6ES7314-1AG14-0AB0接线方式

1  引言

随着工业自动化技术的飞速发展和电力系统改革的进一步深入，电厂辅控网系统自动化程度不断提高。在火力发电厂的辅机系统的设计中，一般是根据辅控设备的功能，按“水”、“灰”、“煤”三个系统设立了独立的集中监控网。但为了保证设备优质高效的运行、提高劳动生产率、提高运行人员整体素质，满足减员增效的要求，取消一般的“水”、“灰”、“煤”三个独立的监控网，只构建一个电厂集中辅控网，并把辅控网数据并入sis系统中[1]。

2  设计总则

新疆众和2×150mw热电联产工程位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐甘泉堡工业园，距乌鲁木齐市中心约45km，距米东新区中心区约20km，属新建机组，另配套建设520t/h超高压煤粉锅炉。本期工程设置全厂辅助车间集中监控系统，在主厂房集中控制室设置辅助车间控制系统操作员站，对全厂辅助车间进行集中监控，并在就地设置水、灰、煤辅助监控点，待系统稳定、运行经验成熟后，取消水、灰、煤的就地监控点，达到全厂辅助车间集中监控。

3  系统组网方式

全厂辅助车间集中控制范围包括：全厂辅助车间集中监控网，水系统网络（含锅炉补给水处理系统、化学加药及汽水取样系统），工业废水处理站（含复用水系统、雨水系统、工业回收水系统、生活污水系统控制、综合水泵房），灰系统网络（含除灰系统、除渣系统、电除尘系统（plc）、全厂配气中心），中央空调系统，输煤系统。其中水、灰、煤三大重要子系统的主控设备全部采用mb系列plc。

水系统网络操作员站放置在锅炉补给水控制室内，设置3台水系统网络操作员站（其中1台兼工程师站）。灰系统网络操作员站放置在除灰综合楼控制室内，设置2台灰系统网络操作员站（其中1台兼工程师站）。运煤程控系统由汽车卸煤系统、运煤系统、堆煤系统、取煤系统、配煤系统等组成。输煤程控上位机及输煤程控主站设置于输煤集控制室；就地设i/o远程站2个，位于主厂房煤仓间和#1转运站。程控主机与上位机、远程i/o站之间采用双通道互为备用网络结构连接，通讯介质采用铠装多模光缆。水系统、灰系统和输煤系统控制网络连接至全厂辅助车间集中监控网，全厂辅助车间集中监控网连接至厂级管理信息系统（mis）。

全厂辅助车间控制系统、水系统、灰系统、煤系统的监控网络采用冗余1000m/100自适应光纤工业以太网交换机，网络结构采用双缆冗余网络结构，全厂辅助车间集中监控网络与水系统、灰系统和输煤系统监控网络之间采用1000m光纤工业以太网，当网络中某段光缆线路出现故障时，网络能够自动重新配置并继续通讯，同时在此过程中不会造成任何数据的丢失或变化。在整个网络不能正常工作时，各子系统车间dcs能独立工作，以保证各子系统车间设备的安全。该工程辅控系统网络结构如图1所示。

  图1 全厂辅控系统结构图

4  mb系列plc介绍

mb系列plc是南京南瑞集团公司水利水电技术分公司新研制出的具有国际先进水平的新一代控制装置，它采用了工业控制领域的一系列新成果，选取了崭新的软硬件平台，具有快速的处理能力、强大的抗干扰性能、灵活的可扩展功能[2]。针对不同的应用，mb系列智能可编程控制器有mb80型大型plc、mb60型中型plc和mb40型小型plc等类型。

4.1强大的通信网络[3]

mb系列plc支持多种类型的通信模式以连接不同的设备，有以太网接口，rs232/485类型的串口以及can现场总线接口。

mb系列plc提供了以太网通信模块，多可扩展4个以太网通信模块。每个以太网通信模块可支持2个10m/100m以太网接口，支持modbus/tcp规约。另外cpu模件也集成10m/100m以太网接口，支持modbus/tcp规约，支持双以太网冗余配置。

mb系列plc提供了串口通信模块，并可自由配置模块的数量，每个串口通信模块提供8个串口，每个串口均支持rs232/485接口标准，并且全部支持编程。

mb系列plc采用can现场总线网络，具有通信速率快、抗干扰能力强、成本低、结构简单、实时性好等特点，并且具有很好的扩展性，易于实现模块的灵活配置，且对于现场环境及安装要求都不是很高，同时为系统扩展及远程控制都提供了方便。

