使用PLC以太网实现对隔河岩电厂LCU改造.doc
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OA自动化-西门子PLC在水电厂自动化系统LCU中的应用 精品
产品部门：AS 所属行业：城市工业水处理工程来源：郝朝阳祝孝玲山东泰开自动化有限公司泰安市[ 摘要]水电厂（泵站）计算机辅机控制系统是水电站（泵站）计算机自动化系统的一部分，它的控制对象为水电厂（泵站）的公用设备（油、气、水）。
这些设备所处的环境都比较恶劣:空气的湿度较大,灰尘比较多,这就对控制系统的可靠性提出了更高的要求。
传统的辅机控制系统采用继电器、接触器回路，这种回路有许多缺点，如：接线复杂，改造困难，维护工作量大，继电器、接触器接点容易烧坏，寿命低，继电器灵敏度低，可靠性差,不能满足远动和通信的要求。
本计算机辅机控制系统采用可靠性非常高的可编程控制器（PLC）为核心组件，配以一系列专用模块，并可以固态控制器、软起动器或变频器取代接触器控制电机，很好地克服了这些缺点。
[ 关键词] LCU（Local Control Unit）现地控制单元PLC可编程控制器软起动器油系统气系统排水系统供水系统公用LCU一、项目简介山东泰开自动化有限公司位于五岳之首的泰山脚下------泰安市南部高新开发区，公司前身是山东鲁能泰山自动化研究所，成立于1995年6月，专业从事电力系统自动化的开发及其配套设备的研制生产,是一家顺应国家电力发展，特别是城乡电网改造的需要而崛起的高新技术企业。
依托泰开集团，公司拥有雄厚的经济技术实力，现有员工150多人，占地150亩，拥有2000平方米的科研楼和5000平方米的生产场地。
公司拥有卓越的管理队伍和优秀的研发人才，其中本科以上专业技术人员占70%以上，博士、硕士十余人，是一支充满朝气和富有协作精神的团队。
公司与山东大学、北京航空航天大学、清华大学、西安交通大学、华北电力大学等高校长期开展技术合作和人才交流。
聘请国内著名电力保护专家参与重大项目研发。
技术和人才的优势为开发优质的产品提供了有力的保障。
公司十多年专注于电力电网自动化保护产品的研发，先后开发出了FBZ3000厂站自动化系统、FBZ2300配电自动化系统、GZG49系列智能高频直流电源系统、EPS应急电源系统、GIS 智能在线监测系统等五大系列几十个品种的产品，形成了门类齐全的产品系列。
电厂II期输煤系统PLC改造方案
种类 和尺寸 规格 ，尽量 少 ，以减少备 件的种类 和费用 的支 出。 （ ７ ） 系统输 出应设置与现场信号 的隔离 功能 ， 以排除现场恶劣工况的影响 。 ｔ ／ ｏ通道采 用继 电器 隔离 ，继电器线圈的动作 电压不 大于 ７ ０ ％Ｕ ｅ ，出 口中 间继 电器 的接 点容 量不 得小 于 ２ ２ ０ Ｖ，５ Ａ； （ ８ ）模拟 量信 号 Ａ Ｉ
煤 系统 Ｐ Ｌ Ｃ柜等设备 。
电气操作开关 （ 柜 ）使用原有 的二期输 煤配 电室开关 。在 二期输 煤 配 电室与二期输煤系统 Ｐ Ｌ Ｃ控制 室之 间新 挖一 条电缆 沟以便于各类
控 制命令、反馈信号 电缆的敷设 。 ２ ． ３ Ｐ Ｌ Ｃ组 柜 部分 因原有设备都 是现场控制箱操作 ， 无远 程控制 ，需新增一套 Ｐ Ｌ Ｃ
电 力 技 术
柬工案 技术
１ ６ ８
电厂 Ｉ Ｉ 期 输煤 系统 Ｐ Ｌ Ｃ改造 方案
仇 辉 （ 宁波经 济技 术开发区热电有限责任公司 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ ８ ０ ３）
摘 要 ：本文 就系统 Ｐ Ｌ Ｃ 改造 方案进行 了分析。 关键词 ：输煤 ；系统 Ｐ Ｌ Ｃ ；改造方案
１ 系统情况及 改造 目的
２ 改动 及保 留情况
２ ． １ 现场 电气设备部分 本次改造 电气部分牵涉面较广 ， 按功能分类为以下部分进行改动： （ １ ）一般 电机类 。所有 电机保 留；动力 电缆 沿用原 电缆 ；原敷 采 隔离栅 ，抗干 扰光 电隔离 ，工作 电源 为 Ｄ Ｃ ２ ４ Ｖ； （ ９ ）每 台设 备如 设的 电气控 制电缆可 以满足 新的控 制要求 ，不 再另设 ； （ ２ ）特 殊 电 皮带机等 的运行 时间、 远 方操作时间、就地操作时 间等记录在报表里 ， 机类 ：环锤破碎 机 （ 计一 台）。现场 启动柜至开关柜 ：原 敷设的 电气 当操作 人员需要时可查 看 ； （ １ Ｏ ）系统 的运行状况 由上位 工作站进行 控制 电缆无 法满足新的控制要 求，需要另外敷设一根 电气控制 电缆 ； 自动监 控 ； （ １ １ ）控 制系统能够根据报 警情况 的检测 ，并 校对 以确定 而原 电气控制 电缆则可作 为信 号电缆 为 Ｐ Ｌ Ｃ提供正传以及反转的远方 报警 点是否正确 ，并在 报警前重读此 点以证实此状态 ； （ １ ２ ）控制 系
