六、PLC直接上网结构智能设备接入方式探讨刘晓波（中国水利水电科学研究院白动化研究所100038）［摘要］本文简述了国内水电厂计算机监控系统变化发展历史和变化过程，对计算机监控系统现地控制单元的结构发展方向进行了探讨。贡点探讨了近几年开始应用PLC直接上网LCU结构及其特点，主要讨论了在该种模式下智能设备接入的方式、速率、可靠性、编程的复杂性、可接入设备的数最等方面的特点。木文通过比较分析的方法对这些问题作了比较详细的探讨，并得到下面结论：（1）PLC直接上网的LCU结构优于经过工控机上网LCU结构；（2）智能设备以直接接入I>LC现地总线方式最好；（3）智能设备经串II转换接入ILC或经串II宜•接上网方式，具有普遍应用意义；（4）智能设备直接上网是很有前途的方式。木文也讨论了在PLC直接上网模式下，如何实现CPU、输入、输出、电源和机箱联接电缆等冗余策略，为大型、特大型水电厂实现无人值班的日标，提供了可借鉴的方法。关键词：水电厂无人值班计算机监控系统现地控制单元结构自从二十世纪八十年代屮期，计算机监控系统在水电厂•开始应用以来，它在水电厂应用越来越广泛。新建电厂大多数都采用计算机监控系统与新机组同步投运，绝大多数没有采用监控系统的老水电厂已经或正在进行以计算机监控系统为屮心的综合H动化改造。计算机监控系统是水电厂创国内一流水电厂基础，更是创国际一流水电厂，实现“无人值班关门运行〃的前提条件。随着计算机监控系统在国内水电厂应用不断扩大，计算机监控系统的结构也在不断地变化发展。近一二T•年，计算机按照摩尔定律迅速发展，对监控系统结构的发展影响很大。论文作者从事计算机监控系统的现地控制单元（以下简称LCU）研制T作，愿意将近来LCU结构变化趋势与大家共同分析探讨，希望同行专家能多提宝贵意见。1.计算机监控系统整体结构发展情况在二十世纪八十年代初期，水电厂计算机监控系统处在探索阶段。其典型的结构是集中式结构。这主要受当时硬件资源的限制。当时可供选择的计算机设备种类少且价格高，限制了其它结构方式的发展。其主要缺点是灵活性差、可靠性差、实时性差。到二十世纪九十年代中期，逐渐形成现在计算机监控普遍采用的模式：分层、分布、开放。日前，领先公司的产品已达到全分层、全分布、全开放、血向对象。所谓分层是指计算机监控系统按功能分成现地控制层、厂站控制层、梯调（或集屮）控制层（根据实际需要设立该控制层）。现地控制层的功能是现地数据的采集并上送给厂站控制层及梯调控制层（以---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---LCU下将厂站控制层、梯调或集屮控制层简称为上位系统），根据指令或lj启动执行顺控流稈。监控系统的实时性主要由现地控制层来保证，因此它要具有非常好的实时性和很高的可靠性。厂站控制层根据监控系统运行工况，rti运行人员对现场设备发出控制命令（设备不成纽.）,或根据负荷曲线或根据电网频率变化自动进行控制（设备成组情况）。梯调（或集中）控制层是厂站层的延伸，在流域梯级电站或电站群的情况下设立，负责所管辖电站的经济运行和统一调度。上位系统要求具有良好的人机联系手段，完善的功能，较高的运算速度，长期稳定运行的性能，较强的与其它系统联接或通讯能力。分布是指将现地控制层依据现场设备分成一个一个单元，每个单元建立相对独立LCU。在水电厂监控系统屮，一般每台机组设一个LCU,开关站、公用设备、厂用电设备、大坝等依据控制设备的多少、设备的布置及资金情况设一个LCU或若干个LCU。分布使监控系统功能得到分散，各层有各层的功能，根据各层功能要求设置备层设备，使不同层计算机设备的性能得到充分发挥。分布使现地设备的控制彼此独立，有利于设备独立运行、方便维护检修。分层、分布使计算机监控系统功能分配合理，可靠性提高，设备维护检修非常方便。开放（性）主要指监控系统的软件适应硬件的程度，以及监控系统的节点可扩展性。实践证明，计算机监控系统的分层、分布、开放的模式是正确的，是经得起时间考验的。2.LCU结构及改进的必要性到目前为止，普遍使用的LCU结构如下图所示：图一屮虚...