[關鍵詞]PLC系統故障 處理
[摘 要]介紹了西門子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，技術裝備水平先進的綜合自動化變電站。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：組合開關(GIS)。由4個斷路器33個刀閘組成，分成7個間隔。G1S開關設置了兩套五防閉鎖裝置，一套為常規的導線硬接點式閉鎖，另一套為西門子SIMATICS7-300型的PLC程序控制裝置閉鎖。該裝置由PLC設定聯鎖條件檢驗程序，并時刻檢驗聯鎖條件是否滿足倒閘操作要求，只有滿足倒閘操作要求才執行操作命令，還可以通過PLC系統對33個刀閘的分合狀態進行監視及實現遠程遙控。
1系統組成
該PLC系統主要組成部分為：7個ET200M分布式IlO站作為外圍設備，通過PROFIBUS-DP現場總線連接到帶集成PROFIBUS-DP接口的CPU315-2DP模板上，再通過通訊模板和規約轉換器與變電站綜合自動化網(LonWorks)相連接。系統結構如圖1。
圖中7個ET200M分布式I／0站分布在7個間隔中，各間隔通過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。變電站監控機與PROFIBUS-DP網的通訊由帶集成RS-422／485接口CP341通訊模板和規約轉換器通過報文形式發送和接收信息。
2 PLC組件簡介
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和出錯LED指示燈、選擇操作方式的鑰匙開關、MPI接口、存儲器插槽等。在正常運行狀態只有"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ET200M分布式I／O站。每個ET200M分布式I／O站有2個SM321數字輸入模板，1個SM322數字輸出 模板。SM321數字輸入模板將過程送來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程所要求的外部信號電平，它的額定電壓為24VDC，"1"信號時輸出電壓為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，PLC防誤操作系統發生過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恢復正常狀態。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關由 "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方式。要在后臺機上正常操作GIS室的刀閘，就要使7個間隔的"遠方／就地"控制把手打到"遠方"位置。如果有1個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，無法實現遙控命令。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，遙控命令才可以實現。
(3)該站的LonWorks網與PLC系統的通訊通過許繼四方的CSN022A規約轉換器以"一問一答"的報文形式發送和接收信息。在該站投運初期，LonWorks網所有報文信息都向PLC系統發送，導致PLC系統因處理不了這么多的信息量造成信息"塞車"而死機，使刀閘操作命令無法執行。后來將發送到PLC系統的報文經過過濾，即把和PLC系統操作無關的報文信息過濾后，才向PLC系統發送。經過這種"信息過濾"處理后，PLC系統執行命令的速度加快了，也未出現過因信息"塞車"而造成PLC系統死機的現象。
(4)PLC防誤操作系統的7個間隔采用的是串接方式，因此，若有1個間隔的PLC單元死機，則影響所有的PLC系統的操作。第1個間隔的PLC防誤操作系統總機檢測7個間隔的PLC系統分機是否正常，如果所有分機正常才可以進行刀閘的操作。如果其中有1套PLC系統分機死機則閉鎖刀閘的操作。因此，如果發現有分機死機的現象，也要對第一間隔的總進行斷電復歸，這樣就可使PLC系統恢復正常。
(5)有時監控后臺機會發生一些誤報警的情況，后臺機的監控畫面顯示的GIS刀閘的位置和實際位置不同。比如在沒有進行過任何操作的情況下，某個刀閘在合位時，后臺機卻顯示在分位。這些情況發生時并不是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現象，造成PLC系統檢測到刀閘是在分位，于是通過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生的，處理方法也很簡單，只要將松動的接線頭擰緊就可以了。
4結束語
韶鋼松山站的西門子SIMATICS7-300型PLC系統運行3年來從未發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。
滬公網安備31010802001143號