基于PLC的水电机组LCU控制程序设计
基于PLC的水电机组LCU控制程序设计【摘要】随着计算机技术的不断发展，计算机监控系统已经广泛应用在水电厂的自动控制系统中。
其中，可编程控制器PLC由于采用了计算机技术，具有通信、计时控制、数据采集、数据运算和逻辑控制等多种先进功能。
对于水电厂来说，采用一套结构合理、功能完善、可靠性高、人机界面友好的计算机监控系统是非常必要的。
本文作者结合工作单位，对其PLC的水电机组LCU控制程序设计相关问题进行了探讨。
【关键词】水电机组；PLC；LCU；程序设计Abstract: With the continuous development of computer technology, computer monitoring system has been widely used in the automatic control system of the hydropower plant. Which, using computer technology, programmable controller PLC with communication, timing control, data acquisition, data computing and logic control, and other advanced features. For hydropower plants, using a reasonable structure, perfect function, high reliability, friendly interface and a computer monitoring system is very necessary. The authors combine work units, and discussed issues related to their PLC hydropower unit LCU control program design.Keywords: hydropower units; PLC; LCU; program design引言水电厂现场环境较差，有较大的电磁干扰、潮湿、振动，而PLC是专门为工业环境设计，可靠性高，一些大型的高端PLC具备直接上网功能、中断功能，为以PLC为基础的LCU在水电厂应用提供了基础，成为一种主流模式。
基于PLC及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计
基于PLC及以太环网平台的井下中央泵房自动化系统设计摘 要本文较详细地介绍了PLC及工业以太网在排水泵房改造工程中的应用。
该工程选用了S7-300可编程控制器作为主控制器，利用工业以太环网平台传输数据。
系统通过检测水仓水位和其它参数，控制水泵轮流工作与适时启动备用泵，合理调度水泵运行，保证了煤矿排水系统的安全。
实践证明该系统设计合理，整体运行安全可靠、故障率低、节电效果明显。
1、引言煤矿井下中央水泵房是煤矿大型设备的一个重要组成部分，其能否正常运行直接关系到整个矿井的安全生产。
耿村矿泵房自动化系统改造前的运行与管理采用人工操作方式，现场全部采用模拟仪表指示，未配备液位、压力、流量、轴温等传感器，操作人员根据目视水仓液位决定泵的起停，且仅能实现就地的操作，大量的实时数据不能由地面调度人员及时监测和管理，系统运行状态以及出现故障时不能及时发现并处理，存在着很大的安全隐患。
因此煤矿井下非常有必要实现中央泵房的自动化控制。
2、系统的主要组成部分及实现功能该系统由5台矿用多级耐磨泵(200D-43×8)配套5台电机(440 kW，6 kV)组成，主控制器采用Siemens300系列的CPU315-2DP,配有以太网通讯模块。
5台泵分为两组，每组(1#、2#、3#一组，4#、5#一组) 分别连接内、外两个水仓，两水仓相互独立，在紧急情况下可打开两水仓的连接阀门，实施紧急抢险，泵组两用两备一检修。
其要求是系统能够根据水仓水位变化、电网运行参数等情况来决定水泵的起停，以便保证井下的排水系统能够正常工作。
