呼和浩特西门子授权代理商触摸屏供应商

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1 引言
“Moldmaster Molding Line”是圣戈班(马鞍山)铸管有限公司建设的一条连铸生产线。该项目位于安徽省马鞍山市慈湖地区，项目总投资额数亿。主要包括连铸系统、供砂系统、干砂系统、精加工系统等。其中系统为本工程的部分，直接决定该工程项目的成功与否。
该项目总承包由荷兰GEMCO公司承建，安装由中机四建实施。自控系统共有三大部分，分别为连铸系统、供砂系统、干砂系统。其中供砂系统由GEMCO公司负责集成实施，其余两个系统由上海海得控制系统有限公司南京分公司负责集成实施。本文主要介绍连铸(Moldmaster)系统部分。

2 工艺描述
Moldmaster生产线共包括十个子系统，如图1所示。

图1 Moldmaster生产线

(1) Moldmaster，完成模型的换和模箱的制作系统，可以同时处理A/B两种不同的模型;
(2) Rollover，主要完成模箱的反转，为合模系统做好准备;
(3) Walking beam，模箱的传输系统;
(4) Mold closing，合箱系统;
(5) Mold placing，模箱的搬移系统;
(6) Weight transfer，压块的搬移系统;
(7) Mold conveyor，模箱传输系统;
(8) Push off/Elevator，推进和提升系统;
(9) Punch out，打出系统，主要是将冷却后的产品从砂箱中打出;
(10) Splitter，分箱系统。
另外与该系统密切相关的辅助系统有干砂系统和供砂系统。干砂系统主要完成源砂的净化处理(灰尘、枝叶、垃圾等)和烘干;供砂系统主要完成工艺用砂的配置并为Moldmaster系统供砂。

3 系统配置
系统采用了的Premium 57系列PLC，同时考虑到该工艺生产线的分布特点，遵循经济、简单、易维护、性等原则采用了该系列PLC中应用为广泛的FIPIO总线方式，这样相关的一些输入输出设备可以就近安装。同时采用总线方式，使该系统的设计、成套、安装、调试、维护等工作的工作效率都得到了大的提高，为该系统的顺利按期竣工提供了技术性的保。
系统网络以及配置如图2所示。

图2 系统网络以及配置 4 FIPIO现场总线
FIPIO总线是TE公司主推的现场总线之一。该现场总线兼容FIP和WORLDFIP标准，多可连接128个站点，距离远达15KM，可用于连接传感器、执行器和终端设备。
FIPIO主要支持的设备有:PLC;分布式模块;编程终端;监视系统;操作编程器;变频器;其他符合FIPIO标准的三方设备。
FIPIO总线上设备共计可以连接128个站点，地址从0到127，其中0号站点预留为FIPIO主站管理器地址，63号站点预留为编程终端，其他地址都可以自由编址为输入输出设备。每个输入输出设备有编码DIP设置开关，软件设置需要和硬件设置相一致。
总线特性如下:总线类型:开放式的工业现场总线，WORLDFIP标准。拓扑结构:总线式。数据存取方式:主从结构，由总线仲裁器及FIPIO管理器负责处理。通讯速率:1Mbps。通讯距离:15000m。通讯介质:屏蔽双绞线(150Ω)。站点数量:128(0号站点预留为主站)。网段数量:多44段。编程终端:默认地址为63。单段长度:电气网段段长为1000m，光纤网段段长为2500m或3000m(取决于光纤)
典型的FIPIO网络图如图3所示。

图3 FIPIO网络图

5 功能开发
主要实现功能:
(1) 系统总貌以及急停记忆查询功能;
(2) 各个子系统的详尽系统动态显示;
(3) 故障和历史查询(200个);
(4) 产品生产记录;
(5) 手动、自动操作模式;
(6) 记忆和系统恢复;
(7) 操作。
5.1 操作模式
该系统采用图形界面加结构化文本的编程方式(Graph7+ST)，采用图形编程方式简单、形象，非常适合于流程化编程和步序操作方式。主要工作方式分别为急停模式、手动模式、自动模式。操作模式参见图4所示。

