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

關(guān)鍵詞:微機綜保;可編程;自動控制;通訊

1前言

在神東礦區(qū)工業(yè)控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)的實時性，通常配置FLEX I/O和PM300模塊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、上傳和控制功能。PLC平臺采用ControlLogix PLC，進行數(shù)據(jù)處理及遠程控制，通過1756-ENBT以太網(wǎng)接口模塊連入工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)工藝所需要的功能。微機綜保則主要負責(zé)實現(xiàn)電動機等設(shè)備的繼電保護功能。

2系統(tǒng)的發(fā)展

隨著微機綜保的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了大量具有邏輯編程功能新型保護裝置。以法國施耐德公司生產(chǎn)的的Sepam 1000+ 40系列微機綜合保護裝置為例，該裝置具有強大的邏輯編程功能，每個裝置最多可擴展至10個開關(guān)量輸入，8個開關(guān)量控制輸出，T40、M41綜保同時還可擴展兩路溫度模塊共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了普通的PLC控制器。這樣FLEX I/O輸入輸出模塊與微機綜保的功能重復(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)人員面前的一個課題。

3改造方案

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

在現(xiàn)場調(diào)試中我們發(fā)現(xiàn)，PLC系統(tǒng)直接與少量的微機綜保通訊時，各種開關(guān)量、模擬量采集的傳輸不存在問題。而串接的綜保超過4臺以后，出現(xiàn)系統(tǒng)通訊不穩(wěn)定的現(xiàn)象，遙控命令延時嚴重。

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)控每一個綜保裝置。

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

解決辦法是增加一臺通訊管理機，由通訊管理機通過串口與Sepam微機綜保裝置通訊，將各種信號量、模擬量集中處理后，通過網(wǎng)口與PLC控制系統(tǒng)通訊。PLC控制系統(tǒng)通過與監(jiān)控主機一對一通訊，監(jiān)控系統(tǒng)的各種下行命令通過PLC控制系統(tǒng)、通訊管理機，最終到達微機綜保。

右圖為PLC通過管理機間接與綜保裝置通訊原理圖，通訊管理機會自動的在綜保裝置數(shù)據(jù)變化時，或者有控

制命令下發(fā)時，才與綜保裝置進行數(shù)據(jù)交換。

由于通訊管理機與SEPAM保護通訊時采用的優(yōu)先下發(fā)、優(yōu)先上傳的方式進行通訊。所謂優(yōu)先下發(fā)，即通訊管理機當(dāng)有遙控命今時，采用即時優(yōu)先插入，不需要輪詢等待，直接遙控開關(guān)分合;優(yōu)先上傳，即SEPAM保護采集到有信號量變位時，由SOE優(yōu)先上傳，不需要輪詢等待，解決了遙控延遲的問題，提高了通訊傳輸速度。同時，通訊管理機也可以遠傳數(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，達到多方通訊的目的。

4結(jié)論

經(jīng)過神東煤炭集團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功能，又滿足礦井工業(yè)自動化系統(tǒng)可靠、實時性的要求，達到了預(yù)期效果。