具体要求如下：(1)系统主要有以下几种控制方式：远程/本地、自动/半自动、集控/手动/检修，自动运行模式下4台泵参与集控，在特殊情况下启用检修泵；(2)泵组使用优先级控制方案：手动近程控制——电动远程控制——自动监测控制，手动控制时要能自动切断远程控制和自动控制；远程控制时要能自动切断自动控制；在远程控制失灵时，井下自动控制系统能自动转入自动控制；(3)5台水泵采用射流方式抽真空启动，参与自动控制的4台机组在系统中的地位平等，随时可以就地检修；(4)系统运行期间能够自检，如果出现故障可以立刻投入其他机组运行，不能影响井下排水；(5) 要求实现均匀磨损：记录每台水泵的正常启动时间，在自动状态下，水位满足启动要求时优先启动累计运行时间短的泵组；(6) 根据水仓水位来确定是否需要开泵排水，根据高峰/低谷电价实现避峰填谷确定开、停水泵的液位及开泵的时间。
施耐德电气QuantumPLC在火电厂辅控网系统中的应用(doc 5页)
施耐德电气QuantumPLC在火电厂辅控网系统中的应用(doc 5页)施耐德电气Quantum PLC在火电厂辅控网系统中的应用以云南大唐红河电厂辅控网系统为例，论述施耐德电气Quantum PLC在火电厂辅机系统中的应用。
对Quantum系统的硬件、软件结构、工作原理进行了说明，阐述电厂辅控网模式在经济、管理上的合理性和技术上的可行性，并且根据江边取水系统重点介绍Quantum PLC的具体应用。
二、概述随着工业自动化技术的飞速发展，电力系统的进一步深入改革，电厂对辅控网系统自动化程度的不断提高。
在火力发电厂的辅机系统的设计中，一般是根据辅控设备的功能，按“水”、“灰”、“煤”三个系统设立了独立的集中监控网。
但为了保证设备优质高效的运行、提高劳动生产率、提高运行人员整体素质，满足减员增效的要求，取消一般的“水”、“灰”、“煤”三个独立的监控网，只构建一个电厂集中辅控网的新思路，并把辅控网数据并入SIS系统中。
三、工程描述大唐红河电厂辅控网包括江边取水、生水石制合理，所以实时性相当强。
网络结构图如（图一）所示：图一四、 PLC介绍Quantum PLC模块采用现代大规模集成电路技术，经过严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，所以具有很高的可靠性。
Quantum PLC还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
而且可以在Concept中编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，使整个系统有极高的可靠性。
所有模块都可以带电拔插，无需停止系统，减少工作量，维护方便。
LED状态指示器，直观地显示CPU及其I/O模板通道状态，为快速检修故障提供了极大方便。
Quantum PLC的配套齐全、功能完善、适用性强，江边取水、凝结水精处理等重要系统采用双机热备、冗余电源、冗余远程I/O、再加上双以太网，确保系统安全连续运行。
尤其是先进的双机热备系统，组态简单，操作方便。
PLC在电厂锅炉排渣改造工程中的应用
PLC在电厂锅炉排渣改造工程中的应用我公司于2005年夏天进行锅炉排渣改造，计划每台炉每侧冷渣器的两个事故排渣口出口和正常排渣口出口下设一台刮板输送机，经刮板输送机收集的底渣送至斗式提升机，由斗式提升机经碎渣机破碎后送至原有气力输送系统送至渣仓。
该系统控制范围包括从冷渣器正常出口以及事故出口开始到原气力输送系统的进口之间的所有设备的控制。
系统描述每台冷渣器排渣口，两个事故排渣口和正常排渣口下设一台链斗式输送机和刮板输送机将底渣送至冷渣器外，由斗式提升机提到位于渣斗顶部的破碎机，由破碎机破碎后，进入气力输送系统，由气力输送系统送至渣仓。
为保证冷渣器运行的正压以及保证热空气不会从事故排渣口排出，在冷渣器一、二室装设压差检测装置，以压差信号来控制事故排渣口插板门开关，从而控制冷渣器内底渣的料高以达到保证冷渣器内热空气不会从事故排渣口排出。
为保证冷渣器中底渣能从正常排渣口全部排出，将原DN420的正常排渣口扩至DN550。
正常排渣口下装设中间渣斗，中间渣斗上设高、低料位计，以料位计控制中间渣斗中料高，从而保证冷渣器中热空气不会排至后续机械输送系统。
中间渣斗出口装设插板门和电动给料机，以达从正常排渣口均匀给后续机械输送系统给料。
考虑到从事故排渣口排出的底渣温度较高，为保证斗式提升机的安全可靠性，每套系统斗式提升机设两台，一台运行，一台备用；斗式提升机出口设有就地事故排渣口，以保证后续气力输送系统故障时能就地排渣。
鉴于以上情况，通过采用PLC（可编程控制器）控制系统，解决当前存在的问题。
系统的工作原理框图如下：系统操作运行分别设有“远程自动”、“远程手动”、“就地手动”三种工作模式。
“远程自动”模式为正常的主要运行方式，根据系统满足自动顺序运行的条件，在操作员站（控制室内的触摸屏）上操作完成整个除渣工艺流程。
在自动顺序执行期间，出现任何故障或运行人员中断信号，都能使正在运行的程序中断并回到安全状态，使程序中断的故障或运行人员的指令都将在触摸屏上实时显示。