图4 操作模式

(1) 急停:在该模式下，所有可执行设备闭锁输出，并将在电气回路中切断电源(硬件回路中采用继电器模块)，双通道保证系统的冗余。当急停按钮动作或门被违规打开时都将进入急停模式;
(2) 手动模式:主要供系统测试、调整、检修、维护等操作。该操作模式下没有联锁和保护;
(3)自动模式:该操作模式为系统的主要操作方式，可以实现连铸生产线的全自动化运行。
5.2 系统总貌和急停查询分析
本部分内容主要是整个系统的流程分析，供操作人员熟悉和学习使用;同时提供了整个系统的急停记忆和查询功能。如图5所示。

图5 急停记忆和查询功能

急停开关动作或门违规打开后将导致系统切换至急停模式，并将屏蔽系统的操作。整个系统中的急停操作按钮有数十个之多，并且有的按钮为短脉冲信号，当动作复位后，无法得知是那个系统或那个相关工段的操作人员操作。所以在PLC内将所有急停信号的动作情况记忆保存，便于再次启动前对系统有一个正确的分析和处理。待处理完毕后操作急停复位按钮对记忆系统复位，方可以开始系统地重新启动。

5.3 各个子系统动态显示
本部分为HMI系统为常规的功能，主要完成系统的动态测试。如图示6(子系统)所示。

图6 子系统动态显示

5.4 故障分析
(1) 故障界面
由于该系统控制复杂，检测开关以及执行设备多而且大多设备安装拆卸为不便，给系统的检修和维护带来很大困难。所以在本系统中我们设计并使用了大量的故障处理，使各种可能出现的故障分析、报告和汇总，给操纵人员在时间内了解设备运行和故障原因提供了可能和。界面如图7所示。

图7 故障分析界面1

图7是当前新的五个故障显示，主要包括故障时间和内容。在内容描述栏中包含了故障设备和故障原因，供维护人员检修参考处理，处理完毕后操作故障复位按钮，当前故障。除了可以参看当前新的故障外，还提供了历史故障的查询，设计保存新的200个故障，在PLC内存允许的情况下，可以放得大。如图8所示。

图8 故障分析界面2

每个页面可以显示20个故障，200个共分为10页分别显示，按键翻页察看完成。每个故障包含故障时间(年月日时分秒)和故障内容。主要实现如下样例(一个移动梁的前行动作):
(*advance walking beam*)
IF NOT Default_walking_beam THEN
RESET Sv_retract_walking_beam;SET Sv_advance_walking_beam;
(*walking beam advanced not reached after movement*)
IF %X32.1.T>100 THEN
Numdef:=603;SET Default_walking_beam;SR0;
END_IF;
END_IF;
如图8程序所示，如果系统无故障则执行工作梁的前推动作;正常情况下5s该动作既可以完成，如果过10s，该动作还没有结束，则调用故障处理子程序SR0。
IF Numdef>=1 AND Numdef<=9999 AND Ptrdf<5 THEN
(* non-existent test number in the table *)
IF FIND_EQW(Tbndft:5,Numdef)=-1 THEN
(* storage of the number at the end of the table *)
Tbndft[Ptrdf]:=Numdef;
INC Ptrdf;
(* storage of the fault number in the event archiving buffer*)
IF Numdef<>Memdef THEN
Num_evenement:=Numdef; SR1;
END_IF;
END_IF;
END_IF;
RETURN;
故障处理子程序主要记录当前故障号，并调用故障处理子程序SR1，将当前故障以及故障发生的时间信息压入存储区:
(*Event number archiving *)
(* archiving table 5 word offset *)
Teven_1_0:995:=Teven_0_0:995;
(* archive event number, second, hour-minute, day-month, year *)
Teven_0_0:=Num_evenement;
Teven_0_1:=Seconde;
Teven_0_2:=Heure_minute;
Teven_0_3:=Jour_mois;
Teven_0_4:=Ann;
RETURN;
所以从Teven_1_0开始的1000个字保存近的200个故障信息，每个故障占用5个字的空间。当故障发生后将可以在HMI上以故障描述的方式显示，供操作人员检修处理参考。如下所示:
“17:40 walking beam advanced not reached after movement”
这样操作人员就可以直接检查移动梁的到位信号是否正常或者移动梁的驱动部分是否正常。
(2) 系统处理的故障类型
●实际的故障信号:如过压、高温、热保护等;
●系统判断分析的故障:动作执行前信号有故障;主要是检测设备问题和误操作问题;动作执行后不到位信号;主要是检测设备问题或执行设备问题，如设备未动作、异常情况导致动作过慢等;
●I/O模块故障;
●通讯模块故障(上层以太网的检测);
●总线设备的断点检测。例如比如远程站点的异常退出，电源故障等。
5.5 产品分析
该部分主要完成系统生产状况的统计，主要包括:单件平均时间、系统每小时产品数量、系统累计运行时间、系统累计生产数量及类别、总要求生产数量、剩余待生产数量等。该部分功能在PLC内实现，HMI仅提供界面显示，如图9所示。

