基于SAIAPLC蓄能抽水电厂通风空调控制系统

1、基于saia plc蓄能抽水电厂通风空调控制系统摘要：文章介绍了广州蓄能水电厂二期地下厂房通风空调 自控系统，该系统是基于saia公司pcd系列的plc进行空 调控制系统开发的。文章主要介绍了该控制系统的结构、硬 件配置、软件设计、系统网络配置等情况，给出类似系统的 构建方法。关键词：通风空调；plc；广州蓄能水电厂中图分类号：tp273文献标识码：a文章编号： 1006-8937 (2012) 26-0114-02广州蓄能水电厂(简称广蓄电厂)，是我国第一座高水 头、大容量的抽水蓄能工程，广蓄电厂分一期和二期装机容 量各为1 200 mw,装机总容量达2 400 mw,是目前世界上 最大的抽

2、水蓄能电站之一。本文介绍广蓄电厂二期通风空调 控制系统的改造项目工程，本项目于2010年实施并完工。改造前，电厂通风空调控制系统采用的是江森自控 metasys早期产品，上位机操作系统为metasys fms,无图 型界面，现地控制器为dx-9100系列数字控制器，上下位机 通过ncu网络控制器通讯，整个系统由于ncu故障，已经处 于瘫痪状态，不能把空调系统的相关信息送至电厂监控系 统，已经不能满足设备运行要求。改造后，空调控制系统现地控制单元采用思博saia公 司的pcd1和pcd2可编程控制器，可扩展性更强，上位机操 作系统采用西门子的wincc进行组态和操作系统的开发，界 面更加友好，实

3、现了动态图像显示现场设备的状态，监控更 加直观，并恢复与电厂监控系统的联网。1系统功能介绍2系统硬件配置2. 1控制系统结构2.2管理层为了充分保证监控系统的可靠性，上位机采用两台互为 热备用的工控pc机站，每个站进行独立数据存档。如果两 个服务器中的一台故障，另一台接管信息存档和过程数据存 档，保证了数据始终完整。2. 3网络层交换机为普通的网络交换机，网关机采用带网关功能 saia pcd2 plc,对其进行相应设置就可以实现网关功能。 实现上下位机间空调系统与电厂监控系统及火灾系统的联 网。2.4设备层整个系统要控制的各种设备的数据输入、输出点总数达 到600多个点，而且设备分布又比较分

4、散。根据现场设备的 分部情况，下位机现地控制单元共设置26个控制柜，各传 感器信号接入就近的dp控制柜。其中19个控制柜为pcd1 及pcd2型plc,作为cpu进行相对独立控制，其余dp柜为 扩展单元，用以安装电源和继电器等元件。3系统软件设计3. 1工控机控制系统界面设计控制系统上位机监控系统用的是西门子wincc组态软件 制作，它可以进行画面编辑，并提供了丰富的控制器件和功 能组件，能组合显示出各种功能。使用wincc组态，工控机屏幕将组态的设备状态信息以 文本、画面、报警等多种形式呈现给维护管理人员。同时运 用wincc的数据归档功能将所有监控的信号进行存档。这样, 使用者可以随时查阅

5、有关的历史参数的值及其变化曲线。通 过该软件实现了设备实时动态画面显示与控制功能，人机界 面更加友好，实时性更强，可以直观监控各个设备的运行情 况。1界面变量设置。根据控制功能要求，通过wincc设 计相应的系统界面输入输出域、功能按钮、文本及参数显示, 在把这些功能域与plc相应的变量进行链接，这样实现了变 量状态的上送。2监控子界面设计。根据需要实现的控制功能的要求, 监控系统设计了 14个监控子界面：控制系统运行状态监视、冷水系统监控、空调系统监控、新风系统监控、风机盘管监 控、排风系统、洞外风楼、消防信息、变量阀、温湿度；温 湿度历史曲线、电压电流曲线，消防联动设备状态。每个子 界面用

6、来显示需要监视的设备信号，包括设备状态，设备的 运行参数，设置不同颜色来表示不同的设备状态，设备运行 的电流电压值实时数值也直接显示在屏幕上。3. 2 plc软件设计根据现场每组设备不同工艺流程要求，对每组的控制器 进行程序编写。设备的控制程序使用saia plc专用的pg5 进行编程。程序采用梯形图编写，比较直观易懂。程序的功 能分为四个部分：定义输入输出变量、控制程序编写、数值 运算、通信设置，实现数据在上位机上的实时显示和故障记 录等功能。4系统运行网络监控4. 1系统网络图整个空调控制系统的通讯最为重要，为了了解系统的各 个控制单元运行状况，在监控系统中设计了系统监控的网络 运行情况图

7、，用来显示整个空调监控系统各个现地控制器运 行情况。设计界面如图2所示。网络图上提供了整个空调控制系统控制器和控制箱的 分布及位置情况，在控制箱上带有红色或者绿色的指示灯的 是装有cpu的控制器。在系统运行中，指示灯成红绿交替闪 烁状态，此时控制器和空调上位之间通讯正常，如果只出现 红色或者是绿色的灯说明控制器和电脑之间未通讯。4.2系统网络构建系统的通信主要分为以下几个部分：与消防火灾系统之 间的通信，与电厂监控系统的连接，各个控制子站间的通信, 系统子站与上位机间的通信。其中空调系统与电厂控制系统 及消防系统的通信连接方式，是把空调系统的输入输出信号 直接通过硬接线的方式与这个两个系统相连

8、。子站之间的数 据通讯方面，采用底层协议为rs485的s-bus总线把各个子 站相连进行通讯。子站和上位机间的通信是通过工业以太网 连接。4.3系统网络软件设置子站间以及子站与上位机间硬布线连接好后，需要在软 件中进行相应的网络配置，软件部分通过pg5编程软件对19 个pcd控制器进行配置包括通讯速率及站地址等参数设置。 子站地址配置。在pg5控制器硬件配置中，为每个控 制配置唯一的地址参数，把控制器所在的dp箱号作为地址。 子站通信速率配置。各个子站的通信速率需要设置一 致，设置成统一的比特率。 网关单元配置。子站完成设置后需要对网关单元进行 设置，除站地址和通信速率设置外，还要进行网关功能的设 置，设置包括ip地址、子网掩码等以太网参数设置。通讯 参数配置完成后实现各个子站之间，子站与上位机之间的通 信。5结语该通风空调控制系统已在广蓄电厂投入运行一段时