PLC在發電輔助系統中的應用

1 引言

寶二電廠(4x300mw機組)外圍輔助系統，包括除灰系統、除渣系統、化水系統、輸煤系統等都采用的是相互獨立、分散的常規plc控制系統，由于各輔助系統工藝有其不同的特性，所以采用的控制系統配置不同、技術水平、監控方式各異。在寶二電廠的外圍輔助plc控制系統中全部采用上位機——法國施耐德 modicon quantum系列plc組成集成監控系統。plc組態軟件modsoft2.6，監控軟件采用美國wonderware公司的intouch(運行版和開發版)。

2 plc控制系統配置組態方式

modiconquantum系列plc提供高度靈活的系統結構，從集中控制到高級分布系統及聯網的分布控制系統，靈活組合系統結構最大程度滿足控制需要。plc控制系統配置組態方式有多種，在寶二公司輔助系統設計時，根據設備運行重要性不同，對plc控制系統配置分為三種情況：①雙cpu熱備雙i/o網冗余單路mb+配置；②雙cpu熱備雙i/o網雙路mb+配置；③單cpu單i/o網單路mb+配置。其中②性能最可靠，工程造價也最高；③性能較差，工程造價也低。

　　2.1 雙cpu熱備雙i/o網冗余單路mb+配置

雙cpu熱備雙i/o網冗余單路mb+配置參見圖1所示。寶二公司的除灰網絡控制系統、輸煤程控系統采用這種配置。plc系統采用雙機熱備配置可以提高控制系統可靠性。雙機熱備系統必須包括兩個機架配置組態完全相同，每個機架上分別裝有一塊140cps電源模塊、一塊cpu模塊、一塊140crp遠程通訊處理器及一塊140chs11000熱備通訊模塊，組成了雙機熱備冗余系統配置。兩塊熱備模塊通過兩芯光纜彼此相連，每個掃描周期，主cpu都要根據自身的i/o狀態表，通過熱備模塊間的通訊來更新備用cpu的i/o狀態表，使備用cpu始終與主cpu保持同步，從而當主cpu模塊或系統發生故障時，通過熱備通訊模塊及熱備通訊組件，可以完全同步地、無擾動地進行cpu模塊的切換，此時輔助(熱備)cpu模塊支持系統不間斷地繼續工作。程控系統主機采用2臺研華工控機，組成一套完整的雙機熱備系統，對系統進行實時監控。其中，一臺為運行主控器，另一臺為工程師開發機。當一臺出現故障時，另一臺依然保證運行人員操作，保證系統可靠連續運行，工控機監控軟件采用wonderware的intouch軟件，plc開發組態軟件是modsoft 2.6，操作系統是windows 98/95，采用modbus plus通訊協議，以sa85卡提供的rs485電氣接口連接plc的控制器cpu卡件，另配打印機組成一個監控系統，作為運行人員監控之用。

圖1 cpu熱備雙i/o網單路mb+通訊

　　熱備雙i/o網通信介質為雙路同軸電纜，遠程通訊卡140cra與本地站通訊卡140crp之間采用了與modbus plus相同網絡技術(稱為quantuam分布式i/o通信技術)雙路同軸電纜連接，傳輸距離最長為4.5km，傳輸速率為1.5mhz。本系統設計傳輸距離為300m。傳輸速率為1.5mhz。遠程站有雙接口的140cra與本地站有雙接口140crp之間用雙路同軸電纜連接。

圖2 cpu熱備雙i/o網冗余mb+通訊

　　plc系統配置同第1種基本一致。雙機熱備系統必須包括兩個機架配置組態完全相同，每個機架上分別裝有一塊140cps電源模塊、一塊cpu模塊、一塊140crp遠程通訊處理器及一塊140chs11000熱備通訊模塊，另外還有一塊雙mb+口的140nom2120網絡模塊，組成了雙機熱備冗余系統配置。兩塊熱備模塊通過兩芯光纜彼此相連，使備用cpu始終與主cpu保持同步，從而當主cpu模塊或系統發生故障時，通過熱備通訊模塊及熱備通訊組件，可以完全同步地、無擾動地進行cpu模塊的切換，此時輔助(熱備)cpu模塊支持系統不間斷地繼續工作。

程控系統主機采用2臺研華610工控機，組成一套完整的雙機熱備雙網絡冗余系統，對系統進行實時監控。其中，一臺為運行主控器，另一臺為工程師開發機。當一臺出現故障時，另一臺依然保證運行人員操作，一條通訊線路故障時、另一條通訊線路依然保證系統可靠連續運行，工控機監控軟件采用wonderware的intouch軟件，plc開發組態軟件是 concept2.6，操作系統是windows 2000/nt，采用modbus plus通訊協議，以nhm30032卡提供的雙rs485電氣接口連接plc系統的兩塊雙mb+口的 140nom2120網絡模塊，另配打印機組成一個監控系統，作為運行人員監控之用。其i/o網通信方式和協議，配置與第①方式完全一樣。

　　2.3 單cpu單i/o網單路mb+配置

　　單cpu單i/o網單路mb+配置參見圖3所示。寶二公司的除渣控制系統、化學補給水處理控制系統、凝結水處理控制系統采用這種配置。plc系統采用單機cpu配置，一般分成一本地站和幾個遠程站，本地站機架上分別裝有一塊140cps電源模塊、一塊cpu模塊、一塊140crp遠程通訊處理器及幾塊i/o模塊，遠程站組成一塊140cps電源模塊、一塊140cra本地通訊模塊和幾塊i/o模塊。