摘要:本文主要是針對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)中，具有可編程功能微機(jī)保護(hù)裝置與PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的配合使用中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞:微機(jī)綜保;可編程;自動(dòng)控制;通訊

1前言

在神東礦區(qū)工業(yè)控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性，通常配置FLEX I/O和PM300模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、上傳和控制功能。PLC平臺(tái)采用ControlLogix PLC，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)程控制，通過(guò)1756-ENBT以太網(wǎng)接口模塊連入工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝所需要的功能。微機(jī)綜保則主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的繼電保護(hù)功能。

2系統(tǒng)的發(fā)展

隨著微機(jī)綜保的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了大量具有邏輯編程功能新型保護(hù)裝置。以法國(guó)施耐德公司生產(chǎn)的的Sepam 1000+ 40系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置為例，該裝置具有強(qiáng)大的邏輯編程功能，每個(gè)裝置最多可擴(kuò)展至10個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，8個(gè)開(kāi)關(guān)量控制輸出，T40、M41綜保同時(shí)還可擴(kuò)展兩路溫度模塊共16路溫度模擬量采集，以及一路模擬量輸出，其邏輯編程功能超過(guò)了普通的PLC控制器。這樣FLEX I/O輸入輸出模塊與微機(jī)綜保的功能重復(fù)，如何減少工控系統(tǒng)的重復(fù)性投資，節(jié)約成本、優(yōu)化控制系統(tǒng)，成為擺在工程技術(shù)人員面前的一個(gè)課題。

3改造方案

經(jīng)過(guò)研究，我們嘗試在礦井控制系統(tǒng)中，直接利用Sepam 1000+ 40系列微機(jī)保護(hù)裝置本身的邏輯編程功能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟停、工藝聯(lián)鎖跳閘等，取消FLEX I/O模塊的安裝。這樣，既實(shí)現(xiàn)了設(shè)備保護(hù)和控制功能，節(jié)約了設(shè)備投資，同時(shí)也方便了管理和運(yùn)行維護(hù)。

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中我們發(fā)現(xiàn)，PLC系統(tǒng)直接與少量的微機(jī)綜保通訊時(shí)，各種開(kāi)關(guān)量、模擬量采集的傳輸不存在問(wèn)題。而串接的綜保超過(guò)4臺(tái)以后，出現(xiàn)系統(tǒng)通訊不穩(wěn)定的現(xiàn)象，遙控命令延時(shí)嚴(yán)重。

左圖為PLC與綜保裝置直接通訊原理圖，PLC采取輪詢方式監(jiān)控每一個(gè)綜保裝置。

經(jīng)過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題存在的主要原因是:由于PLC與施耐德Sepam綜保通訊時(shí)采用輪詢處理的MODBUS規(guī)約，當(dāng)遙控命令下發(fā)后，需等待一定的輪詢時(shí)間才能將遙控命令下發(fā)到各微機(jī)綜保裝置，因此在遙控的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)延遲。

解決辦法是增加一臺(tái)通訊管理機(jī)，由通訊管理機(jī)通過(guò)串口與Sepam微機(jī)綜保裝置通訊，將各種信號(hào)量、模擬量集中處理后，通過(guò)網(wǎng)口與PLC控制系統(tǒng)通訊。PLC控制系統(tǒng)通過(guò)與監(jiān)控主機(jī)一對(duì)一通訊，監(jiān)控系統(tǒng)的各種下行命令通過(guò)PLC控制系統(tǒng)、通訊管理機(jī)，最終到達(dá)微機(jī)綜保。

右圖為PLC通過(guò)管理機(jī)間接與綜保裝置通訊原理圖，通訊管理機(jī)會(huì)自動(dòng)的在綜保裝置數(shù)據(jù)變化時(shí)，或者有控

制命令下發(fā)時(shí)，才與綜保裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

由于通訊管理機(jī)與SEPAM保護(hù)通訊時(shí)采用的優(yōu)先下發(fā)、優(yōu)先上傳的方式進(jìn)行通訊。所謂優(yōu)先下發(fā)，即通訊管理機(jī)當(dāng)有遙控命今時(shí)，采用即時(shí)優(yōu)先插入，不需要輪詢等待，直接遙控開(kāi)關(guān)分合;優(yōu)先上傳，即SEPAM保護(hù)采集到有信號(hào)量變位時(shí)，由SOE優(yōu)先上傳，不需要輪詢等待，解決了遙控延遲的問(wèn)題，提高了通訊傳輸速度。同時(shí)，通訊管理機(jī)也可以遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)，如與調(diào)度通訊、向調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、接受調(diào)度命令等，達(dá)到多方通訊的目的。

4結(jié)論

經(jīng)過(guò)神東煤炭集團(tuán)烏蘭木倫礦主井變電所等近兩年多的使用證明，優(yōu)化后的應(yīng)用方案滿足即滿足保護(hù)功能，又滿足礦井工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)可靠、實(shí)時(shí)性的要求，達(dá)到了預(yù)期效果。