图9 产品分析界面5.6 记忆和系统恢复
由于该系统相关的检测设备和执行设备较多，控制相对较为复杂。故障或紧急停机后，会有部分执行设备处于中间位置。如果由操作人员操作或系统自动使之到要求位置则十分麻烦，切有可能导致设备的冲突和撞击，所以本系统编写了大量的记忆程序。当系统因为故障或者紧急停机而闭锁设备动作后，自动保存当前状态。另外由于系统中有部分设备属液压驱动，紧急停机后这些设备会因为油压的原因而使位置有所变动(比如提升机构，在重压下可能慢慢降落)，所以要特别注意该类设备的状态分析。
5.7 操作
(1) 系统设计
系统中区域(危险区域)共有两个，其中一个是Moldmaster部分，当Stripper部分需要人为调整时，操作和维护人员进入该生产区域内部进行操作，同时系统其他部分保持正常运行不停机，这就带来了人员的问题。所以系统设计设置了操作，保证既不停止系统的整体运行又可以保证操作人员的人身。
(2) 操作设计
●由操作人员在危险区域外操作相关按钮，向系统发出操作指令;
●系统接到请求指令后完成当个周期的动作，满足相关条件后，闭锁该部分的自动执行;
●向操作人员发出授权指示，提示操作人员可以进入该区域操作;
●断开区域外隔离保护开关，并上锁;
●打开门，进入危险区域;
●合闸危险区域内隔离开关，驱动设备上电;
●依据就地操作盒调整设备;
●操作完毕后断开区域内隔离开关，退出该区域;
●关闭门，并上锁;
●合闸区域外的隔离开关;
●操作完成按钮，告知系统该操作完成;
●子系统继续转入自动模式。

6 结束语
该系统于2004年9月份开始投入使用，到目前为止已经运行一年有余，运行，并且监控画面清晰，切换灵活，自动化程度高，减少了劳动强度,提高了劳动生产率,满足了生产过程的自动化控制，获得了。

1、应用背景

主变压器是水电厂三大设备之一，其主要功能是改变电压等级、输送交流电能。由于结构和工作原理方面的原因，变压器运行时不可避免会产生铁损、铜损，并转化为热量令变压器温度升高。

