SIEMENS/6ES7211-1BE40-0XB0

   宝二电厂(4x300mw机组)外围辅助系统，包括除灰系统、除渣系统、化水系统、输煤系统等都采用的是相互独立、分散的常规plc控制系统，由于各辅助系统工艺有其不同的特性，所以采用的控制系统配置不同、技术水平、监控方式各异。在宝二电厂的外围辅助plc控制系统中全部采用上位机——法国施耐德 modicon 系列plc组成集成监控系统。plc组态软件modsoft2.6，监控软件采用美国wonderware公司的intouch(运行版和开发版)。

2 plc控制系统配置组态方式

      modicon系列plc提供高度灵活的系统结构，从集中控制到**分布系统及联网的分布控制系统，灵活组合系统结构*大程度满足控制需要。plc控制系统配置组态方式有多种，在宝二公司辅助系统设计时，根据设备运行重要性不同，对plc控制系统配置分为三种情况：①双cpu热备双i/o网冗余单路mb+配置；②双cpu热备双i/o网双路mb+配置；③单cpu单i/o网单路mb+配置。其中②性能*可靠，工程造价也*高；③性能较差，工程造价也低。

2.1 双cpu热备双i/o网冗余单路mb+配置

      双cpu热备双i/o网冗余单路mb+配置参见图1所示。宝二公司的除灰网络控制系统、输煤程控系统采用这种配置。plc系统采用双机热备配置可以提高控制系统可靠性。双机热备系统必须包括两个机架配置组态完全相同，每个机架上分别装有一块140cps电源模块、一块cpu模块、一块140crp远程通讯处理器及一块热备通讯模块，组成了双机热备冗余系统配置。两块热备模块通过两芯光缆彼此相连，每个扫描周期，主cpu都要根据自身的i/o状态表，通过热备模块间的通讯来更新备用cpu的i/o状态表，使备用cpu始终与主cpu保持同步，从而当主cpu模块或系统发生故障时，通过热备通讯模块及热备通讯组件，可以完全同步地、无扰动地进行cpu模块的切换，此时辅助(热备)cpu模块支持系统不间断地继续工作。程控系统主机采用2台研华工控机，组成一套完整的双机热备系统，对系统进行实时监控。其中，一台为运行主控器，另一台为工程师开发机。当一台出现故障时，另一台依然保证运行人员操作，保证系统可靠连续运行，工控机监控软件采用wonderware的intouch软件，plc开发组态软件是modsoft 2.6，操作系统是bbbbbbs 98/95，采用modbus plus通讯协议，以sa85卡提供的rs485电气接口连接plc的控制器cpu卡件，另配打印机组成一个监控系统，作为运行人员监控之用。

图1 cpu热备双i/o网单路mb+通讯

      热备双i/o网通信介质为双路同轴电缆，远程通讯卡140cra与本地站通讯卡140crp之间采用了与modbus plus相同网络技术(称为分布式i/o通信技术)双路同轴电缆连接，传输距离*长为4.5km，传输速率为1.5mhz。本系统设计传输距离为300m。传输速率为1.5mhz。远程站有双接口的140cra与本地站有双接口140crp之间用双路同轴电缆连接。

2.2 双cpu热备双i/o网双路mb+配置

      双cpu热备双i/o网双路mb+配置参见图2所示。宝二公司的化学循环水处理控制系统采用这种配置。该项工程建设于2004年，plc技术水平比97年有很大发展，由于其经济成本下降和该工程的环保节约型重要性，并且plc控制柜与上位机相距50多米，所以采用了双cpu热备双i/o网双路mb+配置。双路mb+保证了远距离监控可靠性。

图2 cpu热备双i/o网冗余mb+通讯

      plc系统配置同第1种基本一致。双机热备系统必须包括两个机架配置组态完全相同，每个机架上分别装有一块140cps电源模块、一块cpu模块、一块140crp远程通讯处理器及一块热备通讯模块，另外还有一块双mb+口的140nom2120网络模块，组成了双机热备冗余系统配置。两块热备模块通过两芯光缆彼此相连，使备用cpu始终与主cpu保持同步，从而当主cpu模块或系统发生故障时，通过热备通讯模块及热备通讯组件，可以完全同步地、无扰动地进行cpu模块的切换，此时辅助(热备)cpu模块支持系统不间断地继续工作。

      程控系统主机采用2台研华610工控机，组成一套完整的双机热备双网络冗余系统，对系统进行实时监控。其中，一台为运行主控器，另一台为工程师开发机。当一台出现故障时，另一台依然保证运行人员操作，一条通讯线路故障时、另一条通讯线路依然保证系统可靠连续运行，工控机监控软件采用wonderware的intouch软件，plc开发组态软件是 concept2.6，操作系统是bbbbbbs 2000/nt，采用modbus plus通讯协议，以nhm30032卡提供的双rs485电气接口连接plc系统的两块双mb+口的 140nom2120网络模块，另配打印机组成一个监控系统，作为运行人员监控之用。其i/o网通信方式和协议，配置与第①方式完全一样。

2.3 单cpu单i/o网单路mb+配置

      单cpu单i/o网单路mb+配置参见图3所示。宝二公司的除渣控制系统、化学补给水处理控制系统、凝结水处理控制系统采用这种配置。plc系统采用单机cpu配置，一般分成一本地站和几个远程站，本地站机架上分别装有一块140cps电源模块、一块cpu模块、一块140crp远程通讯处理器及几块i/o模块，远程站组成一块140cps电源模块、一块140cra本地通讯模块和几块i/o模块。