PLC控制系统在火力发电厂的应用及注意事项
PLC控制系统在火力发电厂的应用及注意事项多年来可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越.今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。
1.PLC的应用领域目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业.在运城电厂主要有化学制水、生活污水处理、工业废水处理、凝结水精处理等.有关PLC的使用情况主要分为如下几类。
1．1 开关量逻辑控制取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控。
如水泵的启停、阀门的开关、制水系统顺控、干除灰系统等。
1．2 工业过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量)，PLC采用相应的A／D和D／A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法.过程控制在冶金、化工等场合有非常广泛的应用,运城电厂主要应用在中央空调、采暖加热系统。
1．3 运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
1．4 数据处理PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集，分析及处理。
1．5 通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信.随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC 都具有通信接口，通信非常方便.2.PLC的应用特点2．1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。
基于PLC及变频器的煤矿载货电梯电器控制改造
基于PLC及变频器的煤矿载货电梯电器控制改造随着现代化技术的不断发展和进步，各个行业都在紧随其后，煤矿行业也一样，这其中就包括了煤矿载货电梯电器控制的改造。
在过去的传统电气控制系统中，由于使用的元器件精度较低、维护成本较高，所以需要对其进行改造升级，以满足煤矿电梯的安全控制要求。
针对这种情况，我们可以选择PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）及变频器进行电器控制的改造升级。
PLC作为现代控制技术中的一种，其具有可编程、功能强大、灵活性高等优点，能够有效提高煤矿电梯的控制能力和运行效率。
同时，变频器作为电机控制器，同样可以帮助实现电机控制精度的提高和能源消耗的降低。
下面，我们将通过对PLC及变频器的运用进行阐述：PLC的运用：PLC控制器是一种可编程的逻辑控制器，其具有一系列输入、输出端口，可以灵活地执行各种控制逻辑。
由于其运行速度快、耐用性高，所以在煤矿电梯控制方面的应用也非常广泛。
对于煤矿电梯而言，PLC控制器可以与电梯上的各种传感器进行连接，从而实现对电梯的位置、状态、载重量等数据的监测和控制。
通过程序设计，PLC可以精确控制电梯的运动、停车和故障处理等流程，有效提高电梯的安全性和智能化程度。
变频器的运用：对于煤矿载货电梯而言，电机是其最为关键的部件之一，因此电机的控制能力对电梯的性能和运行效率具有至关重要的作用。
而变频器作为电机控制器，可以实现对电机运行状态的精准控制和调节，从而大幅提高电机的运行效率和能源利用效率。
通过安装变频器，可以实现对电机转速的精确控制，从而提高电机运行的稳定性和效率。
同时，变频器还可以实现对电机的软启动和停机，降低电机的起动电流和机械冲击，延长电机寿命。
此外，变频器还可以对电机进行负载监测和保护，及时处理电机故障，提高电机的安全性和可靠性。
总之，PLC及变频器的应用能够有效提高煤矿电梯的安全性、可靠性和运行效率，从而为煤矿行业的发展带来了更为稳定的支撑。
发电厂中PLC控制系统的抗干扰措施
发电厂中PLC控制系统的抗干扰措施发电厂中的PLC控制系统是整个发电过程的关键部分，其稳定运行对于保证发电质量和安全至关重要。
然而，在发电过程中，有很多会对PLC 控制系统产生干扰的因素存在，如电磁干扰、电力干扰、环境干扰等。
为了保证PLC控制系统的稳定性和可靠性，需要采取一系列的抗干扰措施。
首先，对于电磁干扰，可以采用以下几种措施：1.合理的布线。
尽量避免与电源线、高频设备等电磁干扰源通用一条线槽。
2.引入屏蔽线。