过高的温度使变压器工作能力和效率降低、绝缘老化、使用寿命降低。因此，变压器冷却装置的运行对于变压器的正常工作异常重要，如我公司《运行规程》规定：变压器带负荷过程中，如全部冷却器失去电源，允许继续运行20 min，但长时间不得过1 h(视油温而定)。我公司共有4台主变，容量90-150 MVA不等，#2、#3、#4主变冷却器均为强迫油循环风冷却方式。冷却器原自动控制回路主要由常规继电器组成，运行维护中主要存在如下问题：设备残旧，绝缘低，回路元件数量多、接线复杂、通用性差，故障率高等，同时由于使用年限已久，备品备件缺乏，有的回路还存在寄生现象，给检修维护工作造成一定困难，也不能满足公司运行“少人值守”的需要。

因此，公司相关部门对主变冷却器的控制回路提出了技术改进方案，新回路主要采用新型的自带编程器的微型可编程控制器(PLC)替代大部分继电器，使控制线路具有简单、适应性强和功能丰富等特点。下面以#2主变冷却器控制回路改造为例说明可编程控制器的应用。

2、冷却器起停控制、运行监视功能实现

2.1 冷却器自动控制目标

规程规定各种运行状态下须投入冷却器组数见表1。

表1 规程规定各种运行状态下须投入冷却器组数

注：1)根据主变冷却器处于空载或带负荷状态投入位于“工作位置”的冷却器组；
2)当主变油温达到整定值(55℃)或负荷电流大于70％则再投入位于“辅助位置”的冷却器组；
3)当处于“工作位置”或“辅助位置”的冷却器组出现故障不能正常运行时，投入位于“备用位置”的冷却器组。

2.2 冷却器工作状态

#2主变冷却器共8组，分为以下4种状态运行：

状态1：空载1、2组；负载l、2、3、4、5、6组；辅助7组；备用8组
状态2：空载3、4组；负载3、4、5、6、7、8组；辅助1组；备用2组
状态3：空载5、6组；负载5、6、7、8、l、2组；辅助3组；备用4组
状态4：空载7、8组；负载7、8、1、2、3、4组；辅助5组；备用6组

4种状态问的切换每15天一次，由“定时切换”或“人工设定”实现。处于“人工设定”时，由运行人员在触摸屏设定分配冷却器组处于何种状态；当处于“定时切换”方式时，由可编程控制器流程内设定实现自动切换。

2.3 框

3、运行维护

因流程设计合理简捷，#2主变冷却器控制回路投运后，运行稳定，同时，可编程控制器与触摸屏配合使用，人机界面友好，使日常维护工作变得简单而方便。示例如下。

3.1 接点改

如#2主变22o2开关辅助接点原来取用的是闭接点，在改为开接点后，只需修改一下PLC流程。

3.2 主变温度临界时的影响

因流程内设置冷却器组的起停与主变温度有关，运行中发现，当主变温度表温度在冷却器启动值上下跳动，即处于临界状态时，会导致冷却器瞬间起、停，容易造成电机损坏，针对这一现象，我们在PLC流程中设了一个延时回路，问题马上得到解决。

3.3 实现“定时切换”功能

改造前，冷却器投入组数等运行方式由运行人员人工定期切换，既繁琐又不方便(主变平台与运行值班室相距较远)，现在在PLC流程内部设置即可实现自动“定时切换”，同时周期可任意选择，简单方便，减少了运行人员工作量。

3.4 外部回路异常时的报警功能

由于PLC具有高的性，因此PLC控制回路中绝大部分的故障不是来自PLC本身，而是由于外部元件故障引起的，例如常见的按钮或继电器触点的熔焊及氧化造成回路短路或开路故障；操作保险熔断使控制回路失电；热元件动作等，PLC一旦自动检测到元件故障，不仅具有报警功能，而且通过触摸屏能立即显示故障状况，使维护人员能判断出故障原因。

