裴紅州　張軍輝

【摘 要】施耐德Premium系列PLC在我國自動化行業(yè)的使用十分廣泛，明確定位變量和非定位變量的使用范圍對控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。本文通過對施耐德Premium系列PLC中定位變量與非定位變量的分析，結(jié)合其在糯扎渡電廠機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出了關(guān)于定位變量和非定位變量的使用范圍以供參考。

【關(guān)鍵詞】PLC；定位變量；非定位變量

0.引言

糯扎渡水電站位于云南省思茅縣與瀾滄縣交界處的瀾滄江下游干流上，系瀾滄江中下游河段規(guī)劃八個梯級中的第五級。糯扎渡水電站是瀾滄江上一個以發(fā)電為主，同時兼顧防洪、改善下游航運、漁業(yè)、旅游和環(huán)保作用并對下游電站起補償作用的特大型水電工程，水庫具有多年調(diào)節(jié)能力。

糯扎渡水電站為地下廠房，電站裝機容量5850MW，裝機9臺，單機容量650MW。電站以500kV電壓等級接入電力系統(tǒng)，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用。電站按無人值班（少人值守）設(shè)計。

機組技術(shù)供水中的冷卻水對電站機組的安全運行起著至關(guān)重要的作用，冷卻水運行不正常，會造成機組溫度升高，報警、甚至事故停機。在機組運行的3個月內(nèi)，出現(xiàn)3次因機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)參數(shù)丟失導(dǎo)致機組技術(shù)供水冷卻水中斷。因此，提高控制系統(tǒng)的可靠性刻不容緩。

1.機組技術(shù)供水系統(tǒng)配置及控制要求

1.1系統(tǒng)配置

糯扎渡電廠機組技術(shù)供水采用單元供水方式，全廠共配置9套機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)，每臺機組1套，每套設(shè)有2臺水泵。機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)設(shè)有1塊控制盤和2塊啟動盤，每套機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)使用施耐德Premium系列PLC作為核心控制元件。

1.2控制要求

（1）機組技術(shù)供水采用單元供水方式，設(shè)有水泵供水和頂蓋取水兩種供水方式。

（2）水泵供水設(shè)有兩路，均取自尾水管，兩路取水分別經(jīng)供水泵、自動濾水器后向機組供水。頂蓋取水通過電動三通閥切換實現(xiàn)向機組供水或向尾水排水。

（3）頂蓋取水總管上設(shè)有一個壓力變送器，用于監(jiān)視頂蓋取水壓力，在頂蓋取水管路上設(shè)有安全閥，若出現(xiàn)水壓過高，安全閥自動打開排水并報警。

（4）每臺機技術(shù)供水總管上裝有一個電磁流量計和一個壓力變送器，用于監(jiān)視和控制，供水總管上裝有一個溫度變送器。

（5）流量信號和壓力信號、溫度信號除參與水泵控制和現(xiàn)地顯示。

（6）頂蓋取水方式需在電站機組投產(chǎn)后進行試驗，若試驗成功，則將頂蓋取水作為主供水方式，另外兩路水泵供水作為備用水源。若頂蓋取水不成功，則兩路水泵供水設(shè)為一主、一備，且互為備用。

（7）冷卻水系統(tǒng)設(shè)有反沖功能，反沖時現(xiàn)地手動、遠方手動或自動控制電動四通切換閥，實現(xiàn)進出水的換向。反沖完成后恢復(fù)正向供水。

（8）機組開機時，以頂蓋取水作為主供水源時，開機前確認電動三通閥位置，若在供水位置，可發(fā)開機指令，根據(jù)冷卻水出水管路上的流量開關(guān)是否有水流進行判斷，若有水流則繼續(xù)開機流程。以一路水泵供水作為主供水源時，開機前發(fā)送信號啟動主供水源上的水泵，判斷冷卻水出水管路上的流量傳感器水流信號再發(fā)開機指令。

（9）當(dāng)以頂蓋取水作為主水源時，三通閥處于供水位置，若供水總管上的壓力變送器發(fā)出壓力過低信號時，啟動水泵供水方式的一路水泵并報警，同時將頂蓋取水管路上的三通切換閥自動切換至排水位置。當(dāng)以一路水泵供水作為主水源時，若供水總管上的壓力變送器發(fā)出壓力過低信號時，自動啟動備用水泵供水管路上的水泵并報警，三通閥處于排水位置。

