EGD方式在水电厂公用设备通讯与控制中的应用

李 力

国网新源河南天池抽水蓄能有限公司筹建处，河南 南阳 473000

1 公用设备与主机通讯与控制方式的选择

黄龙滩水电厂机组公用设备包括：检修、渗漏水泵、高压机、低压机。它们均有各自相对独立的控制系统，同时监控系统又需要同这些设备间建立通讯并且能够对其进行远方监控和控制。如果采用传统的方法有两种方式：1）采用硬接线的方法将各个公用设备的开入量和开出量、模拟量接入监控系统，通过硬接线来实现和公用设备之间的通讯与控制；2）采用串口通讯的方法，用RS232或者RS485的接口方式，根据两端的规约编写相应的通讯控制程序来实现通讯与控制。采用前一种方式需要布设大量的硬接线，不仅增加了施工难度，同时由于接线较多而且复杂，给正常的运行带来很大的故障隐患，也不便于日常消缺和维护；后一种方式虽然简化了接线，但是需要监控系统厂家和公用设备厂家之间协调沟通，在设备两端形成统一的通讯规约方可实现监控与通讯。并且串口通讯受传输距离较近，易受外界信号、磁场干扰，传输速率有限等因素制约，使其只适合在较近距离内进行监控与通讯。由此可见实现监控系统对公用设备的监控与通讯硬接线和串口通讯两种方式均存在很大的弊端。黄龙滩水电厂在公用设备控制PLC的选型上考虑到方便日后运行、维护管理，均采用了与监控系统主机PLC统一的GE系列PLC，这给我们提供了一种更加快捷和可靠的方法——EGD（Ethernet Global Data）通讯方式来实现监控系统与公用设备间的监控与通讯。

2 EGD通讯的网络组成

图1

EGD协议由：应用层 （EGD)、 主机到主机间的传输层（TCP）、网际层（IP）、 网络介质访问（IEEE 802.3）构成。黄龙滩水电厂监控系统主机采用GE PAC SYSTEMS RX7I系列PLC，公用设备均采用GE Versamax IC200CPUE05系列PLC.GE公司这两个系列PLC均支持EGD通讯方式。由于主机PLC与各公用设备PLC之间距离均较远，超过100m，于是采用光纤连接，通过光纤收发器转RJ45接口的方法建立起主机与公用设备之间的物理连接，其网络构成如图1所示。

3 PLC硬件组态及配置方法

监控主机PLC采用GE PAC SYSTEMS RX7I系列PLC，CPU采用高性能的PentiumⅢ处理器（700HZ），内嵌10M/100M自适应高速以太网卡，采用标准的RJ45接口，方便连接。公用设备PLC采用GE Versamax IC200CPUE05系列PLC,同样配备10M/100M自适应高速以太网卡，采用标准的RJ45接口.监控主机与公用设备PLC的配置及组态主要包括以下几个步骤：

1）配置临时IP地址

为了建立笔记本电脑与PLC之间的初始通信，首先需要给PLC分配一个临时IP地址。当连接建立以后，实际IP地址可以通过笔记本下载到PLC的CPU模块中具体方法如下：在GE Cimplicity编程软件中打开监控主机PLC程序模块，右键单击target名称，选择offline commands，然后选择Set Temporary IP Address。在Set Temporary IP Address对话框中，参照模块上的标识正确的填写MAC Address（此地址在CPU模块的标记上有标明），并选择适当的临时IP地址。设置完毕后，单击Set IP按钮，大约2分钟后，会弹出设置完成或错误的提示框。 在进行临时IP地址设置时，请注意以下几点：

（1）在设置前，要保证ME和PLC的物理层连通，即双方网口的link灯为绿色；

（2）临时IP地址同PC的IP地址要有相同的网段，并且地址在该网段上唯一。 采用相同的步骤，对公用设备PLC 进行临时地址配置。其IP地址与监控主机PLC配置的IP地址在同一地址段内。

2）配置以太网接口模块

（1）单击展开PACSystems Target的Hardware Configuration，以及main rack；

（2）右键单击PLC以太网接口模块所在的slot，并选择Add Module；

（3）在弹出的框内选择Communication选项，选择与PLC以太网接口模块相对应的型号。 双击该模块型号，对其进行如下设置：IP Address配置为之前约定好的IP地址，必须保证互联PLC的IP地址在同一地址段内且不能相同；Subnet Mask按默认设置为255.255.255.0；Gateway IP Address 按照默认设置为0.0.0.0；Status Address设置为%I00001。

3）配置EGD接受和发送

EGD数据是由一台PLC周期性地发送给另一台（组）PLC的。在该CPU的硬件组态中，选择通讯模式为EGD，即以太网全局数据结构定义，在Ethernet Globe Date设置对话框内，“produced exchanged”中的“IP Address”设置为各公用设备PLC的IP地址，表示该PLC站后续“Add”中的“reference”地址的存储器内容将发送到公用设备PLC中的对应存储器去，同样将主站PLC配置的“consumed exchange”中的“IP Address”也设置为公用设备PLC的IP地址，表示该PLC站后续“Add”中的“reference”地址的存储器内容是从各公用设备PLC中对应存储器传送来而得到。对应于公用设备PLC中的配置，也应将“produced exchanged”和“consumed exchange”中的“IP Address”设置为主站PLC的IP地址，即主站PLC发送的数据是到公用设备各PLC分站的，而分站发送的数据是送给主站PLC的。为保证传输中两边定义的数据能一一对应，2个站采用同样的存储地址。2个通讯模块中“produced exchanged”和“consumed exchange”中还需要各定义2个寄存器用于存放通讯状态，需要时可读取该状态字了解主站PLC与公用VERSAMAX之间的通讯故障原因。

配置好后，在分站中产生的信号变化，在主站中立即可以看到，同样，主站PLC控制各公用设备的输出信号送到该PLC通讯的存储区，在分站中立即可以看到输出的变化，两者形成一一对应的镜像关系。

4 结论

黄龙滩水电厂采用EGD通讯方式取代原有的硬接线和串口方式来实现监控系统与公用设备之间的通讯与控制是一个新的尝试，实际应用中取得了很好的效果。整个监控与通讯过程的实现从布线、组网到软件的组态都较传统方法更为快捷和便利，不仅缩短了工期而且增加的系统稳定性和可靠性。

[1]许正亚电力系统自动装置[M].北京：水利电力出版社，1992.

[2]邱公伟可编程控制器网络通信及应用[M].清华大学出版社，2001-03-01.

[3]GE PAC SystemsTM PLC技术说明.