常規(guī)的保護(hù)是用繼電器用硬接線連接,可靠性較低,信號的改動比較麻煩。PLC是采用積木式結(jié)構(gòu),以及模塊化的軟件設(shè)計,使得系統(tǒng)安裝和現(xiàn)場接線簡便,并可按積木方式擴(kuò)充和刪減其系統(tǒng)規(guī)模。由于它的邏輯、控制功能是通過軟件完成的,因此允許設(shè)計人員在沒有硬件的情況下進(jìn)行“軟設(shè)計”工作,從而縮短了整個設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試周期。工廠在1#、2#氣輪機(jī)的大修改造中對氣輪機(jī)的保護(hù)使用了PLC。
2 系統(tǒng)方案設(shè)計指導(dǎo)思想
(1) 高可靠性 系統(tǒng)采用西門子S7系列PLC為核心,硬件集成度和系統(tǒng)可靠性極高。
(2) 電源冗余化
直流電源 24V DC電源采用雙套高頻開關(guān)型直流電源,其過流等保護(hù)功能齊全,允許輸入電壓波動范圍大,輸出穩(wěn)定性好;各單元單獨供電,進(jìn)一步提高供電可靠性,一旦工作電源出現(xiàn)故障,另一路電源立即無間斷自動投入運(yùn)行,不會對系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生影響。
交流電源 系統(tǒng)允許輸入兩路交流電源,一路來自廠用UPS電源,一路來自廠用電(保安段)。
(3) 冗余化設(shè)計 系統(tǒng)采用冗余化設(shè)計,用戶可以在不更改系統(tǒng)任何配線的情況下增加功能:采用雙PLC配置,實現(xiàn)自動切換。
(4) 系統(tǒng)的基本功能 開關(guān)量輸入/輸出、內(nèi)部中間繼電器、鎖存繼電器、計時/計數(shù)器、移位寄存器、四則運(yùn)算、比較運(yùn)算、二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制I/O等。
(5) 應(yīng)用靈活 其標(biāo)準(zhǔn)的積木式結(jié)構(gòu),以及模塊化的軟件設(shè)計,使得系統(tǒng)安裝和現(xiàn)場接線簡便,并可按積木方式擴(kuò)充和刪減其系統(tǒng)規(guī)模。由于它的邏輯、控制功能是通過軟件完成的,因此允許設(shè)計人員在沒有硬件的情況下進(jìn)行“軟設(shè)計”工作,從而縮短了整個設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試周期。
(6) 外圍支持設(shè)備完善 具有完善的外圍支持設(shè)備,如編程器、計算機(jī)和打印機(jī)等。
(7) 操作方便,維修容易 系統(tǒng)采用電氣操作人員習(xí)慣的梯形圖編程,使用戶能夠方便的讀懂程序,操作人員經(jīng)過短期培訓(xùn)就可以通過操作面板實現(xiàn)對系統(tǒng)的全部操作。
(8) 緩沖隔離 系統(tǒng)各種設(shè)備的I/O接口均采用光電隔離技術(shù)進(jìn)行緩沖隔離。
(9) 高開放性 系統(tǒng)可擴(kuò)展上位機(jī)進(jìn)行事故追憶,邏輯圖、模擬圖、棒圖、趨勢圖及相關(guān)控制參數(shù)的顯示,鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏操作等。
3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用管理層—控制層—設(shè)備層的遞階控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如附圖所示。設(shè)置有:
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(1) 管理層:工程師站
(2) 控制層:汽機(jī)控制站
(3) 設(shè)備層:汽機(jī)儀表檢測設(shè)備及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
管理層是基于Windows環(huán)境下開發(fā)的開放式、模塊化、可擴(kuò)展的系統(tǒng),選用控制主機(jī)/服務(wù)器,提供管理軟、硬件平臺,通過接收來自控制層的信息,匯集和檢測汽機(jī)的各種實時數(shù)據(jù),并對它們進(jìn)行相應(yīng)計算,實現(xiàn)專家控制策略,發(fā)布命令下達(dá)到控制層對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。
控制層主控設(shè)備采用西門子S7系列PLC,實現(xiàn)回路控制,通過I/O模塊獨立完成包括保護(hù)、監(jiān)測、控制和事故紀(jì)錄等多項功能,在系統(tǒng)內(nèi)按要求整理“情報”,實現(xiàn)系統(tǒng)的“上傳下達(dá)”。
管理層、控制層以及設(shè)備層之間除通訊外,各自獨立,無電氣上的連接,實現(xiàn)的各種功能獨立。因此,即使系統(tǒng)中的某一部分出現(xiàn)故障,也不會影響系統(tǒng)其它部分的工作,從而使整個系統(tǒng)具有高可靠性,真正實現(xiàn)分層分布式優(yōu)化控制。
4 系統(tǒng)功能
以往的繼電器連鎖方式無法提供形象的信息給操作人員,只能在出現(xiàn)故障后把相關(guān)的連鎖點都檢查一遍,處理時間長,影響生產(chǎn)進(jìn)程,對隱含故障點無法判斷。現(xiàn)采用PLC控制則避免了上述問題,還可同時增加打印功能,完善系統(tǒng),為經(jīng)后的系統(tǒng)擴(kuò)展做好充分的準(zhǔn)備。