图3远程编程与调试3.2通信网络
以太网通讯接口:CPU模件集成10M/100M以太网接口,支持Modbus/TCP规约,支持双以太网冗余配置。
串口通讯功能:MB系列iPLC提供了串口通讯模块,并可自由配置模块的数量。每个串口通讯模块提供8个串口,每个串口均支持RS-232/RS-485接口标准,并且全部支持编程。
现场总线网络
MB系列iPLC采用现场总线网络,具有通讯速率快、抗干扰能力强、成本低、结构简单、实时性好等特点,并且具有很好的扩展性,易于实现模块的灵活配置,且对于现场环境及安装要求都不是很高,同时为系统扩展及远程控制都提供了方便。
3.3高可靠性设计
(1)全智能I/O设计和一系列安全性、可靠性设计为系统的安全可靠运行提供了保障开入模件的光电隔离和软件滤波功能;
开出回路密码锁设计,开出模件的反读、校核及执行继电器的联合控制保证在任何情况下不会发生误动;
温度量模件先进的每路独立横流源设计大大提高了采集速度和抗干扰性;
模拟量模件飞度电容的设计方法保证了内部电路和外界干扰的绝对隔离,大大提高了采集精度,最大限度地降低了模拟量漂移。
(2)双机热备冗余设计
MB系列iPLC提供了双机热备冗余方案。无需用户编程,监控模块之间实时自动备份数据,一旦一个监控模块瘫痪,另一个监控模块可单独运行,不会对控制系统产生影响。
全金属机械结构
MB系列iPLC具有全模块式的插装结构,全部采用SMT表贴工艺;模块无硬件设置,即插即用;对外可使用CableFast端配板接线方式,控制机柜内不再有凌乱的配线,维护更加方便。MB80系列采用全封闭结构,抗电磁干扰性及防尘、防潮、防震能力都较强;模块插箱有模件类型编码,可防止不同类型模块误插。
满足一系列电磁兼容性国际标准
为了提高PLC系统的可靠性、在设计过程中遵循了电磁兼容性国际标准,通过设计开发中的针对性的设计。MB系列iPLC的电气技术指标及电磁兼容性如下:
环境温度:-10℃~60℃;
浪涌抗扰度:4kV(共模)/2kV(差模),4级(IEC61000-4-5);
振荡及抗扰度:2.5kV(共模)/1kV(差模),3级(IEC61000-4-12);
快速瞬变:±4kV(电源)/±2kV(I/O),4级(IEC61000-4-4);
静电放电:±15kV(空气)/±8kV(接触),4级(IEC61000-4-2);
辐射电磁场抗干扰:10V/m,频率80MHz~1GHz,3级(IEC61000-4-3)。
3.4针对水电厂的设计
方便的可视化流程图编程语言,使复杂控制流程的实现变得非常简单;
全汉化的梯形图设计大大提高了梯形图程序的可读性;
针对水电厂的专用功能块设计使其更适宜于水电厂(脉冲型开出、SOE);
独有的SOE模件大大提高了事件分辨率(<1ms);
八串口模件设计,大大提高了与其它智能设备的通信能力。
方便的现地人机接口,提供了与触摸屏的串行通讯接口,支持Modbus通讯协议。可与多种触摸屏直接连接,无需增加辅助设备,也无需编写通讯驱动程序。
3.5更高的性价比
CPU模件集成以太网接口(节省了网络模件);
串口通信模件提供的丰富通信接口;
插箱的扩展无需扩展模件(节省了扩展模件);双机热备冗余仅靠一条冗余电缆即可完成(节省了热备模件)。
4工程应用实例
MB系列智能可编程控制器自2000年首套系统投入运行以来,陆续在全国近60个水电厂使用。MB80型智能可编程控制器除应用于大型常规水电厂的控制系统外,在更为复杂的大型抽水蓄能电站计算机监控系统中控制也得到了成功应用;MB40型智能可编程控制器在中小型水电厂计算机监控系统中得到了大量应用,特别以MB40为核心控制平台的SJ100型小水电综合自动化系统的成功推出,将为广大农村小水电厂家提供监控、保护、调速、励磁、同期等功能集成的小型水电厂综合自动化控制平台。本文以MB80型智能可编程控制器的应用为例介绍MB80在大型抽水蓄能电站计算机监控系统改造中的应用。
某大型抽水蓄能电站,装机容量为4*200MW大型抽水蓄能机组。该厂原有监控系统采用ABBBAILY公司的INFI90系统,去年底采用MB80为核心控制平台的SJ600型现地控制装置对该厂4机组监控系统进行了改造。计算机监控系统结构图如图4所示。
图4某电厂监控系统改造系统结构图大型抽水蓄能电站计算机监控系统的改造是一个非常复杂的系统工程,对MB80型智能可编程控制器的处理能力、现场适应性、可靠性等都提出了比常规水电厂控制系统更高的要求。特别是要求新系统与原有监控系统要完成无缝连接,因此对新系统的开放性提出了更高的要求。新改造系统在去年底投入运行,完成了发电、抽水、发电调相、抽水调相、背靠背运行等所有控制过程,并能和老系统无缝连接完成对AGC、AVC等高级应用。
MB80在大型抽水蓄能电站计算机监控系统中的成功投运,表明MB80型智能可编程控制器已具备了构成大型控制系统的能力。以MB80为核心控制平台的自主创新、具有完全自主知识产权的大型抽水蓄能电站计算机监控系统将打破国外公司的垄断地位,为现有大型抽水蓄能电站计算机监控系统的国产化改造提供了成功的经验。
5结语
MB系列智能可编程控制器具有传统通用PLC的所有特点,是通用的工业控制平台,可以广泛地应用于多种工业控制。同时MB系列iPLC又具有显著的特点使在应用中更灵活、更方便。为适用顺序控制的特点、解决传统PLC调试困难、不直观的缺点,MB系列iPLC开发了可视化顺控流程图语言,使顺序控制过程的实现简单、调试直观;为提高在电力系统应用的方便性对传统梯形图语言功能块进行了扩充,增加了SOE功能块、脉冲型开出等独具特色的功能块使用户编程更加方便;MB系列iPLC所具有的以太网远程编程与调试功能可以方便地解决远方(如远程控制中心等)对现地LCU的编程与维护,为电厂实现“无人值班”(少人值守)、甚至关门运行提供了技术基础。
以MB系列可编程控制器为核心平台的SJ-600型智能分布式现地控制装置已在国内多家水电厂得到成功应用。随着在甘肃西流水水电站、新疆吉林台水电厂、四川紫坪埔水电厂等近60家水电厂的稳定可靠运行,MB系列iPLC在水电厂得到了越来越多用户的认可。
参考文献:
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[2]ChenSining,Huangjian,WangShanyong,etal.IntelligentDistributedLocalControlUnitforHydropowerPlant.InternationalConferenceonPowerSystemTechnologyProceedings,2002,.
[3]王善永.MB系列智能可编程控制器研究.电力系统自动化,2005,29(10).