在与电源线、高频设备等干扰源共用一条线槽时，可以采用屏蔽线将信号线进行屏蔽，减少电磁干扰的影响。
3.安装电磁屏蔽设备。
如金属屏蔽箱等设备，可以阻挡外部电磁波的干扰。
4.增加地线。
通过增加地线的方式，可以有效减少地线周围的电磁辐射干扰。
其次，对于电力干扰，可以采取以下措施：1.安装稳压器和滤波器。
稳压器可以保证系统的电压稳定，滤波器可以过滤掉电源中的噪声信号。
2.增加电源的接地线。
通过增加电源的接地线，可以有效减少外部电源对PLC控制系统的干扰。
3.使用过电压保护器。
过电压保护器可以在电力干扰超过设定范围时自动切断系统电源，保护PLC控制系统免受电力干扰的影响。
最后，对于环境干扰，可以采取以下措施：1.控制系统的防护措施。
如防水、防尘、防腐蚀等措施，可以保护PLC控制系统免受环境干扰的影响。
2.温度和湿度控制。
通过合理的温度和湿度控制措施，可以避免环境的温湿度变化对PLC控制系统的影响。
3.合理的布线和布置。
合理的布线和布置可以减少环境干扰对PLC控制系统的影响。
1.选用抗干扰性能好的PLC设备和模块。
2.合理设计控制系统的软、硬件结构。
3.增加冗余设计。
通过设置冗余备用组件，如冗余电源、冗余PLC，当主组件发生故障时，冗余组件可以及时切换，保证系统的稳定运行。
总之，发电厂中的PLC控制系统需要采取一系列的抗干扰措施来保证其稳定运行。
只有通过合理的设计和布置，以及选择抗干扰性能好的设备和模块，才能有效减少外界干扰对PLC控制系统的影响，确保发电过程的顺利进行。
基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计[1]（精选5篇）
基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计[1]（精选5篇）第一篇：基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计[1]摘要随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。
本文以河北单侯煤矿井上胶带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，适合于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，取得了很好的效果。
由于PLC在不断发展，因此，对它进行确切的定义是比较困难的。
美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作，于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller)，但为了与个人计算机PC（Personal Computer）相区别，常将可编程序控制器简称为PLC，并给PLC作了定义：可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动化控制装置。
1982年，国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布了PLC标准草案第一稿，1985年提交了第2稿，并在1987年的第3稿中对PLC作了如下的定义：“PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。
它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
上述的定义表明，PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
关键字：胶带机、矿山设备、应用。
1目录目录..................................................................................................2 第一章前言.......................................................................................3 1.1系统设计....................................................................................3 1.2储煤及装车系统...........................................................................3 