4、结束语

#2主变冷却器回路投运后3年多的运行结果表明，以微型可编程控制器为的冷却器控制回路能够满足电厂主变冷却器自动控制要求，并且具有、、控制性能好等优点。我公司在#2主变冷却器控制回路运行后，又相继完成了#3、#4主变冷却器控制回路的改造，大地提高了劳动生产率，有效地解决了生产中的很多问题：如减少了生产过程中冷却器的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了维护人员的劳动强度等，推进了我发电公司设备管理现代化发展进程，是运行实行“无人值班”(少人值守)的。

图

可编程控制器流程的合理设计是回路的正常工作和稳定运行的关键因素。根据冷却器工作特性和控制目标

经过多年努力，计算机监控系统在水电厂及其它领域的应用越来越广泛。对于水电厂来说，采用一套结构合理、功能完善、性高、人机界面友好的计算机监控系统，是水电厂提高生产水平，实现“无人值班（关门运行）”的环节。非常可喜的是，经过国内**们的努力，国内计算机监控技术的发展很快，已经接近或达到同类产品的水平。

随着近几年计算机硬件、软件的快速发展，国内计算机监控技术不断得到发展。本文作者参加了清江隔河岩水电厂计算机监控系统改造工程，现就该厂LCU改造的特点，改造中所采用的新技术及LCU新型结构，进行初步探索，谈一下个人的看法，不当之处，希望批评指正。

1．监控系统改造的目标

隔河岩水电厂原采用加拿大的计算机监控系统，已稳定运行多年，为该厂生产及创国内水电厂作出了应有的贡献。但随着国民经济的发展，对电力系统、对电厂的要求越来越高，向的水电厂的技术、管理水平看齐，创建水电厂，从而实现管理水平高、技术、人员进一步精练、关门运行的目标，势在必行。一方面，原有的系统功能已不能满足要求，另一方面备品备件订货越来越困难，而且价格非常高，对电厂的运行形成隐患。为此对老系统进行新改造，以便为创水电厂打下坚实的基础。对于LCU，改造的方法是：现地设备仅保留原有的盘柜柜体、自动准同期装置和24V电源、照明等少量附件，其它全部拆除，取而代之的是新的LCU，采用施耐德公司Quantum 系列PLC作为控制器。中国水利水电科学自动化所提供了五套LCU，本文作者参加了LCU的研制、现场安装调试等改造工作，本文是对改造工作的总结和思考。

2．LCU改造的特点

2．1控制流程方式不同

原监控系统是加拿大CAE研制的，CAE的模式与国内的一贯做法有很大差异。比如，开机有九大步，停机也有九大步。对于常规水电厂的机组，而我们的一贯做法是五态转换，所谓五态即停机态、空转态、空载态、发电态、不定态（种状态中过渡状态称为不定态）。（对于有调相任务的机组，还有调相态；对于抽水蓄能机组，还有水泵态；但不在讨论的常规机组范围之内。）机组一定处于五种状态之中。机组的开机、停机、解列、解列后并网等操作，不过就是机组在的停机态、空转态、空载态、发电态四种状态间的转换。虽然两种表示方法实质是一致的，但习惯于五态转换的人，要熟悉开机、停机各九大步，需要一定的时间。考虑到电厂从运行人员到检修维护人员都谙熟这开、停机九大步这一因素，虽然编程与调试都需要付出较大的努力去适应，还是采用了原来的开、停机九大步形式，以方便电厂人员的运行与维护。

