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B&R2005在电厂微机控制系统中的应用 |
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| B&R2005在电厂微机控制系统中的应用 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:24:29  |
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1 概述
B&R2005是贝加莱公司生产的可编程计算机控制器（PCC）,它集成了可编程控制器的标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统功能，能方便的处理开关量、模拟量，进行回路调节并能用高级语言编程，具备大型机的分析运算能力,并具有以下特点：
(1)实时多任务操作
用户对相应程序可设定程序周期，最多有8个设定周期的任务级，操作系统保证在设定时间内定性精确地处理所有程序。
(2)具有多种组合的兼容性
系统软硬件的模块化，使之几乎可以任意组合并互相兼容，具有良好的可扩展性。
(3)智能分布式网络拓扑结构
现场层和控制层间通讯和网络功能的灵活性，使各站点之间既能互相通讯又保持独立性，具备高度的安全可靠性。
2 B&R2005在电厂微机控制系统中的应用
2.1 设计原则
系统按分布式结构设计, 采用开放系统、分层控制等先进的计算机设计思想, 将计算机技术、通信和网络技术、数据库技术、图形和图像技术、多媒体技术、数据采集和自动控制技术有机地结合在一起, 能够满足近期的功能要求和远期的发展需要。
(1) 整个系统分为5个采集控制站,有3#机监控、4#机监控、5#机监控、6#机监控、化工35 kV监控
(2) 通过计算机对发电机有功及无功功率进行调节。
(3) 不含同期点的出线, 采用计算机控制。含有同期点的出线, 通过南瑞自动准同期装置进行控制，微机监控出线状态。
(4) 厂用电备自投BZT功能全部由可编程控制器实现。
(5) 使用DL451-91规约实现与直流电源模块的通讯。
（6）使用通讯规约实现与小电流接地系统的通讯。
2.2 系统结构
系统的网络结构系统配置如图所示。
2.3 系统管理层
调度站、就地站及工程师站的多机设置方式组成智能分布式系统结构的管理层，管理层通过PROFIBUS 网络与5 组B&R2005采集控制单元相连, 各工作站和服务器分别相当于PROFIBUS 网上的一个独立的结点。管理层采用多机及双网络方式运行, 各工作站及通讯服务器之间还组成一个小的局域以太网,实现数据的传输与共享, 互为备用, 提高了系统的可靠性。各站点基于Windows2000操作平台，利用Wonderware Intouch8.0组态软件，组态完成站内监控功能，全面提供设备状态、监视及控制保护信息的记录与分析等,同时配有多种应用软件接口, 并支持OEM开发, 为用户提供了二次开发平台。
2.4 系统控制层
各B&R2005系统组成智能分布式系统结构的控制层，按照机组或线路等监控对象的不同分别组屏,使各系统置于监控对象附近,减少了电缆投资。各监控单元分别完成相应监控对象的模拟量、数字量采集以及数字量的输出控制。根据系统网络图和实际需要，每组B&R2005系统配置情况如下：
3PS794.9 电源模块 1块
3IF260.60-1 CPU 1块
3IF671.9 接口通讯模块 2块
3IF681.96 接口通讯模块 1块
3IF060.6 接口模块 2块
3DI476.6 数字量输入模块 3块
3DO650.6 数字量输出模块 2块
3AI755.6 模拟量输入模块 2块
3BP151.41 底板模块 1块
3BM150.90 空模块 2块
由于系统具有独特新颖的插拔式模块结构, 电源、CPU、网络板、I/ O 板、模拟量输入板、通讯板等都是独立的模板以总线方式连接在底板上, 使系统可以灵活多样的在标准的DIN 轨道上扩展和组合。此外，每个B&R2005系统单元都有一电源模块，输入电压有AC、DC两种, 可实现交/ 直流切换，保证了系统的可靠性和稳定性。系统配有现场调试通信口, 便于对不同的数据采集与控制设备进行跟踪与调试, 方便了参数设置及运行监视的维护。带电插拔采集板件使得现场维护变得简单方便。
在软件方面,B&R2005应用软件包括系统管理、系统任务、功能库、一般任务、高速任务级、通讯软件等。通过PG2000(MS-DOS下)或BRAS Automation(Windows下)编程系统采用高级语言编程, 为用户提供透明的服务接口。操作系统为实时多任务系统, 在操作系统中一个任务的循环周期可根据任务的优先级确定。各B&R2005站点与上位机的通讯通过PVIwwdde软件实现，并需要一定的配置，例如：
Configuration for the PVI Fast DDE Server
[TopicEth]
ItemRF=600
LineSN=@/Pvi/LNINA2
LineCD=CD="lnina2"
DeviceSN=@/Pvi/LNINA2/Eth
DeviceCD=CD="/IF=Tcpip /SA=1"
StationSN=@/Pvi/LNINA2/Eth/Station1
StationCD=CD="PCC"
CpuSN=@/Pvi/LNINA2/Eth/Station1/CPU1
CpuCD=CD="/DA=77"
;TaskSN=@/Pvi/LNINA2/Eth/Station1/CPU1/Task1
;TaskCD=CD="pvitest"
;the last 2 lines TaskSN and TaskCD is created only for local variable in
; note:
;1) the CpuCD=CD="/DA=99", so the IP address of the PCC should
; be xx.yy.zz.99.
