智能照明控制系统在水电厂的应用

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2019年中国电机工程学会年会论文集智能照明控制系统在水电厂的应用黄永庚，郭耀先，黎振荣华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底水电厂，云南省迪庆州674606ApplicationofIntelligentLightingControlSysteminHydropowerPlantHUANGYong-geng,GUOYao-xian,LIZhen-rongHuanengLancangRiverHydropowerCo.,Ltd.WunonglonglidiHydropowerPlant.DiqingPrefecture,YunnanProvince.摘要：随着技术的进步，智能照明已成为节能技术发展的主旋律。水电厂照明用电占厂用电的比率较大，降低照明用电量可以大幅降低厂用电水平，节能降耗效果显著。本文根据水电厂厂房结构特点，介绍了智能照明控制系统的硬件组成、网络结构和控制功能等。对水电厂照明系统智能化建设有一定的借鉴作用。关键词：智能照明；水电厂ABSTRACT:Withtheadvancementoftechnology,intelligentlightinghasbecomethemainthemeofthedevelopmentofenergy-savingtechnology.Theproportionofelectricityusedforlightinginhydropowerplantsaccountsforalargeproportionofelectricityusedintheplant.Reducingtheamountofelectricityusedforlightingcansignificantlyreducethelevelofelectricityusedintheplant,andtheenergysavingandconsumptionreductioneffectisremarkable.Accordingtothestructuralcharacteristicsofthehydropowerplant,thispaperintroducesthehardwarecomposition,networkstructureandcontrolfunctionsoftheintelligentlightingcontrolsystem.Ithascertainreferencefortheintelligentconstructionoflightingsysteminhydropowerplants.KEYWORD:Intelligentlighting；HydropowerPlant1引言系统的I/O设备、驱动装置等组成部分放在现场的适当位置，通过工业现场总线连接到主控制某水电厂生产区域现有照明系统采用区域柜。照明分电箱（包括工作照明和事故照明分电箱），智能照明系统的实时数据、状态监控、信息箱内使用总电源空开和分电源空开进行分区域统计和校验等工作通过WCC7.0SP2开发后置于手动控制照明的方式。分电箱电源取自照明配电工控机上，可实时监视和控制照明系统情况。运室的配电盘。由于安装区域较分散，值班人员只行人员可通过操作界面进行照明的手动操作，设能通过到现场手动进行照明分断操作，十分不置各种控制参数等。便。此外，值班人员不能及时、直观地获取照明灯具的状态及损坏情况。现有照明控制系统没有3系统的构成和结构开启、关闭时间记录，不利于电站进行照明用电3.1系统简介量分析，且其控制方式单一，不利于电站进行照系统包含一套集中监控计算机，一套系统服明节能控制。基于以上原因，考虑利用可编程序务器，1套现地PLC控制器、5套远程I/O站和控制器（PLC）设计一套自动控制系统，对厂房14套现场操作箱。控制系统选用西门子S7-300发电机层、中间层、水轮机层、GIS室及坝顶等系列PLC+ET200M远程I/O构成。由于控制照明系统进行分区、分时控制，达到全方位智能站及I/O站间相对距离较远，通信方式选用光纤化控制。以太网通信。2系统整体设计3.2系统配置及说明控制系统采用集中－分散控制系统，将控制

12019年中国电机工程学会年会论文集系统配置含1套照明集中控制平台、1套可网通讯、PROFEINETI/O控制器），一个MPI/DP视化管理软件、6套现地控制柜及其附属设备、接口，（可以实现MPI通讯，程序下载、14个现地操作箱。同时为实现电动控制功能，PROFEIBUSDP主/从通讯），配置西门子MMC需对原有照明一次线路进行改造。存储卡，程序可永久保存。PLC系统通过SIMATICStep7V5.5对PLC进行编程、控制。3.2.1.中央控制平台3.2.3.六套远程I/O单元中央控制平台采用服务器，控制平台软件选用西门子WINCC7.0监控软件、WinCC/Web远程I/O单元内配置24VDC开关电源、电Navigator，监控授权点选用（2048）点。通过工源模块、通讯模块和IO模块，用于接收和输出业以太网实现与PLC间建立实时通讯，可以实现控制信号到中间继电器，从而控制接触器完成相现场数据的可视化监视，实时控制，数据历史记应照明回路的通断。六套远程I/O单元分别布置录，报警，报表打印等功能。于主厂房发电机层、中间层、水轮机层、GIS室、中央控制平台服务器布置在中控楼辅助监坝顶现地控制柜内，用于接收相应现地控制单元控机房，可实现WEB浏览及控制功能。布置操作的控制信号（现地控制单元和远程I/O间采用光员站，安装于中控室。纤通信），输出控制信号到接触器进行照明回路的通断控制。表1：现地控制柜安装位置及控制支路数Table1:Locationoflocalcontrolcabinetinstallationandnumberofcontrolbranches序支现地控制单元安装位置号路1主厂房发电机层3号机组段上游282中间层及下副3号机组段上游233水轮机层及上副水轮机层3号机组段274主变平台、GIS上副GIS层5号机组段485坝顶坝顶400V配电室6图1：系统结构6尾水平台尾水平台3号机组楼梯口10Figure1:Systemstructure6个远程I/O站选用西门子ET200M系列远3.2.2.六套现地控制单元程I/O，ET200M远程I/O模块与S7-300系列PLC各现地控制单元接受中央监视控制平台的模块通用，方便备件准备及维护一致性。ET200M控制。5套现地控制单元布置主厂房、GIS室、远程I/O选用IM153-4PN接口模块，采用以太网坝顶，接受远方中央控制平台的控制信号或经现方式与PLCCPU通讯。I/O站选用有源背板安装，地操作箱控制相应区域内接触器的分合命令。其实现I/O模块的带电热拔插功能，当有模块故障中主变平台、GIS及出线平台照明系统共同安装时可以不用断电进行更换且不影响其他模块正在GIS层现地控制柜并分开控制，中间层及下游常工作。DI/DO模块均选用32点高密度I/O模副厂房电缆层照明系统共同安装在中间层现地块。控制柜并分开控制，水轮机层及上游副厂房电缆所有设备间通讯均采用工业以太网。交换机层照明系统共同安装在水轮机层现地控制柜并选用摩莎（MOXA）工业交换机，适应现场温湿分开控制。度的环范围要求，各站点间采用光纤收发器将普PLC主站控制器选用西门子S7-300系列，通电信号转换为光信号，实现远程传输需求。CPU选用CPU315-2PN/DP，CPU本体集成一个3.2.4.14个现地操作箱以太网接口（内置2口RJ45交换机接口，可以现地操作箱包含4个按钮（1/2全开关），用是实现与HMI通讯、PG通讯、TCP/IP标准以太

