1、浅谈大唐云冈电厂制氢站控制系统升级改造摘 要本文介绍了大唐云冈电厂制氢站控制系统升级改造情况，对升级原因、方案以及升级取得的成效做了简单阐述。 关键词PLC；CPU；冗余热备 中图分类号：TG363 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0049-01 1.概述 我公司制氢设备选用中国船舶工业总公司第七研究院第七一八研究所生产的 CNDQ?C10/3.2 型一体化水电解制氢产品。由包括主体电解槽在内的三个框架、整流柜、控制柜、自动仪表、补水箱、补水泵、碱液箱及闭式循环冷却水装置等组成。电解槽的电源经过硅整流装置，以 KOH做电解质，以五氧化二钒做添加剂，电解除盐水来制得
2、高纯度的氢气。整个制氢系统采用微机监控，以保证发电机氢冷却系统的安全。 本装置采用微机控制，对本装置的主要参数：压力、温度、氢氧液位差可进行自动调节；对干燥器的再生时间及再生温度进行自动控制。对装置的工作压力、温度、氢液位、氧液位、氢气纯度和氧气纯度能集中显示；在干燥器再生开始及结束时，有自动声光报警。若氢阀后压力、冷却水压力、气源压力、氢氧液位上下限、氢氧纯度产生一定的偏差时能自动声光报警；若装置的主要参数压力、温度、氢氧液位、碱液循环量、气源压力偏离正常值太大，又不能及时处理时，该装置能自动声光报警停车；为了进一步提高本装置的安全运行系数，装置的主要参数压力，设置了双重独立系统，当系统压力
3、控制失灵，装置的运行状态达到危险值时，该独立系统可使装置自动声光报警并停车。 由于制氢站控制系统投入使用已有十余年，使用年限过长，以前配备的就地站内存过小，系统性能较差，反应较慢，经常造成运行人员误操作；再者，该控制程序为 PL7，且无中文注释，程序的可阅读性能极差，在日常维护中，不方便查阅。解决这些问题就是本次升级的目的所在。 2.升级原因 第一，该控制系统采用施耐德莫迪康昆腾 PLC 控制系统，CPU 型号为140CPU11303，且为单路 CPU 控制，无冗余热备功能。 第二，就地控制站配备一台工程师站，安装有 IFIX3.5 画面组态软件，PL7 逻辑组态软件。由于该工程师站内存过小，
4、使用年限过长，所以经常发生死机现象。 第三，工程师站电脑通过通讯电缆与 CPU 的 Modbusplus 接口相连实现通讯，由于中间三通接头老化接触不良，时常发生通讯中断。 第四，PL7 程序无注释，在日常维护中，不方便查阅。 3.改造措施及方案 本次对制氢站控制系统升级改造包括硬件设备升级和软件系统升级。3.1 硬件设备升级 硬件设备升级包括以下两个方面： 第一，更换工程师站电脑，新电脑内存为 4GB，操作系统为WindowsXP。 第二，把原来 140CPU11303 卡件更换为 140CPU67160 卡件，且增加一路备用 CPU 卡件，实现冗余热备功能，把原来子站电脑通过 MB+通讯线
5、直接与 CPU 接口相连改为用双绞线通过交换机与 CPU 通讯，原远程 I/O柜不做改动，仅对 CPU 卡件进行升级更换，CPU 主站包括热备的两个 CPU系统。每个 CPU 系统包括一个电源模块 140CPS11420，一个 CPU 模块140CPU67160，一个 CRP 通讯模块 140CRP93200，一个 NOE 模块140NOE77101.如下图 1 所示： 3.2 软件系统升级 软件系统升级包括以下两个方面： 第一，软件安装 把原有画面组态软件 IFIX3.5 升级为 IFIX4.0，PL7 逻辑组态软件改为 UNYTY3.1。在工程师站新电脑上先安装 Office2003 软件
6、和 AutoCAD 软件，再安装 IFIX4.0 画面组态软件，UNYTY3.1 逻辑组态软件。 第二，应用程序的升级 UnityPro 是用于 ModiconQuantumPLC 的通用编程，调试和运行软件，在开发和兼容性上功能强大。可以将原有的；PL7 应用程序导入到UnityPro 中，直接应用转换后的程序，并且确保逻辑的正确性。转换过程是自动的，完整的应用转换过程为转换-导入-分析，打开 PL7 源文件转换成 UnityPro 源文件，源文件导入生成 UnityPro 文件，最后导入的文件由 UnityPro 进行分析，如果转换出现错误，会在转换结束时自动打开输出窗口进行显示，点击输出
7、窗口相应的行，直接访问需要修改的程序行，修改对应的转换错误1。程序转换完成后腰重新配置本地总线卡件型号与 PLC 实际卡件型号相一致，如下图 2 所示： UnityPro 编程软件提供了内置的 PLC 仿真器，对升级后的应用程序可直接进行 PLC 仿真模式的操作，在用户程序中查找和记录错误，仿真操作确认无误后通过 UNITY 编程电缆将程序下载到 PLC 中，联机进入标准模式进行系统调试。 4.系统在线调试 首先，程序下装完成后检查 CPU 卡件运行状态是否正常，是否在冗余热备状态，各卡件功能是否正常，有无异常报警。 其次，检查 UnityPro 程序能否与 PLC 在线连接，上位与下位程序是
8、否相同，再次，检查 IFIX 画面通讯是否正常，有无坏点或异常。 最后，依次操作画面执行机构，检查与就地执行器动作是否一致，反馈是否正常；检查联锁保护能否正常投入，动作是否正常，确保程序手动自动均能正常进行。 结束语 通过本次制氢站控制系统升级改造，取得了明显的效果。 第一，通过 CPU 卡件升级以及增加一路备用 CPU 系统，实现了控制系统的冗余热备功能，使得系统运行更稳定可靠，减少系统维护量。 第二，PL7 逻辑组态软件改为 UNYTY3.1，并增加中文注释，方便直观，可在线对整个系统进行组态，参数修改，开发等。 第三，通过交换机，用网线与就地站电脑连接通讯，彻底解决了就地站通讯时常中断的问题。 参考文献 1 UnityPro 编程手册.