第二章..............................................................................................4 2.1 plc 的功能特性.............................................................................4 2.2 变频调速技术在矿井提升机中的应用.................................................6 2.3 plc产品的选用.............................................................................7 第三章.............................................................................................8 3.1系统概况......................................................................................8 3.2系统硬件部分................................................................................9 3.3 系统软件部分..............................................................................11 第四章.............................................................................................12 4.1系统有关通信程序的设计................................................................12 4.2 DP 网络的配置.............................................................................13 4.3 现场设备的闭锁控制......................................................................15 心得体会..........................................................................................16 致谢................................................................................................17 参考文献 (18)2第一章1 前言随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。
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使用PLC以太网实现对隔河岩电厂LCU改造-经过多年努力，计算机监控系统在水电厂及其它领域的应用越来越广泛。
对于水电厂来说，采用一套结构合理、功能完善、可靠性高、人机界面友好的计算机监控系统，是水电厂提高安全生产水平，实现无人值班（关门运行）的环节。
非常可喜的是，经过国内同行们的努力，国内计算机监控技术的发展很快，已经接近或达到同类产品的国际先进水平。
随着近几年计算机硬件、软件的快速发展，国内计算机监控技术不断得到发展。
本文作者参加了清江隔河岩水电厂计算机监控系统改造工程，现就该厂LCU改造的特点，改造中所采用的新技术及LCU新型结构，进行初步探索，谈一下个人的看法，不当之处，希望批评指正。
1、监控系统改造的目标隔河岩水电厂原采用加拿大的计算机监控系统，已稳定运行多年，为该厂安全生产及创国内一流水电厂作出了应有的贡献。
但随着国民经济的发展，对电力系统、对电厂的要求越来越高，向国际的一流水电厂的技术、管理水平看齐，创建国际一流水电厂，从而实现管理水平高、技术先进、人员进一步精练、关门运行的目标，势在必行。
一方面，原有的系统功能已不能满足要求，另一方面备品备件订货越来越困难，而且价格非常高，对电厂的安全运行形成隐患。
为此对老系统必须进行更新改造，以便为创国际一流水电厂打下坚实的基础。
对于LCU，改造的方法是：现地设备仅保留原有的盘柜柜体、自动准同期装置和24V电源、照明等少量附件，其它全部拆除，取而代之的是新的LCU，采用施耐德公司Quantum 系列PLC作为控制器。
