[關(guān)鍵詞]PLC系統故障 處理
[摘 要]介紹了西門(mén)子SIMATIC S7-300型PLC系統在220kY韶鋼松山變電站的應用及故障處理
0引言
220kV韶鋼松山站是韶鋼2000年投資興建的四大工程之一，是一座電壓等級高，容量大，技術(shù)裝備水平先進(jìn)的綜合自動(dòng)化變電站。3臺變壓器總容量170MVA。220kW系統由雙電源單母分段組成，采用全封閉式SF：組合開(kāi)關(guān)(GIS)。由4個(gè)斷路器33個(gè)刀閘組成，分成7個(gè)間隔。G1S開(kāi)關(guān)設置了兩套五防閉鎖裝置，一套為常規的導線(xiàn)硬接點(diǎn)式閉鎖，另一套為西門(mén)子SIMATICS7-300型的PLC程序控制裝置閉鎖。該裝置由PLC設定聯(lián)鎖條件檢驗程序，并時(shí)刻檢驗聯(lián)鎖條件是否滿(mǎn)足倒閘操作要求，只有滿(mǎn)足倒閘操作要求才執行操作命令，還可以通過(guò)PLC系統對33個(gè)刀閘的分合狀態(tài)進(jìn)行監視及實(shí)現遠程遙控。
1系統組成
該PLC系統主要組成部分為：7個(gè)ET200M分布式IlO站作為外圍設備，通過(guò)PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)連接到帶集成PROFIBUS-DP接口的CPU315-2DP模板上，再通過(guò)通訊模板和規約轉換器與變電站綜合自動(dòng)化網(wǎng)(LonWorks)相連接。系統結構如圖1。
圖中7個(gè)ET200M分布式I／0站分布在7個(gè)間隔中，各間隔通過(guò)PROFIBUS-DP電纜相連接，再與帶集成PROFIBUS-DP接口的CPU315-2DP模板相連，PLC系統總機設置在第一間隔，這樣就構成P L C系統PROFIBUS-DP網(wǎng)。變電站監控機與PROFIBUS-DP網(wǎng)的通訊由帶集成RS-422／485接口CP341通訊模板和規約轉換器通過(guò)報文形式發(fā)送和接收信息。
2 PLC組件簡(jiǎn)介
2．1電源
PLC選用SITOP電源，可輸入120-230VAC和120-320VDC 2種電壓，可輸出24V／10ADC電源。該站輸入端電壓是220VAC。
2．2CPU模板
SIMATICS7-300型PLC系列有6種CPU模板，型號不同的CPU性能和功能都有不同。本站選用CPU3J5-2DP模板。該模板具有大容量程序存儲器，適于既包含集中式又包含分布式外圍設備的復雜配置。模板前面板上有狀態(tài)和出錯LED指示燈、選擇操作方式的鑰匙開(kāi)關(guān)、MPI接口、存儲器插槽等。在正常運行狀態(tài)只有"DC 5V"和"RUN'LED指示燈亮綠燈。存儲器插槽的作用是為了在掉電狀態(tài)下保護程序一一可插接有多至5l 2k字節的存儲器卡。變電站選用64k字節FLASH EPROM存儲卡。
2．3ET200M分布式I／O站
變電站PLC系統有7個(gè)ET200M分布式I／O站。每個(gè)ET200M分布式I／O站有2個(gè)SM321數字輸入模板，1個(gè)SM322數字輸出 模板。SM321數字輸入模板將過(guò)程送來(lái)的外部信號電平轉換成S7-300內部信號電平。它的額定電壓為24VDC，"1"信號電壓為15-30V，"0"信號電壓為-3-5V，"1"信號輸入電流為7．5mA。
SM322數字輸出模板將S7-300內部信號電平轉換成過(guò)程所要求的外部信號電平，它的額定電壓為24VDC，"1"信號時(shí)輸出電壓為24VDC，輸出電流為0．5A。
3 故障處理
韶鋼松山站自2000年9月投運以來(lái)，PLC防誤操作系統發(fā)生過(guò)幾次不能在后臺監控機遠程控制GIS刀閘的故障。這其中包括硬件、軟件、通訊、連接等方面造成的系統故障：
(1)由于該站的PLC防誤操作系統輸入電源采用的是220VAC，因此一旦交流電失壓，就會(huì )導致ET200M分布式I／O PLC系統"死機"，即使交流電源恢復正常后也不能自動(dòng)恢復正常狀態(tài)。遇到這種情況首先將站用電源恢復正常，其次將CPU前面板的選擇操作方式的鑰匙開(kāi)關(guān)由 "RUN"轉到"STOP"再轉回"RUN"，也就是將其斷電復歸，便可使PLC系統恢復正常。
(2)該套PLC防誤操作系統采用事件觸發(fā)方式。要在后臺機上正常操作GIS室的刀閘，就要使7個(gè)間隔的"遠方／就地"控制把手打到"遠方"位置。如果有1個(gè)間隔的控制把手位置不同，后臺監控機的遙控命令將被控制單元屏蔽，無(wú)法實(shí)現遙控命令。因此，在遙控之前應將各間隔"遠方／就地"控制把手都打到"遠方"位置，遙控命令才可以實(shí)現。
(3)該站的LonWorks網(wǎng)與PLC系統的通訊通過(guò)許繼四方的CSN022A規約轉換器以"一問(wèn)一答"的報文形式發(fā)送和接收信息。在該站投運初期，LonWorks網(wǎng)所有報文信息都向PLC系統發(fā)送，導致PLC系統因處理不了這么多的信息量造成信息"塞車(chē)"而死機，使刀閘操作命令無(wú)法執行。后來(lái)將發(fā)送到PLC系統的報文經(jīng)過(guò)過(guò)濾，即把和PLC系統操作無(wú)關(guān)的報文信息過(guò)濾后，才向PLC系統發(fā)送。經(jīng)過(guò)這種"信息過(guò)濾"處理后，PLC系統執行命令的速度加快了，也未出現過(guò)因信息"塞車(chē)"而造成PLC系統死機的現象。
(4)PLC防誤操作系統的7個(gè)間隔采用的是串接方式，因此，若有1個(gè)間隔的PLC單元死機，則影響所有的PLC系統的操作。第1個(gè)間隔的PLC防誤操作系統總機檢測7個(gè)間隔的PLC系統分機是否正常，如果所有分機正常才可以進(jìn)行刀閘的操作。如果其中有1套PLC系統分機死機則閉鎖刀閘的操作。因此，如果發(fā)現有分機死機的現象，也要對第一間隔的總進(jìn)行斷電復歸，這樣就可使PLC系統恢復正常。
(5)有時(shí)監控后臺機會(huì )發(fā)生一些誤報警的情況，后臺機的監控畫(huà)面顯示的GIS刀閘的位置和實(shí)際位置不同。比如在沒(méi)有進(jìn)行過(guò)任何操作的情況下，某個(gè)刀閘在合位時(shí)，后臺機卻顯示在分位。這些情況發(fā)生時(shí)并不是PLC系統本身引起的故障，而是PLC系統輸入回路的電纜接頭有松動(dòng)現象，造成PLC系統檢測到刀閘是在分位，于是通過(guò)通訊模板向后臺機上傳該刀閘在分位的信息。這種情況是比較容易發(fā)生的，處理方法也很簡(jiǎn)單，只要將松動(dòng)的接線(xiàn)頭擰緊就可以了。
4結束語(yǔ)
韶鋼松山站的西門(mén)子SIMATICS7-300型PLC系統運行3年來(lái)從未發(fā)生因本身系統的故障而導致誤操作的事故，具有較高的可*性。
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