;2) the DeviceCD=CD="/IF=Tcpip /SA=1", it means the current PC is station 1#
[PviGlobalComParam]
AutoConnectAllPviObjectsOnAppStart=0
KeepTopicsOnProtFree=0
bDisplayTopicAndItemCnt=1
2.5 现场层
现场层包括测控、保护单元等部分。继电保护部分采用ALSTOM公司生产的微机型继电保护装置，执行保护、控制、数据采集、测量、运行参数记录、故障记录、事件记录、故障录波等功能。测控部分采用加拿大Power Mesurement Ltd公司的ION6200系列数字式电能表，实现系统测量、各相测量、需量测量、峰值需量测量等功能。
现场层根据现场总线网络传输速率快( ≥500kbps) , 软硬件实现简单的特点,用RS485 连接B&R2005与厂内的其他自动化装置如保护单元、小电流接地装置、自动励磁调节装置等。通信媒介为屏蔽双绞线，通讯控制方式为主从问答方式，采用CDT451协议、IEC870-5-103协议和DNP协议等通信规约。实现收集各个智能单元和综合设备的上传信息,并下传控制命令及定值参数等。
这三个层次的自动化方案充分利用B&R2005系统分时多任务操作系统的优势，响应速度快，实时采集各种运行信息，按预定策略调整定值、跟踪调节自起动负荷或按继电保护和控制要求进行实时控制，迅速可靠的实现发电机有功调节、同期控制、强行励磁、备自投等回路的自动控制。同时将发变组保护、发电机励磁系统、自动准同期系统（ASS）、自动电压调整装置（AVR）等有机地组织起来构成完善的ECS系统，为电厂稳定运行、节能增效、提高供电质量开辟了更广阔的空间。
3 B&R2005的调试和注意问题
3.1 系统调试前的工作内容
(1) 根据系统结构配置，检查硬件设备和外设的规格型号及安装是否正确。
(2) 确保电源、接地、配线及接口连接正确无误。
(3) 系统进行上电检查。
(4) 运用CRT对系统进行应用软件的装载。
3.2 系统调试工作内容
(1)调试步骤
a 系统软件及硬件功能的检查
b 组态及功能测试后，根据逻辑原理图，逐个检查逻辑点。可断开式接通各输入触点，测试检查输入量的变化。每个逻辑点的测试必须覆盖所有输入触点的各种变化组合。
c 测试过程应模拟进行。输入量可用测试开关、电气试验设备模拟，输出可通过CRT检查，其他功能测试可直接通过CRT检查。
d 调试过程中，注意回路的分支、指示、记录、报警等同时试验。
e 完成一个回路（或其中一部分）调试后，用色笔在回路一作出标记，并及时填写调试记录。
f 对顺序及联锁回路试验：根据逻辑图、输入信号检查顺序及联锁动作应符合设计要求。若不符，检查顺序表组态。
(2)系统联校
a 联接装置仪表、设备进行实际传动、动作功能的联校，针对逻辑控制点，联接装置一次设备及部件，进行PLC系统的输入和输出联校。
b 二次联校通过设置断点，各回路逐点开通，调试合格后现场挂牌，避免造成现场短路而烧毁保险或损坏设备。
3.3施工技术及安全措施
(1) 从事调试工作人员需熟悉图纸，精读控制原理图，并明确安装、调试质量标准。
(2) 对于与测量、保护装置及其他自动装置配合联校工作，需与专业人员密切配合，确保人员及设备的安全。
(3) 试工作内容的完成情况，均需填写工作内容反馈质量单，做到数据准确、真实、及时反馈。并做到数据化、表格化、标准化。
(4) 标准仪器设备均需在周期内使用。
(5) 保持室内清洁，严禁烟火，配备消防器材，防止火灾发生。
3.4 在B&R2005调试过程中注意：
(1) IF260一定安装在槽号为1的位置，否则只能作为并行处理器。
(2) IF681上的拨码就是其本身的IP地址，要有系统的设置。
(3) 更换组件或卡件时，严格按照厂商说明书操作程序进行。
(4) 程序的任何增、删及修改，需办理操作票，并作详细记录。
(5) 为确保系统正常工作，任何与B&R2005无关的磁盘不能带入控制室。
(6) 调试备自投时，应注意防止出现厂用电失电现象，尽量详细做好预防措施。
4 结束语
总之,基于现场总线的智能分布式的新型控制思想, 基于标准化的开放性和兼容性, 使B&R2005系统可以实现电厂的各种运行、分析与自动控制功能, 能够满足当今电厂生产管理自动化的需要, 为电厂全面提高管理水平和经济效益提供了广阔的前景, 是一种值得推广的可行性方案。
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