( 贵州乌江水电开发有限责任公司东风发电厂 贵州清镇 551405)
摘要 : 本文介绍了剪断销监测装置（JDS-24）在水电厂剪断销信号采集系统的实践应用、实现功能、组成结构、PLC编程以及试验测试的情况，供同行参考。
关键词 : 剪断销 通讯 实践应用
0引言
水轮机剪断销是连接导叶传动机构（连接板）与导叶臂的。正常情况下，导叶在动作过程中，剪断销有足够强度带动导叶转动，但当导叶间有异物卡住时，导叶轴和导叶臂不能动，而连接板在叉头带动下转动，因此对剪断销产生剪力，当该剪力大于正常操作应力时，剪断销剪断，该导叶脱离控制，但其它导叶仍可正常转动，避免事故扩大。为了监测水轮机剪断销状态一般在每一个剪断销轴向中心孔内装设一个剪断销信号器是用于监视水轮机剪断销是否断裂。
某厂机组在开机过程中发生水轮发电机组剪断销多路剪断，机组产生过大的振动和摆动，机组发出较大异常声响,幸于巡检人员发现及时并紧急停机处理，避免机组发生事故。本次事件暴露出水轮发电机组剪断销状态的监测方式存在隐患。
1当前剪断销信号监测方式及存在问题
在以往水轮发电机组控制设计中，剪断销信号的监测方式是采用将每一路剪断销信号在现场逐一串联之后形成一个总的信号，通过PLC模块的一个测点接入计算机监控系统现地采集控制单元（LCU），这种采集方式存在如下问题。
（1）由于全部串联，只报一个信号，当发生多个剪断时不能准确知道剪断销剪断数量，并且不能确切知道是哪一个剪断。同时，不能实时远程监视水轮发电机组每一路剪断销状态，故障历史数据无法查阅和保存。
（2）当水轮发电机组发生多路剪断销剪断时，应急处置人员无法远程监控剪断销剪断数目，机组将有运行不当或事故风险。水轮发电机组关于发生“剪断销剪断”的通常控制逻辑为：“在机组正常运行或停机过程中，当发生剪断销剪断，只作告警信号。在机组事故停机过程中，当发生剪断销剪断，将发出报警信号并作用紧急事故停机引出继电器，使机组停机并关闭快速闸门”。因此，当机组正处于运行或停机过程时发生多数剪断销剪断，由于水力的不均衡将会引起水轮发电机组产生过大的振动和摆动，将会严重损伤机组。此时，应急处置人员不能知晓剪断销剪断数目，影响判断，将可能导致采取措施不当，将提高机组事故风险。
（3）当出现剪断销信号器瞬时故障时，查寻故障需要逐个排查，延长了故障处理时间。
个别水电厂，将每一路剪断销信号引入一个剪断销监测装置进行监测。当剪断销装置监测到某个或多个剪断销信号动作时，装置能在显示屏上显示剪断销信号动作情况，同时该装置经一定逻辑处理后形成一个合成的信号上送计算机监控系统。该方式虽较上述监测方式有改进，但仍存在瞬时故障难以查找、某一剪断销信号故障历史数据无法查询和远程监视、剪断销剪断数目无法远程监控等问题。
2剪断销状态智能监测改进思路和设计
鉴于上述剪断销监测方式存在问题，提出以下剪断销信号监视方式改进思路：剪断销监测方式应可以显示第几路报警及总报警路数；可以远程实时监测剪断销状态；保持原有设计逻辑及回路可靠性；可以进行故障历史查阅、保存；能反应和记录瞬时或永久故障，减少维护工作量。
基于上述改进思路，本实践设计采用多路剪断销监测装置对每一路剪断销信号进行采集，然后以通信方式经通讯管理机将每个剪断销状态上送计算机监控系统，用作监视用。当任意一路或多路剪断销状态故障时，干接点输出至计算机监控系统现地控制单元用作控制用。
3基于RS485协议的智能监测多路剪断销状态系统的实践应用
3.1 JDS-24型多路剪断销监测装置介绍
如图1所示JDS-24型多路剪断销监测装置。其工作电源为直流电源，采用单片机智能控制，可采集24路剪断销信号的信号，当水轮机某个剪断销剪断时，其中信号器销体及导线同时被剪断，装置上液晶显示出是第几路信号器剪断及总共报警路数，同时剪断销开出继电器动作使报警接点输出，并可以通过RS485的通信方式将数据接口远程传送。
3.3基于RS485协议的智能监测多路剪断销状态的通讯协议设计
为实现JDS-24型多路剪断销监测装置与南自SDX800通讯管理机之间的通讯，技术人员以电子工业协会（EIA）制订并发布的RS-485协议标准为基础，约定通讯协议如下：
1、JDS-24型多路剪断销监测装置与南自SDX800通讯管理机之间的通讯波特率选定为9600 bit/s，约定一个SDX800为主站，JDS-24型多路剪断销监测装置为从站，站地址为2。
2、对24路剪断销状态进行编号，同时对JDS-24型多路剪断销监测装置、南自SDX800通讯管理机以及LCU PLC内存地址进行分配。
3.4实现基于RS485协议的智能监测多路剪断销状态系统的程序组态
依据通讯规约、通讯物理连接对南自SDX800通讯管理机进行配置，对计算机监控系统现地控制单元PLC程序做如下编程：
FOR I:=1 TO 25 DO
COMM.DI[160+I]:=%M[6000+I]; END_FOR;
(**COMM.DI[160+I]为具有一定连续存储空间的寄存器中间变量，%M[6000+I]为PLC内存地址标识变量**)
3.5 基于RS485协议的智能监测多路剪断销状态系统试验测试
使用调试电脑连接至PLC，剪断销监测装置与监控系统之间的应答、数据、状态信号传输正常。监控系统能够实时进行数据、状态读取，并进行显示和报警。通过对剪断销监测装置召唤数据，可以正确读取剪断销监测装置采集到的剪断销信号器的状态。经测试，现场与计算机监控系统报警信号一一对应且正确。当出现某路或某几路监督销信号器剪断时，剪断销监测装置硬接点也同时告警输出。所有测试结果正确且满足要求。
4结束语
通过采用基于RS485协议的智能监测多路剪断销状态系统对剪断销信号进行智能监测采集，系统实现简单，减少维护工作量。当出现故障时，能快速对剪断销故障进行准确判断和及时处理，减少故障查找时间，可以及时恢复机组运行。将每一路剪断销信号上送计算监控系统可实现实时远程监控，进行历史记录查询，便于数据分析。通过ON_CALL平台将每一路剪断销故障状态发送ON-CALL人员，提高计算机监控系统远程对剪断销状态进行监测的可靠性。满足电站“远程集控，无人值班”方式要求。同时也为今后水轮发电机剪断销监测方式的设计提供了借鉴经验。
参考文献 :
[1] JDS剪断销装置说明书
作者简介 :
张举世,男 , 助理工程师 , 从事水电厂自动控制设备维护
论文作者:张举世
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：剪断论文; 信号论文; 机组论文; 装置论文; 状态论文; 多路论文; 监控系统论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;