2．2使用结构化文本语言来编程

原有计算机监控系统的LCU的程序是使用文本化语言编写的，它的风格与C语言相类似。与机组开停机形式采用各九大步相类似，由于电厂维护人员熟悉文本化语言，要求全部采用文本化的编程语言编写LCU的程序。在使用可编程控制器（以下称为PLC）时，我们通常使用梯形图的语言。它的好处是编程易学、直观、与电气二次展开图为相似，非常适合电厂人员掌握，可以使现场维护人员方便的进行对程序的维护。在隔河岩计算机监控系统LCU部分改造中，采用了施耐德（Shneider）公司的Quantum 系列PLC，编程软件采用Concept2.2。该软件支持电工IEEE1131的标准的全部五种语言，即：支持FBD（Function Block Diagram功能块图）、SFC（Sequential Function Chart顺序功能图）、LD（Laddar Diagram梯形图）、ST（Structured Text结构化文本）和IL（Instruction pst指令表）五种语言。种语言是图形方式，后两种是文本方式。由于指令表IL语言指令的特点，具有可读性差，指令简单，不直观，可移植能力差，非结构化文本（有JUMP指令），数据处理能力不强（无循环FOR语句），只能适合较小规模的控制。ST语言是一种结构化的文本语言。它与C语言很相似。它不仅具有丰富的逻辑处理能力，它还具有IF、CASE、FOR、WHILE、REPEAT、EXIT、EMPTY等语句，数据处理能力非常强，没有GOTO、JUMP或类似的指令。因此，它的移植性很好,有利于程序的标准化。它与FBD、LD、SFC相比，不够直观，与电气二次展开图相去较远。另外，它的不足之处是占用较多内存且扫描周期要长一些（均与FBD、LD、SFC相比）。上面提到了LD语言的一些优点，FBD图与电气二次的原理图接近。FBD、SFC、LD都不具备IF、CASE、FOR、WHILE、REPEAT、EXIT、EMPTY等语句，数据处理能力不够强。根据我个人使用情况，比较可取的方法有：
（1）全部使用ST；
（2）使用ST与FBD相结合；
（3）使用ST与LD相结合。
（2）和（3）两种方法能够将两种语言的特点结合起来，是比较好的方式。因为用数据处理能力强的文本化语言处理数据，用直观性好的LD或FBD编制顺控流程，现场的技术人员能够比较容易接受、容易理解、容易接受。现场的技术人员关心的是顺控流程。我个人比较倾向于（3）的方式。

但是对于熟悉使用C语言或类似C语言的其它文本化语言的工程技术人员来说，或者对于特别复杂的顺控流程用LD或FBD实现很困难的情况，使用结构化文本ST语言是一个明智的选择。隔河岩的情况就是这样，他们原来加拿大CAE计算机监控的LCU的全部流程是用类似C语言的文本化的语言编制的，他们的机组顺控流程也很复杂，因此电厂要求所有流程使用ST语言编制。这样，改造后的LCU的程序，与原来的程序风格上接近，电厂的技术人员比较容易理解和维护。实践证明，选择ST语言是正确的。

2．3 PLC直接上网

经过多年探索和实践，计算机监控系统普遍采用分层、分布的系统结构，也就是按照被控设备分成单元，即LCU。现在较为普遍的LCU一般由工控机、控制器（PLC：用于数据采集和控制）、自动准同期装置、转速装置、变送器、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。因此工控机的性显得非常重要。虽然工控机是工控产品，由于它的风扇、硬盘驱动器、软驱等旋转部件的存在，性就有所降低。针对这种情况，人们把眼光纷纷投向以太网，考虑PLC的直接上网。现在上的几大厂家的PLC均能够实现直接上网，如施耐德公司全线的Quantum系列、Premium系列等、通用电气公司GE90-70系列、GE90-30系列、VersaMAX系列等、西门子公司的有关PLC、罗克韦尔PLC的列控制器。

在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了直接上网的形式。但它的结构还是符合分层分布（单元）式的结构原则。这种结构是符合“无人值班（关门运行）”的目标的。

2．4 冗余结构

双机热备冗余

现在PLC的性是很高的，但为了把大型、特大型机组的性提高到高的水平，特别是满足隔河岩这种大型骨干电厂“无人值班（关门运行）”对LCU的要求，同时也利于维护（一台运行，另一台可处于编程状态），采用了双机（CPU）热备结构。双机热备的实现有两种放方式，一是硬件方式，一是软件方式。硬件方式如施耐德公司Quantum系列PLC双机热备、通用电气公司GE90-70系列双机热备等；软件方式通用电气公司GE90-30系列双机热备有一般硬件的方式性能比较好。但是不管那种方式，都要达到无扰切换。也就是切换的过程要保证控制连续进行、数据不丢失。这一点是非常重要的。

