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厦门卡库电气有限公司

严小姐

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热工保护系统改造的设计思想 　　系统设计的出发点是提供可靠、高效的产品，有效地提高火力发电厂热工保护系统的控制水平，给发电机组的安全、经济运行提供保障，同时实现减员增效的目的。 　　由于微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC已发展成为新一代工业控制机。它具有编程组态方便、硬件配置灵活、高可靠性和适应工业恶劣环境等优点，已经越来越多的被应用于各个工业控制领域。 　　新系统采用“上位机+PLC”方式，应用计算机通讯技术和PLC控制技术，对多个输入输出信号实现动态实时监控，具有输入输出信号状态显示、保护动作记录、报表打印、保护联锁试验等功能。 　　4 可编程控制器（PLC）的特点 　　4.1 功能丰富 　　PLC具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件，可以进行各种逻辑问题处理以及数据的运算。 　　PLC不仅能完成复杂的控制逻辑，而且也能实现模拟量控制和智能控制；并能实现远程通讯、计算机联网及上位机监控等功能。 　　4.2 编程方便 　　PLC是为取代传统的继电器控制逻辑而设计的，它沿用了继电器原理图或梯形图的编程方法，包含有触点、连线和线圈等概念。PLC一般采用梯形图编程，可由非计算机专业人员在使用现场完成，程序可以在线修改。 　　4.3 系列化与标准化程度高 　　PLC在结构、形式、编程语言、通讯等方面大同小异，且各种PLC产品均形成了适用于不同控制要求的系列产品。因此，PLC应用于发电厂的控制系统将使系统的设计及硬件配置更为经济合理。 　　4.4 开放的通讯功能 　　PLC既具有各PLC之间的协议通讯接口，也具有多种的通讯方式，如:RS232接口方式硬件成本低，经济性好，目前较常用，但传送距离短、速率低；RS485接口方式克服了RS232的一些缺点，传送距离大（可达1.2Km）； CAN方式接口传送速度快，1～2M/S，传送距离可达1.0Km，误码率低； 以态通讯方式传送速度非常快（10Mbit/S），同时可以实现超远距离的传输，只是硬件和传送介质的成本略高，用户组成大型控制系统时，可根据外围设备进行方便的选择。

     PLC的选择 　　根据保护系统所需要的输入输出点数、节点容量、系统功能等的要求，采用欧姆龙公司的SYSMAC C200HG PLC对保护系统进行改造，C200HG-CPU63的各项性能指标如下表所示: 　　项目 功能 　　存储器 用户存储器（UM） 15.2K字 　　普通DM 6.144字（DM0000-DM6143） 　　固定DM 512字（DM6144-DM6655） 　　扩展DM 0-3000字（DM7000-DM9999） 　　扩展DM存储器（EM） 6.144字（EM0000-EM6143） 　　I/O分配 扩展机架 3个机架 　　I/O单元 单元号0-9，A-F 　　特殊I/O单元 单元号0-9，A-F 　　指令执行时间 基本指令 0.156μs 　　MOV（21） 0.625μs 　　ADD（30） 16.65μs 　　I/O刷新时间 0.7ms 　　通讯方式 RS232C端口 　　时钟功能 具备时钟功能 　　5 改造后热工保护系统的主要构成 　　改造后的保护系统主要由PLC控制器和上位计算机两大部分组成，通过RS232电缆通讯。 　　C200HG PLC控制器配置包括CPU机架和扩展机架， CPU机架由四部分组成:CPU底板、C200HG CPU、电源单元、I/O单元。扩展机架由三部分组成:扩展底板、电源单元、扩展I/O单元。改造后的保护系统结构示意图如下: 　　6 PLC与上位机的串行通讯 　　PLC接收上位机发送过来的开启、停止信号，通过梯形图编制的逻辑回路来控制相应的输出点，从而实现对外部设备和装置的控制。PLC与上位机采用串行通讯格式，ASCII码，7位数据位，2位停止位，奇偶校验位，通讯速率为9600bit/s。通讯连线方式如下图2所示: 　　7 改造后的热工保护系统特点 　　a 系统结构简单可靠，组件式插接，便于安装维护。I/O模件卡件式设计，可灵活、方便的进行扩充。 　　b 保护系统采用双电源供电，确保了系统稳定、连续的工作。 　　c 对PLC采用梯形图的组态编程方式，可方便的进行组态、监视和修改。通过梯形图编程可实现相应的保护联锁功能和在线编辑，系统工作安全可靠。 　　d 采用上位机监控，可实现报表打印、报警查询、状态监视、保护联锁试验记录等多种功能。 　　e 对输入信号状态进行记录，确认其动作或恢复的时间，给事故分析提供准确的依据。