連接，一旦總線出現斷裂，會導致大量數據丟失。 其次，GE Fanuc 的熱備冗余結構可大大提高 LCU 的可靠性。 ? 雙機熱備、無擾切換、可靠性高、便于維護。在一定 時間內，熱備機也許沒有“表現的機會”，但一旦讓它表現，它會“準確而恰如其分”地發揮它的功用。GEFanuc 雙機熱備的實現有多種方案。例如:可采用 GEFanuc 系列 90-70 HSB 或 PACSystems RX7i HSB 熱備系統等，見下圖2：

? 光纖以太網冗余或環網由于通訊距離遠，為避免偶然因素的影響，組成冗余網或環網，可以大大提高系統的可靠性。 ? 與遠程機架的聯結采用 Genius 雙電纜冗余。一般情況，一個 LCU 單元需要幾個遠程機架。主機架與遠程機架采用單纜連接已經足夠。但采用雙纜可以獲得更高的可靠性。采用雙纜連接主機架與遠程站，一根從左側電纜溝走線，一根從右側走線，這樣一旦一側有火災、機械損傷等不可預見性的因素，不影響系統的正常運行。

三、公用設備、輔機系統及 GE Fanuc 解決方案

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

四、通風空調系統、閘門控制系統及 GE Fanuc 解決方案        水電站的通風空調系統主要是為廠房工作區置換通風供氧。主要控制設備就是風機和中央空調等。其重要性不言而喻，這顯然需要選擇高可靠性的熱備系統。例如：可以采用 GE Fanuc 系列 90-70 HSB、PAC RX7i HSB 和 PAC RX3i熱備系統等。        水電站的閘門控制系統主要是控制大壩水位，以便泄洪、蓄水發電、船運等，其主要控制設備就是大小閘門及各種液位計等?？梢愿鶕到y的重要性及資金狀況選用合適的控制系統，可以采用GE 熱備系統或單機系統等。熱備系統見圖2，單機系統見圖3。

五、GE Fanuc 在水電站綜合自動化控制系統成功案例