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产品描述

品牌西门子

西门子6ES7216-2AD23-0XB8


柴油发电机在药厂设计中的应用
 

一、柴油发电机的选型

柴油发电机分为手动启动和自启动两种形式。手动柴油发电机需要专人操作且24小时值班,而人易出现疲乏和疏忽,不易确保火灾时需迅速启动发电机给消防负荷供电,而且洁净车间内设备贵重,生产人员不易迅速疏散。因此笔者建议在药厂设计中应选自启动柴油发电机(虽然这会增加投资)。自启动柴油发电机能在正常电源断电后迅速启动,且15s内给消防负荷供电,可较大限度地减少火灾损失和人员伤亡。

二、柴油发电机接入低压配电系统

《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)规定,柴油发电机电源接入低压配电系统时,主接线方式应符合以下条件:其一,与电源间应设联锁,不得并网运行;其二,避免与电源的计费相混;其三,在结线上要有
一定的灵活性,以满足在非事故情况下能供给部分重要负荷。

柴油发电机作为备用电源,其首要任务是药厂发生火情时供给消防负荷;其次,在不供作消防用电且正常电源断电时兼作部分重要负荷供电,如洁净车间的重要生产线、重要办公楼的用电等。

三、接入低压配电系统时的几种方案

在分析结线方案时,应考虑药厂有一路电源供电和两路电源供电两种情况。

1、一路电源供电

一路电源供电时可采用以下两种方案。

(1)方案1

方案1为两段母线,即工作母线段与备用母线段

三段母线方案

①假设QF4、QF2 电气机械联锁,有以下4种情况:

其一,市电正常,QF1、QF3、QF2 合,QF4 分,所有母线段均有电;

其二,市电停电,QF1 分,QF4 合,QF2 分,备用母线段带电;

其三,火灾时市电正常,QF1、QF2、QF3合,QF4 分,所有母线段均有电;

其四,火灾时市电停电,QF4 合,QF2 分,备用母线段有电,消防负荷单回路供电。

柴油发电机只能供备用母线段的电源,火灾时消防负荷不能实现双回路热备用供电。

②假设QF4、QF1 电气连锁,有以下4种情况:

其一,市电正常,QF1、QF3、QF2 合,QF4 分,所有母线段均有电;

其二,市电停电,QF3、QF1 分,QF4、QF2 合,重要负荷段和备用母线段带电;

其三,火灾时市电正常,QF1、QF2,QF3 合,QF4 分,所有母线段均带电;

其四,火灾时市电停电,QF1、QF3 分,QF2、QF4 合,备用母线段和重要负荷段有电,消防负荷双回路热备用供电。

QF1 与QF4 不能机械联锁,发电机电源不能供给一般负荷用。

2、两路电源供电

以上只有一路电源供电的方案,在实际设计中用得比较多,尤其是对于中小规模的药厂。而在一些规模很大的药厂设计中,变电所要由两路电源供电,此时柴油发电机接入低压配电系统时主结线的方案有以下两种

三段母线方案

①假设QF4、QF5 电气机械联锁,有以下4种情况:

其一,市电正常,QF5 分,QF1、QF2、QF3、QF4 合,所有母线段均带电;

其二,市电停电,QF4分,QF5 合,只有备用母线段带电;

其三,火灾时市电正常,QF5 分,QF1、QF2、QF3、QF4 合,所有母线段有电;

其四,火灾时市电停电,QF4 分,备用母线段有电,保证消防负荷用电。

(2)方案4

方案3的联锁方式比较简单,柴油发电机只能作为备用电源用,消防负荷也不能实现双回路热备用,可在方案3 的基础上加以改进,形成方案4(见图3)。

QF1、QF2 和QF3 之间可通过辅助触头进行防并联联锁,必要时也可考虑QF3 按照检查工作母线Ⅰ或工作母线Ⅱ无压进行自动投入,保证在市电正常时两路电源互为备用。