（10）機組停機時，先發(fā)停機指令，機組停止運轉(zhuǎn)后再自動關(guān)閉開啟的水泵，從而切斷機組技術(shù)供水。頂蓋取水方式時，無閥門啟閉操作。

2.PLC硬件配置及重要控制邏輯

2.1硬件配置

2.2重要控制邏輯

定位變量：DI[43]（%M43）三通閥遠控方式

定位變量：DI[50]（%M50）導(dǎo)葉空載態(tài)以下

定位變量：DI[58]（%M58）頂蓋取水方式

定位變量：DI[59]（%M59）水泵供水方式

非定位變量：KJL：開機令

非定位變量：TJL：停機令

非定位變量：Start_Pump_Num：系統(tǒng)需要啟動水泵臺數(shù)

非定位變量：Pump_Running_Num：當(dāng)前運行水泵臺數(shù)

非定位變量：Start_Pump：啟動水泵流程

非定位變量：Stop_Pump：停止水泵流程

3.原因分析

3.1故障前技術(shù)供水運行方式

1號供水泵控制方式在“自動”位，2號水泵控制方式在“自動”位，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出機組自動開機令，啟動開機流程，流程啟動機組技術(shù)供水。

3.2故障現(xiàn)象

現(xiàn)場 2號供水泵運行時間為5天，達到時間切換條件，機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)停止2號供水泵，延時5s啟動 1號供水泵。2號供水泵正常停止，1號供水泵未自動啟動，1、2號供水泵切換失敗。

3.3原因分析

（A）運行人員現(xiàn)地檢查未發(fā)現(xiàn)異常報警，隨后點擊觸摸屏“手動啟泵”軟按鈕，1號泵未自動運行，手動啟動 1 號泵運行正常。

結(jié)論：手動啟動1號供水泵硬回路正常。

（B）使用調(diào)試機連接控制系統(tǒng)PLC，通過動態(tài)數(shù)據(jù)表監(jiān)視非定位變量Start_Pump_Num，參數(shù)為0。

結(jié)論：Start_Pump_Num參數(shù)丟失（機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)未接到停止命令之前，該參數(shù)應(yīng)保持為1）。

（C）查閱施耐德Unity pro編程手冊，確認定位變量與非定位變量使用注意事項。

結(jié)論：非定位變量，不帶硬件地址的標(biāo)簽名稱，不能周期設(shè)定，適合存儲臨時數(shù)值或邏輯運算的中間結(jié)果，如果在項目中需要周期設(shè)定變量，使用定位變量；定位變量，帶硬件地址的標(biāo)簽名稱 （靜態(tài) RAM），適合存儲重要參數(shù)。

3.4結(jié)論

在未發(fā)停機令的工況下，系統(tǒng)需要啟動水泵臺數(shù)Start_Pump_Num須長期保持為1，實際值為0，參數(shù)丟失，且程序中Start_Pump_Num為非定位變量。根據(jù)施耐德Unity pro編程手冊中關(guān)于定位變量與非定位變量使用注意事項，將Start_Pump_Num由非定位變量改為定位變量，即對該參數(shù)明確地址。

4.整改措施

通過查看程序中未使用的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，確定對Start_Pump_Num賦予地址為%MW200，數(shù)據(jù)類型：INT。

5.結(jié)束語

糯扎渡電廠機組技術(shù)供水控制程序自2012年10月20日改造、調(diào)試完畢，正式投入使用近一年來，機組技術(shù)供水系統(tǒng)運行穩(wěn)定，未發(fā)生因參數(shù)丟失導(dǎo)致1、2號供水泵自動切換失敗而影響機組安全穩(wěn)定運行的不安全事件。真正找到了導(dǎo)致該系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的根本原因，提高了水輪發(fā)電機安全穩(wěn)定運行系數(shù)。同時，也真正掌握了施耐德Premium系列PLC中定位變量與非定位變量的使用范圍，為降低廣大施耐德Premium系列PLC用戶安全風(fēng)險奠定堅實基礎(chǔ)。 [科]

【參考文獻】

[1]UnityPremium&Atrium;硬件參考手冊.

[2]UnityPro編程手冊.