MB80在青溪水电厂的应用可行性分析与规划
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摘要：按照电力行业标准有关控制系统的要求，提出了基于南瑞自动化公司的PLC的工业以太网控制系统，选用南瑞公司mb80系列PLC作为青溪水电厂下位机系统。重点从硬件、组态软件、系统可靠性设计、性价比等方面开展应用探讨。
关键词：PLC MBPro 水电厂
中图分类号：TN919.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0219-01
青溪发电公司装机容量4×36MW，位于广东省东部汀江干流，1993年建成发电，作为广东电网第三大水力发电厂，担负着为广东电网提供可靠的调峰及紧急事故备用电源的重要任务。2002年，青溪发电公司按照“无人值班、少人值守”设计要求，全厂监控系统6套LCU装置引入美国AB公司1756系列PLC，至今超过十年。在使用过程中发现了一些无法克服的缺陷，如：多次下位机PLC CPU无故死机致使机组失去控制；通信模块多次因硬件原因无故掉线；模块故障率较高，备品采购单价高等。另一方面，随着电力行业各项标准的不断提高，下位机单CPU单网的运行配置已经不符合通信可靠性要求，改造的必要性日益凸显。
经过前期多种方案对比和实地调研，南京南瑞集团公司的MB80系列PLC在全国水电厂监控系统应用中占有较大比重。粤电集团长湖和长潭水电厂MB80分别自2006年和2011年投运至今系统稳定，都没有出现过死机现象，模拟量模块只坏过两块，应用效果得到认可。本文从MB80系列的配置、技术特点、性价比等角度，对MB80系列PLC与MBPro组态在青溪水电厂的应用做可行性分析和规划。
1 MB80系列PLC及MBPro组态软件特点满足我公司实际需求
1.1 MB80系列PLC性能完全满足我公司下位机使用需求
（1）主控CPU模件性能高。MB80 CPU722E模件采用符合国际标准IEEE P996.1的嵌入式技术采用64位微处理器，主频300MHz以上；大容量硬盘及内存；软件采用实时多任务的嵌入式操作系统。支持双CPU模件、双以太网、双机热备冗余方案，实时备份数据，可靠性强。（2）I/O模块全部智能化。I/O模件全部智能化，除完成数据采集任务外，能够对采集的数据进行处理，符合我厂环境下稳定运行。（3）开放、标准的通讯网络。提供10M/100M以太网接口，支持Modbus/TCP规约。（4）RS-232/RS-485串口通讯功能。串口通讯模件提供8个标准的RS-232或RS-485通讯接口，每个串口均支持可编程方式。（5）现场总线网络。内部通讯采用安全可靠的CANbus现场总线，通讯速率快、抗干扰能力强且易于扩展。由以上配置可灵活选择双机双网系统、单机双网系统或单机单网系统。
1.2 MBPro组态软件性能便捷，有利于我公司维护人员掌握
（1）传统梯形图与流程图相结合编程方式，更利于维护人员掌握；（2）全汉化的梯形图设计，可视化流程图编程，便于调试；（3）可根据需要中止或重新开始流程，查错等实用功能；（4）数据库查询功能等比较先进。
2 青溪发电公司下位机系统的规划
2.1 根据DLT5065-2009《水力发电厂计算机监控系统设计规范》有关设计要求
青溪水电厂计划采用MB80为核心控制平台的SJ600型现地控制装置。LCU主要由由智能CPU、智能开关量输入输出模件、温度量输入模件、模拟量输入模件、智能通讯模件组成，并通过两台交换机分A、B双网运行。
2.2 双机双网MB80 CPU722E配置
为满足广东中调对各直调厂通信信号的严格要求，解决现用AB PLC存在的无故死机问题，拟采用双机双网的CPU模件MB80 CPU722E构成CPU冗余系统。2个CPU模件1个为主机运行，1个为从机运行，2个CPU模件通过高速内部总线实时备份数据。主CPU完成梯形的执行，并且向从CPU实时备份数据。当主CPU模件出现故障时，从CPU能够自动升为主机运行，保证系统运行不受影响。
2.3 选用串口通讯模块MB80 CPM618E
选用是因为其能独立完成串口通讯任务，与CPU仅完成数据交换且单独使用一路CAN网，不占用CPU资源，与I/O模块CAN网分离；另外8个RS一232/RS一485口，能够根据实际需要与配置智能设备通讯。在此次规划当中，串口l、2、3、4分别与保护、调速器、励磁通讯；使得PLC可以通过CPM418的各个串口获取各个装置的数据信息，也可以对相关装置发控制命令。针对水电厂被控制对象分散的特点采用串口通讯方式将分散在现场的智能I/O、智能控制器连成一体，提高了系统的自治性和可靠性。
2.4 全智能I/O模件配置，方便维护与故障排查
SOE模块每个测点都具有SOE事件顺序记录功能，输入信号发生变位时能自动把变位信息及动作时间送至CPU，事件分辩率l ms。全部输入模件均采用端配板，端配板与模件之间使用专用连接电缆，使连接更可靠，空间利用合理，降低了配线工作难度，方便维护及查找故障。
2.5 PLC软件设计
系统软件设计主要满足数据处理、上位机及智能设备的通讯和水轮机组及其辅助设备的控制两大功能，可以用PLC传统语言梯形图和MBPro编程软件的流程编程解决了这一需求。[1]
2.6 性价比高
应用效果方面，南京南瑞集团公司的MB80系列PLC在国内几十个水电厂都有应用，使用效果得到高度认可；价格方面，由于全国产化，单块模件价格比进口的便宜至少一半，性价比方面非常有竞争力。
3 结语
MB80系列PLC与MBPro组态完全满足青溪水电厂的监控系统改造要求，设计安全适用、技术先进、经济合理。我公司已完成相关改造技术方案和软硬件配置选购，计划于2013年10月至2014年底完成全厂监控系统改造更换。
参考文献
[1]国电自动化研究院自动控制研究所.MBPro编程软件使用手册.南京，2004-9.