MB80控制器在丹江口水電廠的應(yīng)用

劉端勤 楊文宇

摘 要：丹江口水電廠監(jiān)控現(xiàn)地控制單元原采用南瑞MB1000為基礎(chǔ)的SJ-600型智能分布式現(xiàn)地控制裝置，現(xiàn)采用南瑞MB80為基礎(chǔ)的監(jiān)控現(xiàn)地控制單元對(duì)6號(hào)機(jī)LCU進(jìn)行更新改造。文中主要介紹了丹江口水電廠下位機(jī)改造后的配置及功能，改造的過程和獲得的經(jīng)驗(yàn)。目前新的6號(hào)機(jī)組監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行了一年，MB80 PLC在丹江口水電廠6號(hào)機(jī)的首次成功應(yīng)用為我廠全面開展監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)改造工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：丹江口水電廠 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)地控制單元 MB80

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0091-02

丹江口水力發(fā)電廠的監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)原采用以南瑞公司MB1000為基礎(chǔ)的SJ-600型智能分布式現(xiàn)地控制單元LCU。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)理論的不斷完善，使得維護(hù)工作和功能需求不斷增加，原下位機(jī)系統(tǒng)已不能滿足電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，主要存在以下不足。

（1）現(xiàn)地工控機(jī)長期運(yùn)行，設(shè)備老化花屏，嚴(yán)重影響設(shè)備的現(xiàn)地監(jiān)視和控制功能。

（2）CCU模件嚴(yán)重老化，近年來故障率上升明顯，備品嚴(yán)重不足。

（3）LCU與外圍設(shè)備采用的串口通信模式，經(jīng)常出現(xiàn)通信故障的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響現(xiàn)地信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。

（4）電源和控制權(quán)切換回路設(shè)計(jì)在一起，維護(hù)和檢修難度都大大增加，近年來時(shí)常出現(xiàn)控制權(quán)切換無效的現(xiàn)象。

（5）交流采樣回路的設(shè)計(jì)不夠完善，無冗余措施，一旦出現(xiàn)問題將嚴(yán)重影響機(jī)組的功率調(diào)節(jié)功能。

因此，原監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)已不能滿足對(duì)我廠機(jī)電設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)控的要求，廠部決定在南水北調(diào)六號(hào)機(jī)增容改造工程中對(duì)6號(hào)機(jī)的監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。

1 新6號(hào)機(jī)組下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

改造后6號(hào)機(jī)組下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由2面機(jī)組LCU屏、1面順控屏和1面測(cè)溫屏組成，如圖1所示。

1.1 LCU屏

下位機(jī)LCU主要采用南瑞自主研發(fā)的智能可編程控制器MB80系列模件。配備4塊32點(diǎn)DI輸入模件；3塊32點(diǎn)SOE量輸入模件；3塊16點(diǎn)模擬量輸入模件；3塊32點(diǎn)開關(guān)量輸出模件；2塊CPM通信模件。系統(tǒng)配置雙機(jī)四網(wǎng)熱備系統(tǒng)，所有I/O模塊采用與CPU同系列產(chǎn)品，所有模塊支持帶電熱插拔功能。

1.2 機(jī)組順控屏

順控屏采用南瑞自主研發(fā)的MB40可編程控制器構(gòu)成機(jī)組事故停機(jī)和緊急停機(jī)的裝置，能在機(jī)組各類事故情況下，作為現(xiàn)地LCU的后備與LCU同時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)停機(jī)流程，保證了機(jī)組事故停機(jī)的可靠執(zhí)行。

1.3 機(jī)組測(cè)溫屏

測(cè)溫屏采用3塊測(cè)溫模件，對(duì)機(jī)組各有關(guān)部位溫度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，并將測(cè)溫故障信號(hào)和測(cè)溫事故信號(hào)送入機(jī)組監(jiān)控屏實(shí)現(xiàn)機(jī)組溫度故障和事故控制。

2 新6號(hào)機(jī)組下位機(jī)的功能

改造后6號(hào)機(jī)組下位機(jī)現(xiàn)地控制單元主要有以下功能。

2.1 數(shù)據(jù)的采集和處理

通過I/O模件的數(shù)據(jù)采集、通信模件的通信驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，所以數(shù)據(jù)均送至CPU模件；一些數(shù)據(jù)需要加工處理也在CPU里完成。

2.2 控制與調(diào)節(jié)

機(jī)組的啟停、事故處理、PID運(yùn)算，機(jī)組狀態(tài)變換流程均運(yùn)行在PLC內(nèi)，上位機(jī)及觸摸屏把控制令發(fā)送至PLC，經(jīng)解析、合法性判斷后執(zhí)行相應(yīng)流程。

