自贡西门子一级代理

   1引言
    目前，使用中的北京地铁人防控制设备如：车站人防集中控制台、电动液压人防区间隔断门原地控制台、车站及区间通风道电动人防门控制柜等所采用的元件都是传统的常规开关、中间继

电器、时间继电器、闪烁继电器、报警器、直流稳压电源等。其突出的缺点是：技术落后、元件体积大、易损坏、接线复杂、工作不稳定、故障率高、检修不便，而且，由其组成的设备体积较大，需为其准备空间较大的地下控制室，从而使得土建成本较高。

    而目前北京地铁车站的新建速度非常快，已有地铁四号线、五号线等几十个地铁站的土建工程开始动工。而且，随着我国新一轮城市基础设施大规凝设高潮的到来，全国城市地下铁道建设呈高速增长之势。其地下铁道中的新人防设备的安装与已有人防设备的改造量都比较大。因此，本文探讨PLC在地铁人防领域中的应用，拟以技术先进的PLC代替原地铁人防控制设备中使用的传统的继电接触器控制系统，克服其存在的缺点，提高我国地铁人防控制设备的技术含量。

    2 PLC简介
    1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上台可编程序控制器，简称PLC，并成功地应用于汽车生产线上，实现了生产的自动控制。之后，PLC作为控制领域的新技术发展迅速，产品体积越来越小，功能越来越完善，产品更新换代频繁，新产品不断出现。并成为控制领域中常见、重要的核心装置之一，砌叻地应用到了工业控制的各个领域。

    PLC的主要特点：PLC的软件简单易学。它采用易学易懂的以继电器梯形图为基础的编程语言，而梯形图控制符号的定义与常规继电器的展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的鸿沟。PLC使用简便。在PLC构成的控制系统中，PLC的输入接口可与触点式开关直接相接，输出接口与执行元件相接，即只需在PLC的端子上接人相应的输入、输出信号线即可，使用非常方便；当控制要求改变，需要变更控制系统的功能时，可以通过编制修改程序实现；PLC的输入、输出可直接与交流220v、直流24v等强电相接，并有较强的带负载能力(负载电流一般可达2A)。PLC抗干扰能力强、运行稳定可*。PLC是专为工业控制设计的，在设计和制造过程中，采取了多层次的屏蔽、隔离、滤波、电源调整与保护等抗干扰措施，可在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作，运行的稳定性和可*性较高。继电接触器控制虽然有较好的抗干扰能力，但继电器触点在开闭时会受到电弧的损坏，寿命短。而且，在较恶劣的环境下，灰尘等落人继电器内，将影响继电器铁芯的闭合，严重时．将烧毁继电器；而PLC是以集成电路为基本元件的电子设备，其内部继电g-lg无触点型。元件的寿命几乎不用考虑，目前，PLC整机平均无故障工作时间一般可达2—5万h。PLC体积小，接线少，维护方便。

    3 用PLC替代传统的地铁人防控制系统设备分析
    PLC内部有足够多的电子式继电器、定时器、计数器．通过程序控制．完全可以取代原控制系统中的中间继电器、时间继电器、闪烁继电器等元件；而其24V直流电源输出端子可代替原直流稳压电源向系统提供直流电压。PLC的输出端子可直接控制系统中的交直接触器线圈、电磁阀、报警器、停车信号灯等，进而控制系统的工作。由于PLC体积小、重量轻、接线少．用其取代原继电接触器控制系统中的元件后，可节省较大的元器件安装空间，使控制台体积大大缩小．从而减小地下控制室的空间，节省昂贵的土建开支。使用PLC后，还可减少大量的接线工作．并使系统调试工作简单化。还可以较大地提高系统工作的稳定性及设备的使用寿命。地铁人防控制系统中的各种指令控制信号和反馈信号都是开关型信号，而且数量不多。可选用开关量的小型PLC产品：目前．开关量的小型PLC产品价格非常便宜，使用PLC产品还可以降低设备的制造成本。

    4 结束语
    ．可编程序控制器无论在技术性能方面、经济效益方面，还是设备的工作可*性、稳定性及使用寿命等多方面均优越于继电器逻辑控制。采用PLC取代原地铁人防控制系统中的继电接触器控制．必将大大改善地铁人防控制设备的质量和自动化的程度，使我国地铁人防控制设备的技术含量大大提高；并能节省建设投资．创造可观的经济效益。

引言
    220kV韶钢松山站是韶钢2000年投资兴建的四大工程之一，是一座电压等级高，容量大，技术装备水平先进的综合自动化变电站。3台变压器总容量170MVA。220kW系统由双电源单母分段组成，采用全封闭式SF：组合开关(GIS)。由4个断路器33个刀闸组成，分成7个间隔。G1S开关设置了两套五防闭锁装置，一套为常规的导线硬接点式闭锁，另一套为西门子SIMATICS7-300型的PLC

程序控制装置闭锁。该装置由PLC设定联锁条件检验程序，并时刻检验联锁条件是否满足倒闸操作要求，只有满足倒闸操作要求才执行操作命令，还可以通过PLC系统对33个刀闸的分合状态进行监视及实现远程遥控。