4.2高可靠性

mb系列plc的io模件均属于智能io，开入模件和soe模件的通道全部采用光电隔离，同时具有软件滤波功能。开关量输出模件采用开出回路密码设计，开出模件通过反读、校核以及执行继电器的联合控制保证在任何情况下不会发生误动。温度量模件采用先进的独立恒流源设计，大大提高了采集速度和抗干扰性，模拟量模件飞度电容的设计方法保证了内部电路和外界干扰的隔离，大大提高了采集精度，大限度地降低了模拟量漂移[4]。

mb系列plc的配套齐全、功能完善、适用性强，水、煤、灰等重要系统采用双机热备、冗余电源、冗余远程i/o、再加上双以太网，确保系统安全连续运行。尤其是先进的双机热备系统，组态简单，操作方便。通过两套配置完全相同的模块，形成主备的形式。在正常状态下，主机cpu负责处理程序运行，进行i/o通讯，热备机实时更新主机cpu的状态及数据，当主机发生故障时，热备机马上进行切换，变成主机接替故障机的处理工作，而且切换时间短，不会超过plc的一个扫描周期，因此不会影响逻辑运行。

5  mbplc在工程中的应用

5.1流程图

mb系列plc组态编程所用的mbpro软件支持流程图语言编程。流程图编程采用“所见即所得”技术设计，非常适合复杂的顺序控制过程，它与设计院等单位设计的控制流程非常类似，当控制流程设计完成时，即意味着编程的结束。该工程中锅炉补给水处理为独立系统，根据水源水质，本工程补给水处理系统主要流程如下。 

主系统工艺流程：原水→杀菌剂→生水箱→生水泵→多介质过滤器→50μm保安过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→还原剂/阻垢剂加药→5μm保安过滤器→一级高压泵→一级ro装置→一级淡水箱→一级淡水泵→保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→二级淡水箱→二级淡水泵→1μm保安过滤器→连续电除盐装置（edi）→除盐水箱→除盐水泵→主厂房用水点。

mbpro编写多介质过滤器和一级反渗透部分的控制流程分别如图2（a）和2（b）所示。

5.2专用功能块以及自定义功能块

 mb系列plc开发了一系列适合dcs行业的专用功能块，例如：mtr_ddo，mtr_sdo，m_stat，v_stat等，这些专用功能块符合iec61131-3编程标准[3]。例如，mtr_ddo为电机驱动控制功能块，该功能块根据输入的指令，对电机进行启动、停机控制。在该工程中，对mtr_ddo的使用多达几百次，编程人员只需要在使用时定义不同的变量名称即可。有了专用功能块，mbplc编程更加方便简洁，控制的可靠性也更能得到保证。

自定义功能块是用户根据实际需要由标准功能块和标准函数导出的功能块[3]，编译好的自定义功能块可以像专用功能块一样在梯形图中任意调用，还可以导入导出，给编程人员提供更加灵活的编程方式。

图2（a） 多介质过滤器顺控流程图

 图2（b）一级反渗透顺控流程图

6  结束语

作为国产plc，mb系列plc在新疆众和热电联工程全厂辅控系统中的成功应用改变了国外plc在dcs行业长期垄断的状况，实现了对辅控系统中的水系统、灰系统、输煤系统的操作和监控，达到了减员增效和提升全厂运行管理水平的目标。且全厂监控（sis）系统能很好的监视、了解全厂辅助车间的运行状况，为全面提升电厂综合自动化打下良好的基础[5]。

功能
指令处理速度更快，语言扩展和新的数据类型取决于 CPU 类型
由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短
功能强大的网络连接：
每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端口换机）标准接口。此外，CPU 1515-2 PN 的特点是具备第二个 PROFINET 接口，比如可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，或作为 I-设备用于高速通信。
集成技术
通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器
支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置jingque的传动，凸轮/凸轮轨道和探头
追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用
全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现控制质量。
集成安全功能
通过密码进行知识保护，防止未经许可证读取和修改程序块
通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。