中国水利水电科学研究院自动化所提供了五套LCU，本文作者参加了LCU的研制、现场安装调试等改造工作，本文是对改造工作的总结和思考。
2、LCU改造的特点2.1控制流程方式不同原监控系统是加拿大CAE研制的，CAE的模式与国内的一贯做法有很大差异。
比如，开机有九大步，停机也有九大步。
对于常规水电厂的机组，而我们的一贯做法是五态转换，所谓五态即停机态、空转态、空载态、发电态、不定态（前四种状态中过渡状态称为不定态）。
（对于有调相任务的机组，还有调相态；对于抽水蓄能机组，还有水泵态；但不在讨论的常规机组范围之内。
）机组一定处于五种状态之中。
机组的开机、停机、解列、解列后并网等操作，不过就是机组在的停机态、空转态、空载态、发电态四种状态间的转换。
虽然两种表示方法实质是一致的，但习惯于五态转换的人，要熟悉开机、停机各九大步，需要一定的时间。
考虑到电厂从运行人员到检修维护人员都谙熟这开、停机九大步这一因素，虽然编程与调试都需要付出较大的努力去适应，还是采用了原来的开、停机九大步形式，以方便电厂人员的运行与维护。
2.2使用结构化文本语言来编程但是对于熟悉使用C语言或类似C语言的其它文本化语言的工程技术人员来说，或者对于特别复杂的顺控流程用LD或FBD实现很困难的情况，使用结构化文本ST语言是一个明智的选择。
隔河岩的情况就是这样，他们原来加拿大CAE计算机监控的LCU的全部流程是用类似C语言的文本化的语言编制的，他们的机组顺控流程也很复杂，因此电厂要求所有流程使用ST 语言编制。
这样，改造后的LCU的程序，与原来的程序风格上接近，电厂的技术人员比较容易理解和维护。
实践证明，选择ST语言是正确的。
2.3 PLC直接上网经过多年探索和实践，计算机监控系统普遍采用分层、分布的系统结构，也就是按照被控设备分成单元，即LCU.现在较为普遍的LCU一般由工控机、控制器（PLC：用于数据采集和控制）、自动准同期装置、转速装置、变送器、电源等附件组成。
工控机作为计算机监控系统内部网上的一个结点，各种数据经过工控机送到网上各个结点，控制命令经工控机下达到控制器等设备。
因此工控机的可靠性显得非常重要。
虽然工控机是工控产品，由于它的风扇、硬盘驱动器、软驱等旋转部件的存在，可靠性就有所降低。
针对这种情况，人们把眼光纷纷投向以太网，考虑PLC的直接上网。
现在国际上知名的几大厂家的PLC均能够实现直接上网，如施耐德公司全线的Quantum系列、Premium系列等、通用电气公司GE90-70系列、GE90-30系列、VersaMAX系列等、西门子公司的有关PLC、罗克韦尔PLC的有关系列控制器。
在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了直接上网的形式。
但它的结构还是符合分层分布（单元）式的结构原则。
这种结构是符合无人值班（关门运行）的目标的。
2.4 冗余结构双机热备冗余现在PLC的可靠性是很高的，但为了把大型、特大型机组的可靠性提高到更高的水平，特别是满足隔河岩这种大型骨干电厂无人值班（关门运行）对LCU的要求，同时也利于维护（一台运行，另一台可处于编程状态），采用了双机（CPU）热备结构。
双机热备的实现有两种放方式，一是硬件方式，一是软件方式。
硬件方式如施耐德公司Quantum系列PLC双机热备、通用电气公司GE90-70系列双机热备等；软件方式通用电气公司GE90-30系列双机热备有一般硬件的方式性能比较好。
但是不管那种方式，都要达到无扰切换。
也就是切换的过程要保证控制连续进行、数据不丢失。
这一点是非常重要的。
在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了施耐德公司Quantum系列PLC双机热备结构。
当主控CPU故障或电源失去时，自动切换到备用CPU，备用CPU自动升为主控CPU，实现无扰切换。
当进行维护时，可以手动进行主、备单元的切换。
这样，可以提高可靠性指标。
光纤以太网冗余对于LCU来说，它与系统的其它结点的连接方式，或说组网方式，现在普遍采用以太网，而且采用光纤作为介质。
单网的可靠性已经很高，但考虑其它不可预见的机械物理上的等因数，可以考虑采用双光纤以太网。
隔河岩计算机监控系统采用了双光纤以太网。
从LCU （PLC）而言，它的双光纤以太网工作方式不需要切换，而且是同时工作（ALL IN WORKING）的方式。
这样，不需要切换，一旦一号网故障，二号网可以零时间切换过去。
由此可以获得很高的性能。
这是由Quantum系列PLC的以太网实现的功能。
与远程机箱的联结电缆冗余一般情况，一个LCU单元需要几个扩展机箱。