    1系统组成
    该PLC系统主要组成部分为：7个ET200M分布式IlO站作为外围设备，通过PROFIBUS-DP现场总线连接到带集成PROFIBUS-DP接口的CPU315-2DP模板上，再通过通讯模板和规约转换器与变电站综合自动化网(LonWorks)相连接。
    图中7个ET200M分布式I／0站分布在7个间隔中，各间隔通过PROFIBUS-DP电缆相连接，再与带集成PROFIBUS-DP接口的CPU315-2DP模板相连，PLC系统总机设置在间隔，这样就构成P L C系统PROFIBUS-DP网。变电站监控机与PROFIBUS-DP网的通讯由带集成RS-422／485接口CP341通讯模板和规约转换器通过报文形式发送和接收信息。

    2 PLC组件简介
    2．1电源
    PLC选用SITOP电源，可输入120-230VAC和120-320VDC 2种电压，可输出24V／10ADC电源。该站输入端电压是220VAC。

    2．2CPU模板
    SIMATICS7-300型PLC系列有6种CPU模板，型号不同的CPU性能和功能都有不同。本站选用CPU3J5-2DP模板。该模板具有大容量程序存储器，适于既包含集中式又包含分布式外围设备的复杂配置。模板前面板上有状态和出错LED指示灯、选择操作方式的钥匙开关、MPI接口、存储器插槽等。在正常运行状态只有"DC 5V"和"RUN'LED指示灯亮绿灯。存储器插槽的作用是为了在掉电状态下保护程序一一可插接有多至5l 2k字节的存储器卡。变电站选用64k字节FLASH EPROM存储卡。

    2．3ET200M分布式I／O站
    变电站PLC系统有7个ET200M分布式I／O站。每个ET200M分布式I／O站有2个SM321数字输入模板，1个SM322数字输出 模板。SM321数字输入模板将过程送来的外部信号电平转换成S7-300内部信号电平。它的额定电压为24VDC，"1"信号电压为15-30V，"0"信号电压为-3-5V，"1"信号输入电流为7．5mA。
    SM322数字输出模板将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，它的额定电压为24VDC，"1"信号时输出电压为24VDC，输出电流为0．5A。

    3 故障处理
    韶钢松山站自2000年9月投运以来，PLC防误操作系统发生过几次不能在后台监控机远程控制GIS刀闸的故障。这其中包括硬件、软件、通讯、连接等方面造成的系统故障：
    (1)由于该站的PLC防误操作系统输入电源采用的是220VAC，因此一旦交流电失压，就会导致ET200M分布式I／O PLC系统"死机"，即使交流电源恢复正常后也不能自动恢复正常状态。遇到这种情况首先将站用电源恢复正常，其次将CPU前面板的选择操作方式的钥匙开关由 "RUN"转到"STOP"再转回"RUN"，也就是将其断电复归，便可使PLC系统恢复正常。
    (2)该套PLC防误操作系统采用事件触发方式。要在后台机上正常操作GIS室的刀闸，就要使7个间隔的"远方／就地"控制把手打到"远方"位置。如果有1个间隔的控制把手位置不同，后台监控机的遥控命令将被控制单元屏蔽，无法实现遥控命令。因此，在遥控之前应将各间隔"远方／就地"控制把手都打到"远方"位置，遥控命令才可以实现。
    (3)该站的LonWorks网与PLC系统的通讯通过许继四方的CSN022A规约转换器以"一问一答"的报文形式发送和接收信息。在该站投运初期，LonWorks网所有报文信息都向PLC系统发送，导致PLC系统因处理不了这么多的信息量造成信息"塞车"而死机，使刀闸操作命令无法执行。后来将发送到PLC系统的报文经过过滤，即把和PLC系统操作无关的报文信息过滤后，才向PLC系统发送。经过这种"信息过滤"处理后，PLC系统执行命令的速度加快了，也未出现过因信息"塞车"而造成PLC系统死机的现象。
    (4)PLC防误操作系统的7个间隔采用的是串接方式，因此，若有1个间隔的PLC单元死机，则影响所有的PLC系统的操作。第1个间隔的PLC防误操作系统总机检测7个间隔的PLC系统分机是否正常，如果所有分机正常才可以进行刀闸的操作。如果其中有1套PLC系统分机死机则闭锁刀闸的操作。因此，如果发现有分机死机的现象，也要对间隔的总进行断电复归，这样就可使PLC系统恢复正常。
    (5)有时监控后台机会发生一些误报警的情况，后台机的监控画面显示的GIS刀闸的位置和实际位置不同。比如在没有进行过任何操作的情况下，某个刀闸在合位时，后台机却显示在分位。这些情况发生时并不是PLC系统本身引起的故障，而是PLC系统输入回路的电缆接头有松动现象，造成PLC系统检测到刀闸是在分位，于是通过通讯模板向后台机上传该刀闸在分位的信息。这种情况是比较容易发生的，处理方法也很简单，只要将松动的接线头拧紧就可以了。

    4结束语
    韶钢松山站的西门子SIMATICS7-300型PLC系统运行3年来从未发生因本身系统的故障而导致误操作的事故，具有较高的可*性。