22019年中国电机工程学会年会论文集于现地控制该范围内的照明系统。操作箱设置在4.2实现照明远程控制利于操作的位置（楼梯口、前室）。14个现地操运行人员可在中控计算机操作监视系统图作箱采用挂壁式。每个操作箱内安装划片端子形界面控制回路的开关，实现远程控制。排，用于连接现地控制单元或远程I/O单元中交4.3实现照明分区按时间控制流接触器触点和灯具电源回路。各操作箱布置位可根据需要自行配置控制参数设置，系统按置详见下表。照设定的时间等参数实现灯具亮或灭的自动轮表2：操作箱现场布置位置换，防止各灯具运行时间差异较大，影响灯具使Table2:Locationoftheoperationboxonsite用寿命。序（1）主厂房发电机层照明系统23:00-08:00亮一区域安装位置号半，08:00-23:00全亮。1主厂房发电机层交通洞进口右侧（2）主厂房水轮机层照明系统23:00-08:00亮一32号机楼梯口主厂房中间层44号机楼梯口半，08:00-23:00全亮。52号机楼梯口（3）主厂房中间层照明系统23:00-08:00亮一半，主厂房水轮机层64号机楼梯口08:00-23:00全亮。7GIS室前门楼梯口GIS室及出线平台（4）上游副厂房电缆层及下游副厂房电缆层照8GIS室后门楼梯口9坝顶左岸门卫室明系统平时全灭，需要亮时可根据情况亮一半或坝顶10坝顶右岸门卫室全亮。11上副电缆层1号机组段（5）出线平台照明系统要求平时全灭，需要亮12下副电缆层1号机组段13主变平台3号母线室上游时可根据情况亮一半或全亮。14尾水平台3号机组段楼梯口（6）GIS室照明系统08:00-19:00全灭，19:00-08:00亮一半。4.实现的控制功能（7）坝顶、主变平台、尾水平台照明系统要求4.1实时监视照明灯具的状态08:00-19:00全灭，19:00-23:00全亮，23:00-08:00系统具有独立的中央控制平台，可以中文、亮一半。图形化的界面对生产区域的整个照明系统进行4.4.自动计算照明用电量中央控制，以直观的电子地图形式显示当前灯具智能照明系统可实现对整个照明系统的总开断状态（电子地图内的灯具位置编号与灯具的用电量进行自动计算、汇总。现场实际位置编号一致），并可记录各回路累计运行时间与次数、每次运行时间，并可随时查阅5结语上述数据。采用智能照明系统不仅节能，而且提高了照明设备的的运行管理水平，改变了电厂传统照明的运行管理、控制方式，减轻了运行人员的劳动强度，大幅降低了水电厂厂用电水平，复合节能减排的需求。本文根据水电厂厂房结构特点，介绍了基于工业可编程控制器的智能照明控制系统的硬件组成、网络结构和控制功能。对水电厂照明系统智能化建设有一定的借鉴作用。参考文献[1]周芳,刘美根.智能照明系统在电气节能设计中的应用[J].低压电器,2007,16:20-23.图2：系统主控监视图Figure2:Systemmastermonitoringdiagram

32019年中国电机工程学会年会论文集作者简介：黎振荣（1983-），男，广西藤县，大学本科，工程师，从事水电站黄永庚（1982-），男，云南广南，工程硕士，高级工程师，从事水电气工程、继电保护技术管理工作.电站电气工程、继电保护技术管理工作.郭耀先（1984-），男，四川什邡，大学本科，工程师，从事水电站生产技术管理工作.