如隔河岩项目，它有五个扩展机箱。
在Quantum系列PLC上，它有两种连接方式，一种是远程RIO（Remote Input/Output）方式，一种是分布DIO（DistributedInput/Output）方式。
隔河岩项目采用的是RIO方式，它的扩展机箱称为远程站（RemoteDrop）。
一般情况下，主机箱采用与扩展机箱采用单缆连接已经足够。
但采用双缆可以获得更高的可靠性。
如在龙羊峡水电厂，单机32万千瓦，PLC的主机箱在上游侧，其中一个远程站在下游侧。
在该电站，采用双缆连接主机箱与该远程站，一跟从左侧走线，一跟从右侧走线，这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素，不影响系统的正常运行。
在隔河岩计算机监控改造工程中，也采用了双缆的结构。
输入冗余一般来说，输入的冗余应该采用三取二的方法，即少数服从多数的方法。
通用电气公司GE系列PLC 有这样的硬件结构，从CPU、输入、输出都三重冗余，以满足可靠性极高的情形，如冶金领域的高炉。
但是它的投资大，在水电行业实在没有必要。
但是，对于少数重要的信号，如用于事故停机、紧急事故停机的信号、重要设备如出口断路器的状态信号有两路信号输入，就存在如何处理的问题。
在隔河岩计算机监控改造工程中，就遇到这样的问题。
处理的方法是采用安全倾向因子，在不同的状态、过程中，可以采用不同的安全倾向因子，这样用一对冗余信号加一组安全倾向因子，就可以得到在不同的状态、过程中一组信号。
一个安全倾向因子可以是几个甚至更多个信号的逻辑运算结果。
5）输出冗余对于部分重要设备，如灭磁开关、出口断路器，为保证其在任何情况下的高可靠性动作，需要对每一个这样的设备配置两个开出通道，即配置冗余的通道，已保证其可靠性。
有些电厂的出口断路器。
如隔河岩的，分闸就是两个线圈，正常工作线圈和后备线圈，任何一个线圈励磁，断路器都会分闸。
实际上就是设备的冗余。
国电公司在无人值班（关门运行）征求意见稿中有过这样的要求。
一般，冗余的通道动作策略有两种：一种是采用两个冗余通道同时动作的策略；另一种是采用在第一个通道动作失败后，冗余的第二通道再动做的策略。
显然同时动作不是很好，因为正常情况下，设备会正常动作。
这种情况下，第二通道动作没有必要，可能造成第一通道动作失败后，第二冗余通道动作不能正常动作。
采用后一种办法较好。
监视第一个通道动作，在一定时间内，状态没有反馈回来，第二通道动作。
这样，第二通道几乎没有表现的机会，一旦让他表演，他会准确而恰如其分地表演。
在隔河岩计算机监控改造工程中，就是采用这种方案，取得了比较理想的效果。
电源的冗余2.5 交流采样与变送器交流采样的使用越来越多，大有代替变送器的趋势。
但是，现在对于交流采样的理解不是那么清楚。
隔河岩计算机监控改造工程中，关于交流采样与变送器处理与使用是比较恰当的、合适的，是值得其它电站（厂）借鉴的。
这里所说的合理与恰当，当然指的是交流量的处理，因为现在对于直流及非电量只能采用变送器进行采集处理。
具体处理方法是：对于机组同期、机组有功功率、机组电压（无功功率）、导叶开限等实时性、可靠性要求高的控制环节，采用变送器。
而采用交流采样装置采集发电机的三相电流、三相电压（相、线）、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数。
2.6采用CableFast快速配线系统2.7精心设计认真准备为了使现场的配线、改造的工作量最小，也为以后的维护方便，需要精心地进行设计。
合理布局，合理配置。
一般外部端子接线不要改变，这样就可以减少施工时间。
另外，要进行充分的准备，各种配件、各种工具等，否则就会影响工期。
在隔河岩现场改造过程中，我们较好解决了这个问题，使得现场的改造、装配工作有条不紊地进行，在保障工期地前提下，使装配地工艺操作原进口设备地工艺水平，得到电厂地好评。
3、结语在清江隔河岩水电厂现地控制单元（LCU）改造中，在结构、技术路线、实现方法上都有所创新。
主要体现在水电行业首次使用QUANTUM PLC 直接上网（取消工控机），体现在采用了双机热备冗余、双网、部分I/O冗余及电源的冗余。
隔河岩水电厂的LCU尤其是机组LCU I/O点数多，是一般同规模机组的3到4倍。
而且监控系统的改造要求高，特别是时间短。
在不到三周的时间里，要进行现场安装、配线、调试，时间非常紧。
经过与电厂等有关方面的积极配合，隔河岩水电厂计算机改造工程已基本完成。
目前，设备运行良好，预期的目标基本实现，效果是好的。
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