在当前的工业自动化领域,DCS(分布式控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)是两种重要的控制技术。DCS主要用于大型系统的集中监控与管理,而PLC则通常用于小型或独立的自动化控制任务。随着技术的发展,将DCS与PLC相结合,形成一种一体化的控制系统越来越受到业界的重视。本篇文档所讨论的辅控网DCS-PLC一体化控制系统应用,正是围绕这一主题进行展开。
文档提到了国内火电厂在控制系统应用上的现状。目前,大型的火电厂普遍使用DCS系统来控制主体设备(如锅炉、汽机、发电机等),而PLC系统则被用于辅助子系统的控制。然而,由于这些子系统往往由不同的厂商完成,各自为政,导致检修维护困难,操作界面不统一,系统兼容性差,自动化程度较低,无法实现高效的事故追忆等功能。
为了解决这些问题,提出了新的控制操作模式,即DCS-PLC一体化控制系统。这一系统将原本分散的PLC子系统集中管理,通过使用日立H5000M操作平台和CPU控制柜,构建了一个新的控制环网。这一系统整合优化的方案设计,基于日立HIACS-5000M DCS控制系统,涵盖了机组级FDDI冗余光纤令牌环网以及人机接口站POC、HIST、EWS及DPU五个部分。
在通讯方面,为实现DCS与PLC之间的通讯连接,系统配置了昆腾系列通讯模件NOE77101作为应用层通讯报文传输接口,并配置MODBUS TCP实现通讯。MODBUS是一种开放协议,它不依赖于特定的网络拓扑结构,广泛用于工业电子控制器之间的通信。该通讯协议可以传输多种数据,包括AI/AO(模拟量输入/输出)、DI/DO(数字量输入/输出),其数据结构包括输入离散量、线圈、输入寄存器和保存寄存器等。
在系统整合优化的通讯原理部分,文档详细介绍了基于TCP的MODBUS通信。MODBUS协议包括24种命令,每一种命令都对应着一个特定的功能码,基本功能包括数据传送。MODBUS的数据结构由输入离散量、线圈、输入寄存器、保持寄存器等四个基本单元构成。
此外,文档还提到了通讯接口配置的情况。其中锅炉补给水、次氯酸、工业废水、江边、炉内加药、凝结水、生水石灰、含煤废水、燃油泵房、除灰、输煤及生活污水系统采用标准以太网MODBUS TCP/IP协议,通过控制器CPU的以太网接口实现双向通讯与辅控设备的监控。由于电除尘设备只能通过OPC协议传输,因此设置了通讯接口站CIS7000来实现控制器与电除尘设备的双向通讯与设备监控。
在系统的可靠性方面,为了减少故障点,采用了双星型网络结构并行运行。同时,利用了光纤通讯技术,提高了通讯质量和系统的稳定性。通过将10/100Mbit的电口转换为100Mbit的光口,直接通过光纤与集控室光电型交换机连接,从而实现了高效稳定的网络传输。
文档指出,通过整合优化方案,不仅可以提高系统的可靠性与效率,还能通过日立控制器实现与原辅控网PLC的双向通讯,提升监控和维护的便利性。这种系统的设计和实施,有助于推动火电厂控制系统的现代化,更好地满足自动化、集中化管理的需求。