MB80控制器在丹江口水电厂的应用

刘端勤 杨文宇

摘 要：丹江口水电厂监控现地控制单元原采用南瑞MB1000为基础的SJ-600型智能分布式现地控制装置，现采用南瑞MB80为基础的监控现地控制单元对6号机LCU进行更新改造。文中主要介绍了丹江口水电厂下位机改造后的配置及功能，改造的过程和获得的经验。目前新的6号机组监控下位机系统已稳定运行了一年，MB80 PLC在丹江口水电厂6号机的首次成功应用为我厂全面开展监控系统下位机改造工作积累了宝贵经验。

关键词：丹江口水电厂 计算机监控系统 现地控制单元 MB80

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0091-02

丹江口水力发电厂的监控下位机系统原采用以南瑞公司MB1000为基础的SJ-600型智能分布式现地控制单元LCU。随着计算机技术的飞速发展，对监控系统理论的不断完善，使得维护工作和功能需求不断增加，原下位机系统已不能满足电厂安全稳定运行的需要，主要存在以下不足。

（1）现地工控机长期运行，设备老化花屏，严重影响设备的现地监视和控制功能。

（2）CCU模件严重老化，近年来故障率上升明显，备品严重不足。

（3）LCU与外围设备采用的串口通信模式，经常出现通信故障的现象，严重影响现地信号的实时采集。

（4）电源和控制权切换回路设计在一起，维护和检修难度都大大增加，近年来时常出现控制权切换无效的现象。

（5）交流采样回路的设计不够完善，无冗余措施，一旦出现问题将严重影响机组的功率调节功能。

因此，原监控下位机系统已不能满足对我厂机电设备进行安全监控的要求，厂部决定在南水北调六号机增容改造工程中对6号机的监控下位机系统进行更新改造。

1 新6号机组下位机监控系统结构

改造后6号机组下位机监控系统由2面机组LCU屏、1面顺控屏和1面测温屏组成，如图1所示。

1.1 LCU屏

下位机LCU主要采用南瑞自主研发的智能可编程控制器MB80系列模件。配备4块32点DI输入模件；3块32点SOE量输入模件；3块16点模拟量输入模件；3块32点开关量输出模件；2块CPM通信模件。系统配置双机四网热备系统，所有I/O模块采用与CPU同系列产品，所有模块支持带电热插拔功能。

1.2 机组顺控屏

顺控屏采用南瑞自主研发的MB40可编程控制器构成机组事故停机和紧急停机的装置，能在机组各类事故情况下，作为现地LCU的后备与LCU同时启动自动停机流程，保证了机组事故停机的可靠执行。

1.3 机组测温屏

测温屏采用3块测温模件，对机组各有关部位温度进行连续监视，并将测温故障信号和测温事故信号送入机组监控屏实现机组温度故障和事故控制。

2 新6号机组下位机的功能

改造后6号机组下位机现地控制单元主要有以下功能。

2.1 数据的采集和处理

通过I/O模件的数据采集、通信模件的通信驱动运行，所以数据均送至CPU模件；一些数据需要加工处理也在CPU里完成。

2.2 控制与调节

机组的启停、事故处理、PID运算，机组状态变换流程均运行在PLC内，上位机及触摸屏把控制令发送至PLC，经解析、合法性判断后执行相应流程。

2.3 显示监视

通过触摸屏可以监视本台机组的运行工况，根据需要，也可扩展监视其他远程节点状态。

2.4 信号报警

触摸屏画面的光字及历史记录起到报警提示作用。

2.5 通信

外部设备采集的数据通过八串口通信模件送至CPM通信模件；通信模件完成与威盛表、交流采样、温度巡检测量装置等通信并将采集到的信息上送至上位机系统。

2.6 自诊断功能

系统能检测出CPU自身故障、I/O故障、接口模件故障、通信控制模件故障、电源模件故障，各模件均可把自身故障作为开关量送出。

3 改造过程分享

6号机作为丹江电厂首台改造的监控下位机系统，克服了许多困难，也取得了一些改造经验。改造过程主要可分为三个步骤。

3.1 施工前的准备

3.1.1 收集资料

（1）老监控的安装原理图、配线表及电缆清册的收集整理。

（2）现场旧盘拆除查线，确定保留的电缆。

（3）重要回路及PT/CT回路的查线。

3.1.2 整理资料

（1）编写改造施工方案，编制新监控电缆清册。

（2）根据保留电缆的情况排布开入/开出点表。

（3）绘制特殊回路及重要回路接线原理图。

3.1.3 流程修订

（1）对比老流程审议厂家提供的新监控流程。确保流程的功能的完整性和逻辑正确性。

（2）完成设备出厂验收检验工作，对新监控的元件布置和端子排布提出建议。

3.2 改造安装施工

3.2.1 新盘查线

（1）新盘进场后，对照发货清单做好开箱验收工作。

（2）检查盘体无破损，盘内元件无损坏无松动。

（3）对照出厂图纸对新监控盘内接线进行检查。

3.2.2 安装接线

（1）完成盘体安装工作。

（2）敷设电缆。

（3）按先盘间后外围、先弱点后强电、先旧后新、先短后长的原则完成电缆接线工作。

3.2.3 接线检查

（1）检查电源电缆极性。

（2）检查PT/CT回路接线正确作导通实验。

（3）检查开出端子公共端短接线。

3.3 现场调试

3.3.1 通电

（1）检查监控电源回路对地绝缘合格，无短路。

（2）检查无强电串入PT/CT回路和其它设备的可能。

（3）检查监控不会开出动作现场执行设备。

（4）新盘送电后，检查各元件工作情况正常。

3.3.2 信号传动试验

（1）从信号源头对监控开入信号到触摸屏和水机/监控。

（2）从监控盘对开入信号到中控室，检查语音光字和简报。

（3）强制开出动作继电器检查外围执行设备动作正确。

（4）检查模拟量和综合判断量正确。

3.3.3 无水试验

（1）检查监控现地、远方开停机流程。

（2）检查监控事故停机流程。

（3）检查水机保护盘事故停机流程。

（4）检查开关同期合、实验合、无压合流程。

4 结语

MB80 PLC的各项性能满足水电厂自动化的要求，且该系统维护简便，同时也为水电厂的运行、维护减少了工作量及生产成本，为丹江口水电厂实现“无人值班、少人值守”提供了技术基础。目前新的6号机组监控下位机系统已稳定运行了一年，MB80 PLC在丹江口水电厂6号机的首次成功应用为我厂全面开展监控系统下位机改造工作积累了宝贵经验。

参考文献

[1] 南瑞集团公司.MB80系列智能可编程控制器技术手册[Z].