1 引言
水位測控裝置是水電廠的重要測控設(shè)備，水電廠的上下游水位是防汛安全的重要數(shù)據(jù)，攔污柵壓差影響機(jī)組出力、水工建筑安全，水頭值影響調(diào)速器協(xié)聯(lián)曲線，進(jìn)而影響機(jī)組效率甚至安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此水位測控裝置需滿足長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。目前的水電廠水位測控裝置普遍采用定制儀表采集前端水位傳感器的格雷碼值，換算柵差、水頭等，輸出開關(guān)信號報(bào)警，輸出4~20ma信號至監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、調(diào)速器。在運(yùn)行維護(hù)中存在以下問題：采用電纜長距離輸送格雷碼信號，防雷、抗干擾能力差，儀表、傳感器易損壞;4個(gè)24位格雷碼傳感器需100芯電纜維護(hù)困難;定制的儀表擴(kuò)展性差，輸入、輸出校準(zhǔn)，參數(shù)整定操作復(fù)雜;價(jià)格高，備品備件采購困難。因此開發(fā)基于通用硬件設(shè)備的水位測控裝置意義重大。
根據(jù)水電廠水位測控具體要求，我們自主設(shè)計(jì)了基于plc的水位測控系統(tǒng)，具有高可靠性、配置靈活、安裝維護(hù)簡單方便特點(diǎn)。
2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
水東水電站裝設(shè)有上游、#1攔污柵后、#2攔污柵后、下游四個(gè)水位測量井，配置浮子式水位測量裝置，采用絕對值光電編碼器將水位信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。壩上傳感器距離中控室500m，下游傳感器距離中控室30m，為提高系統(tǒng)的防雷、抗干擾能力，壩上傳感器通信采用光纖傳輸。水位測控裝置plc通過rs485 串行口采集編碼器水位數(shù)據(jù)，經(jīng)過換算處理模擬量輸出模塊輸出4～20ma的上游、下游海拔值信號至遠(yuǎn)動(dòng)rtu裝置，輸出4～20ma的水頭信號至機(jī)組調(diào)速器電氣調(diào)節(jié)裝置。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接水位測控裝置plc，采集所有水位信息，故障報(bào)警信號等，并可遠(yuǎn)程設(shè)置相關(guān)參數(shù)、定值，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
3 實(shí)現(xiàn)原理
3.1 浮子式水位測量裝置
該裝置安裝在測井口上方，當(dāng)液位變化時(shí)，浮子隨之上升或下降，測繩帶動(dòng)線輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與線輪同軸連接的多圈絕對值編碼器就輸出與液位對應(yīng)的數(shù)字信號(見圖2)。裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、合理，可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠長期用于液位測量。
圖2 浮子式水位測量裝置