图3 单cpu单i/o网mb+通讯

      程控系统主机采用1台或2台研华工控机，对系统进行实时监控。1台工控机时安装的开发狗，它既是工程师站又是操作站，机组除渣控制系统采用该模式；2台工控机其中一台为运行主控器，另一台为工程师开发机。当一台出现故障时，另一台依然保证运行人员操作，保证系统可靠连续运行，工控机监控软件采用wonderware的intouch软件，plc开发组态软件是modsoft2.6，操作系统是bbbbbbs 98/95，采用modbus plus通讯协议，以rs485电气接口连接plc的控制器cpu卡件，另配打印机组成一个监控系统，作为运行人员监控之用。

      远程站与本地站之间采用与modbus plus相同网络技术，称为分布式i/o通信技术，单介质为单路同轴电缆，即140crp与140cra之间只有一路通讯线。当该通讯线路故障时，控制系统将失去监控功能。所以保证该系统i/o网通信功能显得尤为重要

  2.6门机操作系统
      本机驾驶室装有一套主令操作台，该操作台为联动操作台，驾驶员左边操作台手柄控制变幅和回转，右边操作台手柄控制起升和行走，现具体说明如下：
      ①右操作手柄控制起升和行走，两个动作可分别操作也可联动操作。右操作台面板有电动夹轨器启动和停止按钮、松闸指示、电控系统总接触器合指示灯、起升和行走运行及故障指示等。
      ②左操作手柄控制变幅和回转，左操作台面板前部是力矩限制器，侧面是触摸屏。面板上还装有故障报警指示、回转手闸指示、回转制动按钮、系统急停等，
      整个系统采用施耐德Primium 新型PLC控制，具体见图1所示：

      3．PLC系统
      3．1．Premium新型PLC
      Premium新型PLC是施耐德公司集多年自动化领域的先进经验与技术，开发的unity系列产品。它具有强大的处理能力，该处理器提供*优的扫描周期（能在0.04微秒内执行一条逻辑指令），并采用结构紧凑的模块化设计。只需一根电缆XBUS总线就可扩展框架，X-BUS远程连接电缆*大可达250米，框架内模块离散I/O可达2048点，模拟量可达512点。同时提供了高速计数、准确对位、称重及过程控制专用模块。它内置人机界面接口和多种通讯扩展接口，能实现多种通讯。CPU带两个串口，可以同时连接编程端口和显示单元，便于编程和调试。鉴于以上这些优良性能，因而夹江水工厂MQ1260B高架门座起重机选用了Premium   新型PLC作为中央控制系统（见图2）。

    3．2．PLC硬件系统
      如图1所示，整个PLC控制系统分两大部分：第一部分为司机室PLC控制系统，第二部分为机房PLC控制系统，两大PLC系统通过X-BUS总线进行通讯，以实现司机室所有操作命令通过X-BUS总线传到机房PLC控制系统，通过机房PLC程序处理，再由机房PLC通过DP总线传至各机构控制柜，以实现整机各机构的调速控制。同时各机构的运行状态及故障状态通过DP总线及时反馈至机房PLC系统,由机房PLC系统通过X-BUS总线传到司机室PLC控制系统,再在司机室触摸屏人机界面上显示。司机室PLC系统由电源模块TSX PSY 2600M、处理器TSX P57 204M、2块数字量输入模块 TSX DEY 32D2K、1块数字量输出模块TSX DSY 32T2K  组成，其中CPU为unity系列产品，需在Unity Pro环境下编程。数字量输入模块主要用来接收风速仪和力矩限制器的开关量信号以及联动台的操作命令信号;数字量输出模块主要输出报警和联动台指示信号，以便司机及时地掌握整机各机构的工作状态及故障信息，正确无误地安全操作。机房PLC系统由电源模块TSX PSY 5500M、DP总线模块TSX PBY100、2块数字量输入模块 TSX DEY 64D2K、1块数字量输入模块 TSX DEY 32D2K 、1块数字量输出模块TSX DSY 64T2K 、1块模拟量输入模块TSX AEY 414 组成以完成各机构正确地启动、数字量输入模块主要用来接收各机构运行和故障状态开关量信号 ;数字量输出模块主要输出各机构控制命令，而模拟量输入模块主要用来接收各机构的电流和速度信号。所有这些信号经PLC又可传递给司机室触摸屏，以便司机随时掌握整机的工作状态，也为维修人员捕捉故障信息打下基础。
      3．3．软件开发
      3．3．1 Unity－pro软件

      由于本系统CPU采用了施耐德Premium*新产品unity系列产品，因而该门座机PLC需在Unity Pro环境下编程。Unity Pro是一个功能齐全的编程、调试和运行软件。能在Premium、和Atrium系列产品中使用，并可在PC机上使用PLC模拟器，实现在设计办公室中对程序的测试，完成起动阶段的准备工作。所有调试工具都可在模拟方式下使用。利用实时图形界面，Unity Pro**能强大的图形化工具可用于再现和监视PLC变量的变化。

      3．3．2 PLC程序设计：
      选用施耐德公司的Premium系列PLC，系统送电后，首先检查系统是否准备好（如安全装置有没动作、操作手柄是否在零位等），然后由司机发出操作命令，机房PLC接收命令信号后，由PLC程序完成整个工艺控制过程，并输出相应信号，通过ABB公司变频器ACS800完成各机构的调速运行。