2.3 顯示監(jiān)視

通過觸摸屏可以監(jiān)視本臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行工況，根據(jù)需要，也可擴(kuò)展監(jiān)視其他遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。

2.4 信號(hào)報(bào)警

觸摸屏畫面的光字及歷史記錄起到報(bào)警提示作用。

2.5 通信

外部設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過八串口通信模件送至CPM通信模件；通信模件完成與威盛表、交流采樣、溫度巡檢測(cè)量裝置等通信并將采集到的信息上送至上位機(jī)系統(tǒng)。

2.6 自診斷功能

系統(tǒng)能檢測(cè)出CPU自身故障、I/O故障、接口模件故障、通信控制模件故障、電源模件故障，各模件均可把自身故障作為開關(guān)量送出。

3 改造過程分享

6號(hào)機(jī)作為丹江電廠首臺(tái)改造的監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)，克服了許多困難，也取得了一些改造經(jīng)驗(yàn)。改造過程主要可分為三個(gè)步驟。

3.1 施工前的準(zhǔn)備

3.1.1 收集資料

（1）老監(jiān)控的安裝原理圖、配線表及電纜清冊(cè)的收集整理。

（2）現(xiàn)場(chǎng)舊盤拆除查線，確定保留的電纜。

（3）重要回路及PT/CT回路的查線。

3.1.2 整理資料

（1）編寫改造施工方案，編制新監(jiān)控電纜清冊(cè)。

（2）根據(jù)保留電纜的情況排布開入/開出點(diǎn)表。

（3）繪制特殊回路及重要回路接線原理圖。

3.1.3 流程修訂

（1）對(duì)比老流程審議廠家提供的新監(jiān)控流程。確保流程的功能的完整性和邏輯正確性。

（2）完成設(shè)備出廠驗(yàn)收檢驗(yàn)工作，對(duì)新監(jiān)控的元件布置和端子排布提出建議。

3.2 改造安裝施工

3.2.1 新盤查線

（1）新盤進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)照發(fā)貨清單做好開箱驗(yàn)收工作。

（2）檢查盤體無破損，盤內(nèi)元件無損壞無松動(dòng)。

（3）對(duì)照出廠圖紙對(duì)新監(jiān)控盤內(nèi)接線進(jìn)行檢查。

3.2.2 安裝接線

（1）完成盤體安裝工作。

（2）敷設(shè)電纜。

（3）按先盤間后外圍、先弱點(diǎn)后強(qiáng)電、先舊后新、先短后長的原則完成電纜接線工作。

3.2.3 接線檢查

（1）檢查電源電纜極性。

（2）檢查PT/CT回路接線正確作導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)。

（3）檢查開出端子公共端短接線。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

3.3.1 通電

（1）檢查監(jiān)控電源回路對(duì)地絕緣合格，無短路。

（2）檢查無強(qiáng)電串入PT/CT回路和其它設(shè)備的可能。

（3）檢查監(jiān)控不會(huì)開出動(dòng)作現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備。

（4）新盤送電后，檢查各元件工作情況正常。

3.3.2 信號(hào)傳動(dòng)試驗(yàn)

（1）從信號(hào)源頭對(duì)監(jiān)控開入信號(hào)到觸摸屏和水機(jī)/監(jiān)控。

（2）從監(jiān)控盤對(duì)開入信號(hào)到中控室，檢查語音光字和簡(jiǎn)報(bào)。

（3）強(qiáng)制開出動(dòng)作繼電器檢查外圍執(zhí)行設(shè)備動(dòng)作正確。

（4）檢查模擬量和綜合判斷量正確。

3.3.3 無水試驗(yàn)

（1）檢查監(jiān)控現(xiàn)地、遠(yuǎn)方開停機(jī)流程。

（2）檢查監(jiān)控事故停機(jī)流程。

（3）檢查水機(jī)保護(hù)盤事故停機(jī)流程。

（4）檢查開關(guān)同期合、實(shí)驗(yàn)合、無壓合流程。

4 結(jié)語

MB80 PLC的各項(xiàng)性能滿足水電廠自動(dòng)化的要求，且該系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)便，同時(shí)也為水電廠的運(yùn)行、維護(hù)減少了工作量及生產(chǎn)成本，為丹江口水電廠實(shí)現(xiàn)“無人值班、少人值守”提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前新的6號(hào)機(jī)組監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行了一年，MB80 PLC在丹江口水電廠6號(hào)機(jī)的首次成功應(yīng)用為我廠全面開展監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)改造工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 南瑞集團(tuán)公司.MB80系列智能可編程控制器技術(shù)手冊(cè)[Z].