当市电停电时,可通过检查工作母线Ⅰ与工作母线Ⅱ均无电压时,自动启动柴油发电机,并且断开主开关QF1、QF2,当柴油发电机电压正常后,发电机主开关QF5 自动闭合使备用母线带电供消防负荷,而在工作母线上的重要负荷可通过开关QF4 进行联锁。

该方案具体分析如下:

其一,市电正常,QF1、QF2、QF4 合闸,QF3、QF5分闸,工作母线、备用母线均带电实现了消防负荷双回路热备用;

其二,市电停电,QF3、QF4、QF5 合闸,QF1、QF2 分闸,工作母线、备用母线均带电,实现了消防负荷双回路热备用;

其三,市电停电且遇火灾时,消防控制中心切除非消防负荷,保证消防负荷双回路末端切换的热备用

202202221739067898434.jpg202202221738137360864.jpg


)、其中包括 S7-300/S7-1500 的 web 通信连接,以及 S7-1500 的 OPC UA 连接。

2)、S7 通信的 32 个资源中有 2 个预留给 PG/OP。此外,使用 S7-300 16 个连接,包括 OUC 和多 80 个 web 通信连接。

3)、在 246 个资源中,所有通信类型都被考虑在内,包括 OPC UA 和大的 80 个 web 连接。

4)、在 S7-300 中,OUC、S7 和 web 通信的资源是分开管理的。

对于CPU,每个通信连接都需要一个连接资源作为连接期间的管理要素。每个 CPU 都有特定数量的连接资源,它们被不同的通信服务占用 (PG/OP、S7 通信、OUC)。

使用 S7-300,CPU 确定合理的连接资源的数量。连接的大资源数量可以通过添加的 CP 进行扩展。在 S7/OP 通信中,CP 在 S7-300 CPU 中占用资源。在 CPU 中,多路复用资源被一个 CP 占用。如果没有多路复用,连接将从 CPU 配额中 1:1 获得。PG 连接总是占用 CPU 中的一个资源。

使用S7-1500,CPU为完整的自动化系统定义了有效的连接资源的上限。CPU 本身贡献了这些连接资源的一部分。更多的资源来自 CP 和 CM。无论添加的 CP 和 CM 的数量如何,连接资源的总数量不能超过 CPU 类型设置的上限。

这三个示例基于CPU317-2 PN/DP(订货号:6ES7317-2EK14-0AB0) 和CPU 1516-3 PN/DP (订货号:6ES7516-3AN01-0AB0)。

1)、和CP2 的 S7 连接

2)、和CP1 的 OUC (开放的用户通信)

3)、PROFINET 连接

4)、HMI 连接

当通信服务登录时,CPU 连接资源按时间顺序保留。

为了避免对通信资源的占用,仅按时间顺序对各种通信服务进行管理,对于某些服务,可以选择保留连接资源。

S7和OP连接使用多路复用模式共享连接资源,这就是为什么图1中的CP2的3个S7连接在表中没有显示出来的原因。对于PG连接,总是需要一个资源。当通过CP创建S7连接时,可以自动启用多路复用。

示例1显示了创建连接所需的可用资源和所需的资源。

通过CPU,可以配置多16个S7连接。其他16个资源是为其他通信类型提供的,但并不是真正保留的。

另外,通过两个CP,每个可以配置16个S7连接。一个资源被HMI通信占用。在CP1中,有4个资源被用于OUC。

组态已占用资源资源类型剩余的 S7 通信资源剩余的 OUC 资源
CPU 317-2 PN/DP2其他32 - 316
1操作面板
CP1 (CP 343-1)4OUC1616 - 4
CP2 (CP 343-1)0S7 通信1616

使用通信指令 "AG_SEND" 和 "AG_RCV",可以在CP和一个已组态的连接之间进行数据传输。在这里,通过背板总线可以多有16个连接。

示例 2: 和S7-300 组态连接和非组态连接




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