在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了施耐德公司Quantum系列PLC双机热备结构。当主控CPU故障或电源失去时，自动切换到备用CPU，备用CPU自动升为主控CPU，实现无扰切换。当进行维护时，可以手动进行主、备单元的切换。这样，可以提高性指标。

光纤以太网冗余

对于LCU来说，它与系统的其它结点的连接方式，或说组网方式，现在普遍采用以太网，而且采用光纤作为介质。单网的性已经很高，但考虑其它不可预见的机械物理上的等因数，可以考虑采用双光纤以太网。

隔河岩计算机监控系统采用了双光纤以太网。从LCU（PLC）而言，它的双光纤以太网工作方式不需要切换，而且是同时工作（ALL IN WORKING）的方式。这样，不需要切换，一旦一号网故障，二号网可以零时间切换过去。由此可以获得很高的性能。这是由Quantum系列PLC的以太网实现的功能。

与远程机箱的联结电缆冗余

一般情况，一个LCU单元需要几个扩展机箱。如隔河岩项目，它有五个扩展机箱。在Quantum系列PLC上，它有两种连接方式，一种是远程RIO（Remote bbbbb/Output）方式，一种是分布DIO（Distributedbbbbb/Output）方式。隔河岩项目采用的是RIO方式，它的扩展机箱称为远程站（RemoteDrop）。

一般情况下，主机箱采用与扩展机箱采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得高的性。如在龙羊峡水电厂，单机32万千瓦，PLC的主机箱在上游侧，其中一个远程站在下游侧。在该电站，采用双缆连接主机箱与该远程站，一跟从左侧走线，一跟从右侧走线，这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素，不影响系统的正常运行。

在隔河岩计算机监控改造工程中，也采用了双缆的结构。

输入冗余

一般来说，输入的冗余应该采用三取二的方法，即少数服从多数的方法。通用电气公司GE系列PLC 有这样的硬件结构，从CPU、输入、输出都三重冗余，以满足性高的情形，如冶金领域的高炉。但是它的投资大，在水电行业实在没有必要。但是，对于少数重要的信号，如用于事故停机、紧急事故停机的信号、重要设备如出口断路器的状态信号有两路信号输入，就存在如何处理的问题。在隔河岩计算机监控改造工程中，就遇到这样的问题。处理的方法是采用倾向因子，在不同的状态、过程中，可以采用不同的倾向因子，这样用一对冗余信号加一组倾向因子，就可以得到在不同的状态、过程中一组信号。一个倾向因子可以是几个甚至多个信号的逻辑运算结果。

5）输出冗余

对于部分重要设备，如灭磁开关、出口断路器，为保证其在任何情况下的高性动作，需要对每一个这样的设备配置两个开出通道，即配置冗余的通道，已保证其性。有些电厂的出口断路器。如隔河岩的，分闸就是两个线圈，正常工作线圈和后备线圈，任何一个线圈励磁，断路器都会分闸。实际上就是设备的冗余。国电公司在“无人值班（关门运行）征求意见稿”中有过这样的要求。

一般，冗余的通道动作策略有两种：

一种是采用两个冗余通道同时动作的策略；

另一种是采用在个通道动作失败后，冗余的二通道再动做的策略。

显然同时动作不是很好，因为正常情况下，设备会正常动作。这种情况下，二通道动作没有必要，可能造成通道动作失败后，二冗余通道动作不能正常动作。

采用后一种办法较好。监视个通道动作，在一定时间内，状态没有反馈回来，二通道动作。这样，二通道几乎没有“表现的机会”，一旦让他表演，他会“准确而恰如其分地表演”。 在隔河岩计算机监控改造工程中，就是采用这种方案，了比较理想的效果。