基本型控制器

基本型控制器是适合中低端应用的智能控制器。包括标准型和安全型。通过其集成输入和输出以及工艺功能，可实现高性价比的紧凑解决方案。使用基本型控制器，可通过集成和可选通信接口，实现联网简便的灵活解决方案。

基本型控制器可在 TIA 博途平台中进行组态和编程。工程组态效率高，而且，随着应用复杂性的增加，还可方便地转为使用型控制器。

定时器T001连续运行，定时器线圈由它自己的常闭触点驱动。当定时器完成定时过程，线圈被激活，使定时器常闭触点无效，通路被打断，由此线圈不能通电。这个新状态也意味着常闭触点不能再通电。因此，后情况是定时器复位并且自动地再次开始它的定时过程。

这是一个很快的响应。定时器的复位/置位会在程序的大约一次扫描(多两次扫描)内发生。在如此短的时间内，定时器的连续置位和复位使定时器触点动作如同受脉冲激励。使用定时器T001的常开触点驱动ALT指令说明了这一点。每过20秒，Y001和Y002的输出状态互换。

在这个例子中，变化着的输出对配给杂志的线路进行切换，20秒的停顿用于杂志沿传送带下移并的停倒入等待盒中。这样能保证一个稳定的生产流程，这个过程很容易由照看杂志装箱的一个操作人员管理。

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PLC现场硬件模块的组态和软件调试

 对于各种PLC的现场硬件组态和软件调试，通常有经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划，通常应当采取如下的步骤：   

   （1） 系统的规划与I/O模块型式。  

    （2） I/O模块选择与地址设定  

    当I/O模块选妥后，依据所规划之I/O点使用情形，由PLC的CPU系统自动设定I/O地址，或由使用者自定I/O模块的地址。  

      （3） 梯形图程序的编写与系统配线  

      在确定好实际的I/O地址之后，依据系统需求的功能，开始着手梯形图程序的编写。同时，I/O之地址已设定妥当，故系统之配线亦可着手进行。  

      （4） 梯形图程序的仿真与修改  

      在梯形图程序撰写完成后，将程序写入PLC，便可先行在PC与OpenPLC系统做在线连接，以执行在线仿真作业。倘若程序执行功能有误，则必须进行除错，并修改梯形图程序。

      （5） 系统试车与实际运转  

     在线上程序仿真作业下，若梯形图程序执行功能正确无误，且系统配线亦完成后，便可使系统纳入实际运转，项目计划亦告完成。  

     （6）程序注释和归档  

      为确保日后维修的便利，要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注，并加以整理归档，方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯，无论对今后自己进行维护，或者移交用户，这都会带来极大的便利，而且是你的职业水准的一个体现。

处理器处理每条二进制指令执行时间约为 50 ns，每条浮点数运行指令约为 450ns。

384 KB 主存储器（相当于大约 128 K 条指令）；
与程序组件执行相关的大容量工作存储器为用户程序提供了充分的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡（大为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。
灵活的扩展；
多达 32 个模块，（4 层结构）
MPI/DP 组合接口；
集成的 MPI/DP 接口多能同时建立 16 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 OP 的连接。 在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。
MPI 可以通过“全局数据通讯”与多32个CPU组建简单的网络。
该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。
PROFIBUS DP 接口:
DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。在该接口上，PROFIBUS DP从站可在等时模式下运行．全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
以太网接口；
CPU 315-2 PN/DP 的第 2 个内置接口是一个基于以太网 TCP/IP 的 PROFINET 接口，带有双端交换机。
它支持下列协议：
S7通讯用于在SIMATIC控制器间进行数据通讯;
通过 STEP 7 进行编程、启动和诊断的 PG/OP 通讯;
与HMI和SCADA连接的PG/OP通讯;
在PROFINET上实现开放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP （RFC1006）通讯；
SIMATIC NET OPC-Server用于与其它控制器以及CPU自带的I/O设备进行通讯

  西门子6DD1607-0CA1

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