EGD方式在水電廠公用設(shè)備通訊與控制中的應(yīng)用

李 力

國(guó)網(wǎng)新源河南天池抽水蓄能有限公司籌建處，河南 南陽(yáng) 473000

1 公用設(shè)備與主機(jī)通訊與控制方式的選擇

黃龍灘水電廠機(jī)組公用設(shè)備包括：檢修、滲漏水泵、高壓機(jī)、低壓機(jī)。它們均有各自相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)又需要同這些設(shè)備間建立通訊并且能夠?qū)ζ溥M(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控和控制。如果采用傳統(tǒng)的方法有兩種方式：1）采用硬接線的方法將各個(gè)公用設(shè)備的開入量和開出量、模擬量接入監(jiān)控系統(tǒng)，通過硬接線來實(shí)現(xiàn)和公用設(shè)備之間的通訊與控制；2）采用串口通訊的方法，用RS232或者RS485的接口方式，根據(jù)兩端的規(guī)約編寫相應(yīng)的通訊控制程序來實(shí)現(xiàn)通訊與控制。采用前一種方式需要布設(shè)大量的硬接線，不僅增加了施工難度，同時(shí)由于接線較多而且復(fù)雜，給正常的運(yùn)行帶來很大的故障隱患，也不便于日常消缺和維護(hù)；后一種方式雖然簡(jiǎn)化了接線，但是需要監(jiān)控系統(tǒng)廠家和公用設(shè)備廠家之間協(xié)調(diào)溝通，在設(shè)備兩端形成統(tǒng)一的通訊規(guī)約方可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與通訊。并且串口通訊受傳輸距離較近，易受外界信號(hào)、磁場(chǎng)干擾，傳輸速率有限等因素制約，使其只適合在較近距離內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控與通訊。由此可見實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)公用設(shè)備的監(jiān)控與通訊硬接線和串口通訊兩種方式均存在很大的弊端。黃龍灘水電廠在公用設(shè)備控制PLC的選型上考慮到方便日后運(yùn)行、維護(hù)管理，均采用了與監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)PLC統(tǒng)一的GE系列PLC，這給我們提供了一種更加快捷和可靠的方法——EGD（Ethernet Global Data）通訊方式來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與公用設(shè)備間的監(jiān)控與通訊。

2 EGD通訊的網(wǎng)絡(luò)組成

圖1

EGD協(xié)議由：應(yīng)用層 （EGD)、 主機(jī)到主機(jī)間的傳輸層（TCP）、網(wǎng)際層（IP）、 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問（IEEE 802.3）構(gòu)成。黃龍灘水電廠監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)采用GE PAC SYSTEMS RX7I系列PLC，公用設(shè)備均采用GE Versamax IC200CPUE05系列PLC.GE公司這兩個(gè)系列PLC均支持EGD通訊方式。由于主機(jī)PLC與各公用設(shè)備PLC之間距離均較遠(yuǎn)，超過100m，于是采用光纖連接，通過光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)RJ45接口的方法建立起主機(jī)與公用設(shè)備之間的物理連接，其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖1所示。

3 PLC硬件組態(tài)及配置方法

監(jiān)控主機(jī)PLC采用GE PAC SYSTEMS RX7I系列PLC，CPU采用高性能的PentiumⅢ處理器（700HZ），內(nèi)嵌10M/100M自適應(yīng)高速以太網(wǎng)卡，采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口，方便連接。公用設(shè)備PLC采用GE Versamax IC200CPUE05系列PLC,同樣配備10M/100M自適應(yīng)高速以太網(wǎng)卡，采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口.監(jiān)控主機(jī)與公用設(shè)備PLC的配置及組態(tài)主要包括以下幾個(gè)步驟：

1）配置臨時(shí)IP地址

為了建立筆記本電腦與PLC之間的初始通信，首先需要給PLC分配一個(gè)臨時(shí)IP地址。當(dāng)連接建立以后，實(shí)際IP地址可以通過筆記本下載到PLC的CPU模塊中具體方法如下：在GE Cimplicity編程軟件中打開監(jiān)控主機(jī)PLC程序模塊，右鍵單擊target名稱，選擇offline commands，然后選擇Set Temporary IP Address。在Set Temporary IP Address對(duì)話框中，參照模塊上的標(biāo)識(shí)正確的填寫MAC Address（此地址在CPU模塊的標(biāo)記上有標(biāo)明），并選擇適當(dāng)?shù)呐R時(shí)IP地址。設(shè)置完畢后，單擊Set IP按鈕，大約2分鐘后，會(huì)彈出設(shè)置完成或錯(cuò)誤的提示框。 在進(jìn)行臨時(shí)IP地址設(shè)置時(shí)，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在設(shè)置前，要保證ME和PLC的物理層連通，即雙方網(wǎng)口的link燈為綠色；