电源的冗余

电源的重要性不言而喻。再好的设备，不提供电源，什么都无从谈起。在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了电源冗余技术。隔河岩电厂的主电源为DC110V，I/O电源为DC24V。在远程站中，采用两块电源模块相冗余，在CPU机箱采用单电源（每一个CPU机箱占用立的底板）。电厂提供两路DC110V电源，一路DC110V电源提供给其中一个CPU机箱电源模块和远程站的一个电源模块，另一路DC110V电源提供给另一个CPU机箱电源和远程站的另一个电源模块。两路DC110V各通过DC/DC转换产生DC24V，两路DC24V之间形成冗余。正常情况下，两路DC110V都供电，两个CPU机箱一主一备正常工作，DC24V正常工作，远程站上的两块电源各承担该机箱一半负荷。当一路DC110V故障时，其中一个CPU机箱能够正常工作（当备用CPU机箱上电源失去时，没有什么操作，也没有什么影响。当主用CPU失去电源时，备用CPU无扰动切成主CPU），一路DC24V正常工作，远程站上的其中一块电源承担该机箱全部负荷。这样就实现了电源的冗余。

2．5 交流采样与变送器

交流采样的使用越来越多，大有代替变送器的趋势。但是，现在对于交流采样的理解不是那么清楚。隔河岩计算机监控改造工程中，关于交流采样与变送器处理与使用是比较恰当的、合适的，是值得其它电站（厂）借鉴的。这里所说的合理与恰当，当然指的是交流量的处理，因为现在对于直流及非电量只能采用变送器进行采集处理。具体处理方法是：对于机组同期、机组有功功率、机组电压（无功功率）、导叶开限等实时性、性要求高的控制环节，采用变送器。而采用交流采样装置采集发电机的三相电流、三相电压（相、线）、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数。

2．6采用CableFast快速配线系统

按照常规的接线方式，各种I/O模块到盘柜端子需要配线。隔河岩水电厂机组单机容量大，考虑的较完善，因此I/O点数多。开关量输入有320点，开关量输出有128点，温度点数有64点，非电气模拟量输入有32点，模拟量输出8点。共有I/O模块25块，每个模块有40端子需要与端子现联，至少要有1000线需要接。但现场安装改造时间非常有限，采取的方法。采用施耐德的快速接线系统CableFast是一种好的解决方法。CableFast快速配线系统是施耐德公司的标准产品，它将Quantum 接线端子与端子块预先用电缆连接好，端子块可以直接安装在DIN导轨上，外部接线可以直接接在端子块上，这样就减少了配线的工作量，节省了大量时间，是一种比较好的方式。

2．7精心设计认真准备

为了使现场的配线、改造的工作量小，也为以后的维护方便，需要精心地进行设计。合理布局，合理配置。一般外部端子接线不要改变，这样就可以减少施工时间。另外，要进行充分的准备，各种配件、各种工具等，否则就会影响工期。在隔河岩现场改造过程中，我们较好解决了这个问题，使得现场的改造、装配工作有条不紊地进行，在工期地前提下，使装配地工艺操作原进口设备地工艺水平，得到电厂地。

3．结语

在清江隔河岩水电厂现地控制单元（LCU）改造中，在结构、技术路线、实现方法上都有所。主要体现在水电行业使用QUANTUM PLC 直接上网（取消工控机），体现在采用了双机热备冗余、双网、部分I/O冗余及电源的冗余。

隔河岩水电厂的LCU尤其是机组LCU I/O点数多，是一般同规模机组的3到4倍。而且监控系统的改造要求高，特别是时间短。在不到三周的时间里，要进行现场安装、配线、调试，时间非常紧。经过与电厂等有关方面的积配合，隔河岩水电厂计算机改造工程已基本完成。目前，设备运行良好，预期的目标基本实现，效果是好的。