施耐德Premium系列PLC中定位变量与非定位变量的使用探讨

裴红州　张军辉

【摘 要】施耐德Premium系列PLC在我国自动化行业的使用十分广泛，明确定位变量和非定位变量的使用范围对控制系统的安全稳定运行至关重要。本文通过对施耐德Premium系列PLC中定位变量与非定位变量的分析，结合其在糯扎渡电厂机组技术供水控制系统中的应用，提出了关于定位变量和非定位变量的使用范围以供参考。

【关键词】PLC；定位变量；非定位变量

0.引言

糯扎渡水电站位于云南省思茅县与澜沧县交界处的澜沧江下游干流上，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第五级。糯扎渡水电站是澜沧江上一个以发电为主，同时兼顾防洪、改善下游航运、渔业、旅游和环保作用并对下游电站起补偿作用的特大型水电工程，水库具有多年调节能力。

糯扎渡水电站为地下厂房，电站装机容量5850MW，装机9台，单机容量650MW。电站以500kV电压等级接入电力系统，在系统中担任调峰、调频和事故备用。电站按无人值班（少人值守）设计。

机组技术供水中的冷却水对电站机组的安全运行起着至关重要的作用，冷却水运行不正常，会造成机组温度升高，报警、甚至事故停机。在机组运行的3个月内，出现3次因机组技术供水控制系统参数丢失导致机组技术供水冷却水中断。因此，提高控制系统的可靠性刻不容缓。

1.机组技术供水系统配置及控制要求

1.1系统配置

糯扎渡电厂机组技术供水采用单元供水方式，全厂共配置9套机组技术供水控制系统，每台机组1套，每套设有2台水泵。机组技术供水控制系统设有1块控制盘和2块启动盘，每套机组技术供水控制系统使用施耐德Premium系列PLC作为核心控制元件。

1.2控制要求

（1）机组技术供水采用单元供水方式，设有水泵供水和顶盖取水两种供水方式。

（2）水泵供水设有两路，均取自尾水管，两路取水分别经供水泵、自动滤水器后向机组供水。顶盖取水通过电动三通阀切换实现向机组供水或向尾水排水。

（3）顶盖取水总管上设有一个压力变送器，用于监视顶盖取水压力，在顶盖取水管路上设有安全阀，若出现水压过高，安全阀自动打开排水并报警。

（4）每台机技术供水总管上装有一个电磁流量计和一个压力变送器，用于监视和控制，供水总管上装有一个温度变送器。

（5）流量信号和压力信号、温度信号除参与水泵控制和现地显示。

（6）顶盖取水方式需在电站机组投产后进行试验，若试验成功，则将顶盖取水作为主供水方式，另外两路水泵供水作为备用水源。若顶盖取水不成功，则两路水泵供水设为一主、一备，且互为备用。

（7）冷却水系统设有反冲功能，反冲时现地手动、远方手动或自动控制电动四通切换阀，实现进出水的换向。反冲完成后恢复正向供水。

（8）机组开机时，以顶盖取水作为主供水源时，开机前确认电动三通阀位置，若在供水位置，可发开机指令，根据冷却水出水管路上的流量开关是否有水流进行判断，若有水流则继续开机流程。以一路水泵供水作为主供水源时，开机前发送信号启动主供水源上的水泵，判断冷却水出水管路上的流量传感器水流信号再发开机指令。

（9）当以顶盖取水作为主水源时，三通阀处于供水位置，若供水总管上的压力变送器发出压力过低信号时，启动水泵供水方式的一路水泵并报警，同时将顶盖取水管路上的三通切换阀自动切换至排水位置。当以一路水泵供水作为主水源时，若供水总管上的压力变送器发出压力过低信号时，自动启动备用水泵供水管路上的水泵并报警，三通阀处于排水位置。

（10）机组停机时，先发停机指令，机组停止运转后再自动关闭开启的水泵，从而切断机组技术供水。顶盖取水方式时，无阀门启闭操作。

2.PLC硬件配置及重要控制逻辑

2.1硬件配置

2.2重要控制逻辑

定位变量：DI[43]（%M43）三通阀远控方式

定位变量：DI[50]（%M50）导叶空载态以下

定位变量：DI[58]（%M58）顶盖取水方式

定位变量：DI[59]（%M59）水泵供水方式

非定位变量：KJL：开机令

非定位变量：TJL：停机令

非定位变量：Start_Pump_Num：系统需要启动水泵台数

非定位变量：Pump_Running_Num：当前运行水泵台数

非定位变量：Start_Pump：启动水泵流程

非定位变量：Stop_Pump：停止水泵流程

3.原因分析

3.1故障前技术供水运行方式

1号供水泵控制方式在“自动”位，2号水泵控制方式在“自动”位，监控系统发出机组自动开机令，启动开机流程，流程启动机组技术供水。

3.2故障现象

现场 2号供水泵运行时间为5天，达到时间切换条件，机组技术供水控制系统停止2号供水泵，延时5s启动 1号供水泵。2号供水泵正常停止，1号供水泵未自动启动，1、2号供水泵切换失败。

3.3原因分析

（A）运行人员现地检查未发现异常报警，随后点击触摸屏“手动启泵”软按钮，1号泵未自动运行，手动启动 1 号泵运行正常。

结论：手动启动1号供水泵硬回路正常。

（B）使用调试机连接控制系统PLC，通过动态数据表监视非定位变量Start_Pump_Num，参数为0。

结论：Start_Pump_Num参数丢失（机组技术供水控制系统未接到停止命令之前，该参数应保持为1）。

（C）查阅施耐德Unity pro编程手册，确认定位变量与非定位变量使用注意事项。

结论：非定位变量，不带硬件地址的标签名称，不能周期设定，适合存储临时数值或逻辑运算的中间结果，如果在项目中需要周期设定变量，使用定位变量；定位变量，带硬件地址的标签名称 （静态 RAM），适合存储重要参数。

3.4结论

在未发停机令的工况下，系统需要启动水泵台数Start_Pump_Num须长期保持为1，实际值为0，参数丢失，且程序中Start_Pump_Num为非定位变量。根据施耐德Unity pro编程手册中关于定位变量与非定位变量使用注意事项，将Start_Pump_Num由非定位变量改为定位变量，即对该参数明确地址。

4.整改措施

通过查看程序中未使用的数据存储区，确定对Start_Pump_Num赋予地址为%MW200，数据类型：INT。

5.结束语

糯扎渡电厂机组技术供水控制程序自2012年10月20日改造、调试完毕，正式投入使用近一年来，机组技术供水系统运行稳定，未发生因参数丢失导致1、2号供水泵自动切换失败而影响机组安全稳定运行的不安全事件。真正找到了导致该系统运行不稳定的根本原因，提高了水轮发电机安全稳定运行系数。同时，也真正掌握了施耐德Premium系列PLC中定位变量与非定位变量的使用范围，为降低广大施耐德Premium系列PLC用户安全风险奠定坚实基础。 [科]

【参考文献】

[1]UnityPremium&Atrium;硬件参考手册.

[2]UnityPro编程手册.