MB80控制器在丹江口水電廠的應用

劉端勤 楊文宇

摘 要：丹江口水電廠監控現地控制單元原采用南瑞MB1000為基礎的SJ-600型智能分布式現地控制裝置，現采用南瑞MB80為基礎的監控現地控制單元對6號機LCU進行更新改造。文中主要介紹了丹江口水電廠下位機改造后的配置及功能，改造的過程和獲得的經驗。目前新的6號機組監控下位機系統已穩定運行了一年，MB80 PLC在丹江口水電廠6號機的首次成功應用為我廠全面開展監控系統下位機改造工作積累了寶貴經驗。

關鍵詞：丹江口水電廠 計算機監控系統 現地控制單元 MB80

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0091-02

丹江口水力發電廠的監控下位機系統原采用以南瑞公司MB1000為基礎的SJ-600型智能分布式現地控制單元LCU。隨著計算機技術的飛速發展，對監控系統理論的不斷完善，使得維護工作和功能需求不斷增加，原下位機系統已不能滿足電廠安全穩定運行的需要，主要存在以下不足。

（1）現地工控機長期運行，設備老化花屏，嚴重影響設備的現地監視和控制功能。

（2）CCU模件嚴重老化，近年來故障率上升明顯，備品嚴重不足。

（3）LCU與外圍設備采用的串口通信模式，經常出現通信故障的現象，嚴重影響現地信號的實時采集。

（4）電源和控制權切換回路設計在一起，維護和檢修難度都大大增加，近年來時常出現控制權切換無效的現象。

（5）交流采樣回路的設計不夠完善，無冗余措施，一旦出現問題將嚴重影響機組的功率調節功能。

因此，原監控下位機系統已不能滿足對我廠機電設備進行安全監控的要求，廠部決定在南水北調六號機增容改造工程中對6號機的監控下位機系統進行更新改造。

1 新6號機組下位機監控系統結構

改造后6號機組下位機監控系統由2面機組LCU屏、1面順控屏和1面測溫屏組成，如圖1所示。

1.1 LCU屏

下位機LCU主要采用南瑞自主研發的智能可編程控制器MB80系列模件。配備4塊32點DI輸入模件；3塊32點SOE量輸入模件；3塊16點模擬量輸入模件；3塊32點開關量輸出模件；2塊CPM通信模件。系統配置雙機四網熱備系統，所有I/O模塊采用與CPU同系列產品，所有模塊支持帶電熱插拔功能。

1.2 機組順控屏

順控屏采用南瑞自主研發的MB40可編程控制器構成機組事故停機和緊急停機的裝置，能在機組各類事故情況下，作為現地LCU的后備與LCU同時啟動自動停機流程，保證了機組事故停機的可靠執行。

1.3 機組測溫屏

測溫屏采用3塊測溫模件，對機組各有關部位溫度進行連續監視，并將測溫故障信號和測溫事故信號送入機組監控屏實現機組溫度故障和事故控制。

2 新6號機組下位機的功能

改造后6號機組下位機現地控制單元主要有以下功能。

2.1 數據的采集和處理

通過I/O模件的數據采集、通信模件的通信驅動運行，所以數據均送至CPU模件；一些數據需要加工處理也在CPU里完成。

2.2 控制與調節

機組的啟停、事故處理、PID運算，機組狀態變換流程均運行在PLC內，上位機及觸摸屏把控制令發送至PLC，經解析、合法性判斷后執行相應流程。

2.3 顯示監視

通過觸摸屏可以監視本臺機組的運行工況，根據需要，也可擴展監視其他遠程節點狀態。

2.4 信號報警

觸摸屏畫面的光字及歷史記錄起到報警提示作用。

2.5 通信

外部設備采集的數據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、溫度巡檢測量裝置等通信并將采集到的信息上送至上位機系統。

2.6 自診斷功能

系統能檢測出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量送出。

3 改造過程分享

6號機作為丹江電廠首臺改造的監控下位機系統，克服了許多困難，也取得了一些改造經驗。改造過程主要可分為三個步驟。

3.1 施工前的準備

3.1.1 收集資料

（1）老監控的安裝原理圖、配線表及電纜清冊的收集整理。

（2）現場舊盤拆除查線，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，編制新監控電纜清冊。

（2）根據保留電纜的情況排布開入/開出點表。

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

（2）完成設備出廠驗收檢驗工作，對新監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）新盤進場后，對照發貨清單做好開箱驗收工作。

（2）檢查盤體無破損，盤內元件無損壞無松動。

（3）對照出廠圖紙對新監控盤內接線進行檢查。

3.2.2 安裝接線

（1）完成盤體安裝工作。

（2）敷設電纜。

（3）按先盤間后外圍、先弱點后強電、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回路接線正確作導通實驗。

（3）檢查開出端子公共端短接線。

3.3 現場調試

3.3.1 通電

（1）檢查監控電源回路對地絕緣合格，無短路。

（2）檢查無強電串入PT/CT回路和其它設備的可能。

（3）檢查監控不會開出動作現場執行設備。

（4）新盤送電后，檢查各元件工作情況正常。

3.3.2 信號傳動試驗

（1）從信號源頭對監控開入信號到觸摸屏和水機/監控。

（2）從監控盤對開入信號到中控室，檢查語音光字和簡報。

（3）強制開出動作繼電器檢查外圍執行設備動作正確。

（4）檢查模擬量和綜合判斷量正確。

3.3.3 無水試驗

（1）檢查監控現地、遠方開停機流程。

（2）檢查監控事故停機流程。

（3）檢查水機保護盤事故停機流程。

（4）檢查開關同期合、實驗合、無壓合流程。

4 結語

MB80 PLC的各項性能滿足水電廠自動化的要求，且該系統維護簡便，同時也為水電廠的運行、維護減少了工作量及生產成本，為丹江口水電廠實現“無人值班、少人值守”提供了技術基礎。目前新的6號機組監控下位機系統已穩定運行了一年，MB80 PLC在丹江口水電廠6號機的首次成功應用為我廠全面開展監控系統下位機改造工作積累了寶貴經驗。

參考文獻

[1] 南瑞集團公司.MB80系列智能可編程控制器技術手冊[Z].