（2）臨時(shí)IP地址同PC的IP地址要有相同的網(wǎng)段，并且地址在該網(wǎng)段上唯一。 采用相同的步驟，對(duì)公用設(shè)備PLC 進(jìn)行臨時(shí)地址配置。其IP地址與監(jiān)控主機(jī)PLC配置的IP地址在同一地址段內(nèi)。

2）配置以太網(wǎng)接口模塊

（1）單擊展開PACSystems Target的Hardware Configuration，以及main rack；

（2）右鍵單擊PLC以太網(wǎng)接口模塊所在的slot，并選擇Add Module；

（3）在彈出的框內(nèi)選擇Communication選項(xiàng)，選擇與PLC以太網(wǎng)接口模塊相對(duì)應(yīng)的型號(hào)。 雙擊該模塊型號(hào)，對(duì)其進(jìn)行如下設(shè)置：IP Address配置為之前約定好的IP地址，必須保證互聯(lián)PLC的IP地址在同一地址段內(nèi)且不能相同；Subnet Mask按默認(rèn)設(shè)置為255.255.255.0；Gateway IP Address 按照默認(rèn)設(shè)置為0.0.0.0；Status Address設(shè)置為%I00001。

3）配置EGD接受和發(fā)送

EGD數(shù)據(jù)是由一臺(tái)PLC周期性地發(fā)送給另一臺(tái)（組）PLC的。在該CPU的硬件組態(tài)中，選擇通訊模式為EGD，即以太網(wǎng)全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義，在Ethernet Globe Date設(shè)置對(duì)話框內(nèi)，“produced exchanged”中的“IP Address”設(shè)置為各公用設(shè)備PLC的IP地址，表示該P(yáng)LC站后續(xù)“Add”中的“reference”地址的存儲(chǔ)器內(nèi)容將發(fā)送到公用設(shè)備PLC中的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器去，同樣將主站PLC配置的“consumed exchange”中的“IP Address”也設(shè)置為公用設(shè)備PLC的IP地址，表示該P(yáng)LC站后續(xù)“Add”中的“reference”地址的存儲(chǔ)器內(nèi)容是從各公用設(shè)備PLC中對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器傳送來而得到。對(duì)應(yīng)于公用設(shè)備PLC中的配置，也應(yīng)將“produced exchanged”和“consumed exchange”中的“IP Address”設(shè)置為主站PLC的IP地址，即主站PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)是到公用設(shè)備各PLC分站的，而分站發(fā)送的數(shù)據(jù)是送給主站PLC的。為保證傳輸中兩邊定義的數(shù)據(jù)能一一對(duì)應(yīng)，2個(gè)站采用同樣的存儲(chǔ)地址。2個(gè)通訊模塊中“produced exchanged”和“consumed exchange”中還需要各定義2個(gè)寄存器用于存放通訊狀態(tài)，需要時(shí)可讀取該狀態(tài)字了解主站PLC與公用VERSAMAX之間的通訊故障原因。

配置好后，在分站中產(chǎn)生的信號(hào)變化，在主站中立即可以看到，同樣，主站PLC控制各公用設(shè)備的輸出信號(hào)送到該P(yáng)LC通訊的存儲(chǔ)區(qū)，在分站中立即可以看到輸出的變化，兩者形成一一對(duì)應(yīng)的鏡像關(guān)系。

4 結(jié)論

黃龍灘水電廠采用EGD通訊方式取代原有的硬接線和串口方式來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與公用設(shè)備之間的通訊與控制是一個(gè)新的嘗試，實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。整個(gè)監(jiān)控與通訊過程的實(shí)現(xiàn)從布線、組網(wǎng)到軟件的組態(tài)都較傳統(tǒng)方法更為快捷和便利，不僅縮短了工期而且增加的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

[1]許正亞電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置[M].北京：水利電力出版社，1992.

[2]邱公偉可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2001-03-01.

[3]GE PAC SystemsTM PLC技術(shù)說明.