鄒振興鄒振裕

（1.廣東職業(yè)技術(shù)學院 2.佛山沙口水廠）

多系列PLC控制系統(tǒng)升級改造*

鄒振興1鄒振裕2

（1.廣東職業(yè)技術(shù)學院 2.佛山沙口水廠）

根據(jù)水廠PLC控制系統(tǒng)的具體情況和發(fā)展需求，對水廠現(xiàn)有的PLC控制系統(tǒng)進行升級改造。采用三菱新產(chǎn)品Q系列PLC升級改造落后老化的大A和小A系列PLC站，解決不同系列的PLC網(wǎng)絡(luò)通訊問題，提高水廠PLC控制系統(tǒng)的安全性、兼容性和先進性。

PLC；網(wǎng)絡(luò)；升級；改造

1 引言

佛山沙口水廠是一間日供水能力達50萬噸的大型水廠，先后分三期建設(shè)：1993年初第一期工程建成投產(chǎn)；1994年底第二期工程全面竣工；2002年9月第三期工程完成后，該廠的自動化程度大大提高，生產(chǎn)能耗進一步降低，出廠水質(zhì)更趨穩(wěn)定。水廠整個生產(chǎn)流程的操作及監(jiān)控采用集散控制系統(tǒng)，其生產(chǎn)控制系統(tǒng)采用日本三菱PLC。由于水廠投產(chǎn)至今已有18年，在不斷的發(fā)展改造中，先后采用了三個系列的三菱PLC，包括：大A、小A和Q系列PLC。全廠共有29個聯(lián)網(wǎng)PLC站，其中，大A系列9個；小A系列15個；Q系列5個。編程軟件采用三菱GX Developer，適合上述三個系列編程使用。

水廠PLC控制系統(tǒng)的主網(wǎng)采用三菱Ⅱ網(wǎng)，以光纖作為網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈接介質(zhì)，新一泵站的4個Q系列PLC站均采用星型以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過新一泵的Q系列PLC通訊站中轉(zhuǎn)后再與舊一泵PLC主站鏈接，與Ⅱ主網(wǎng)通訊，沙口水廠PLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 沙口水廠PLC網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

2 原控制系統(tǒng)存在的問題

2.1 部分PLC站老化

目前在用的大A系列PLC站使用年期最長的已經(jīng)達到16年，最短的也有8年。由于使用時間較長，出現(xiàn)AD模塊通道損壞、數(shù)值漂移和電源模塊損壞的情況，而且廠家現(xiàn)已不再生產(chǎn)大A和小A系列模塊。鑒于以上情況，為使水廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)能夠保持正常、穩(wěn)定運行，沙口水廠將大A系列PLC站逐步淘汰，升級到最新的Q系列PLC站。

2.2 主網(wǎng)兼容性差

由于水廠現(xiàn)有的三菱Ⅱ網(wǎng)只能兼容大A和小A系列PLC站，不能兼容Q系列PLC站，但大A系列PLC站處于淘汰階段，需要采用新產(chǎn)品Q系列PLC來代替[1,2]。所以必須通過改造三菱Ⅱ網(wǎng)，來提升主網(wǎng)的兼容性。

3 改造措施

3.1 升級部分PLC站

(1) 將二泵7號、8號、9號三個小A站改為Q系列的PLC站，同時將小A站的程序修改為Q系列程序，拆下來的小A模塊可用于大A站的改造；

(2) 將排污站、反沖站、2泵主站三個大A站改為小APLC站，并修改大A站的程序為小A系列；

(3) 增加新二泵通信站（小A），把原來7、8、9號站的地址分配到新二泵通信站，新二泵通信站連接到水廠主網(wǎng)（三菱Ⅱ網(wǎng)）中，實現(xiàn)新二泵通信站與7、8、9號站的地址映射，從而實現(xiàn)7、8、9號站的數(shù)據(jù)在整個主網(wǎng)的傳輸；

(4) 調(diào)整整個主網(wǎng)的站號，修改相應(yīng)的程序和上位機的設(shè)置。

3.2 改造局部主網(wǎng)為以太網(wǎng)

將原來的聯(lián)網(wǎng)順序：反沖→2泵主站→2泵7站→2泵8站→2泵1站，改為：反沖→2泵主站→新2泵通信站→2泵1站；二泵7號、8號、9號三個Q系列站通過交換機與新二泵通訊站交換數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成局部的以太網(wǎng)，圖2為改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

圖2 改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4 改造過程中的重要環(huán)節(jié)

(1) Q、小A系列與大A系列AD模塊程序初始化的不同，必須修改程序，否則收集不到模擬信號[3]；

(2) 大A系列的程序改為小A系列，須更換CPU的類型，各個類型的模塊所占的點數(shù)要重新定義；

(3) 小A系列的程序改為Q系列，必須更換CPU的類型，各個類型的模塊所占的點數(shù)要重新定義；

(4) 三菱Ⅱ網(wǎng)不能兼容Q系列的PLC，Q系列的PLC站必須通過通訊站進行映射，設(shè)定IP地址、端口號，解決各站之間的通訊問題；

(5) 三菱Ⅱ網(wǎng)上的PLC站的站號，不能出現(xiàn)空缺和不連續(xù)號；

(6) 同一個PLC站的地址，不能出現(xiàn)兩段或以上的地址編號，且地址段必須連續(xù)。

5 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代是必然趨勢，為確保生產(chǎn)的安全穩(wěn)定，適時對生產(chǎn)控制系統(tǒng)進行升級改造是非常必要的。本次技術(shù)改造跨越了三菱PLC的三個系列、兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了水廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)的安全性、兼容性和先進性，為廠礦企業(yè)同類型的PLC系統(tǒng)升級改造提供了很好的參考作用。

[1] 鄒振裕,羅永恒,等.沙口水廠混凝劑優(yōu)化投加的研究及實踐[J].中國給水排水,2009,25(17):51-53.

[2] 李展峰,鄒振裕,等.水廠濾池自動反沖洗系統(tǒng)[J].電氣應(yīng)用,2008,27(8):61-63.

[3] 鄒振裕,羅永恒,等.水廠濾池自動反沖洗控制的優(yōu)化研究[J].工業(yè)水處理,2011,31(1):74-75.

Reconstruction of Complex PLC Control System

Zou Zhenxing1Zou Zhenyu2
（1.Guangdong Textile Polytechnic 2.Foshan Shakou Waterworks）

This project in accordance with the situation and demand of Water Plant, reconstructed the plc control system of Water Plant, used the new production of Mitsubishi Q series PLC Modular to reconstruct the aging and backward big A series PLC stations and small A series PLC stations, Solved the communication problem of different series PLC network, improved the safety, compatibility, and advanced of PLC control system in water plant.

Programmable Logic Controller; Net; Upgrade; Reconstruct

廣東省佛山市禪城區(qū)產(chǎn)學研項目(2008B1034)

鄒振興，男，1982年生，碩士研究生，從事電子電路及自動化控制應(yīng)用及開發(fā)。