涌溪水电厂PLC直接上网结构下智能设备接入

　1、概况

　　涌溪三级和东固机组位于同个厂房，涌溪三级装机2×20MW，东固装机1×12MW，涌溪四级装机2×11MW，电站按“无人值班”(少人值守)原则设计。现在用的是水科院H9000计算机监控系统，分成现地控制层、厂站控制层、梯调控制层，系统最早投入运行的已10年。H9000计算机监控系统采用分布式结构，将现地控制层依据现场设备分成一个一个单元，每个单元建立相对独立LCU，目前智能设备的通讯采用扩展串口接至工控机。

　　2.涌溪水电厂现有LCU结构及改进的必要性

　　涌溪水电厂现在使用的LCU结构是以工控机为网络接口的，主要由工控机、PLC可编程控制器、自动准同期装置、转速装置、温度巡检、交流采样装置、电源等附件组成。工控机作为计算机监控系统内部网上的一个结点，各种数据经过工控机送到网上各个结点，控制命令经工控机下达到控制器等设备。因此工控机的可靠性显得非常重要。虽然工控机是工控产品，但由于它的风扇、硬盘驱动器、软驱等旋转部件的存在，可靠性就有所降低，而且各部件现已老化，现在备品备件也难以购买。针对这种情况，涌溪水电厂考虑对监控系统进行技术改造，应用PLC的直接上网模式，取消原有的工控机，现场增加一台触摸屏以方便现地查看与操作。

　　3.PLC直接上网的结构模式下智能设备接入方式探讨

　　采用PLC直接上网的结构，必须妥善解决PLC直接上网后智能设备的接入问题。采用直接上网的结构，坚持分层分布(单元)式的结构原则，就是要达到与LCU有关的各种数据采集和控制都必须由LCU来实现的目标。LCU需要与一定数量的智能设备进行通讯。在有工控机结构的LCU结构中，通讯实现是比较容易的，通讯的方式也比较灵活。

　　但在采用PLC直接上网的结构后，就必须考虑各种PLC产品特性对接入LCU智能设备的影响。PLC与工控机相比，通讯接口少，方式比较少。

　　LCU智能设备接入问题，解决的总的方法有两种，一种是直接或经转换接入PLC，另一种是直接接入以太网。由于各种PLC产品分别产于不同的公司，它们的特性也各不相同，因此实现智能设备接人PLC的方法有多种多样。在比较国外主要PLC产品特性基础上，在满足分层分布(单元)式的结构原则前提条件下，对智能设备接人LCU的方法进行分析对比，从它们的特性中，力图找出共性的方法，侧重于通讯速率、实现方式、是否需要编程、接入智能设备的数量、是否易于维护等方面。

　　3.1直接接入PLC

　　每种PLC CPU上的串口或一般通讯模块的串口所支持的普遍方式是从(Slave)方式，即使它支持主(Master)方式，相应通讯协议也是专有协议，不是开放的协议。对于一些PLC如GE90系列PLC，它有一种模块该模块通讯方式为主方式。可以使用不同通讯协议编程，与智能设备通讯，这是解决方法之一。

这种方法智能设备与PLC的数据交换的速率是串口的速率，智能设备采集的数据可以在PLC控制流程中使用。设备通讯协议一致且数量不多时，比较适合这种方式。因为智能设备多，总的通讯速度就会较慢，通讯协议不一致，就会占用该模块较多内存。

　　3.2通过现场总线直接接入PLC

　　对于部分PLC，一些智能设备可以通过现场总线直接接入PLC。这种方式较好，因为现场总线的方式，其可靠性、速率与直接插入PLC机箱的模块是相同的，而且接入的地点比较灵活，距离可以比较远。这种方式不需要编程。可以介入较多设备，非常方便，是一种很好的方法。参见结构图一。

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