2 保障PLC控制系統(tǒng)自身安全的策略

2.1 隔離和冗余

　　操作員的控制指令是通過PLC控制裝置傳送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制操作任務(wù)的，所以PLC控制系統(tǒng)首先必須能保證自身的安全和可靠。既要保證控制系統(tǒng)與被控系統(tǒng)對(duì)象之間實(shí)時(shí)可靠的信息傳遞交換，又要采取必要的隔離措施以防止現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境對(duì)控制系統(tǒng)的干擾；對(duì)于需要長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，還要對(duì)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵和重要部分或部件采用熱備冗余方式。所以，隔離和冗余是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)自身安全可靠運(yùn)行的基本方法。

　　(1) 安全隔離

　　PLC系統(tǒng)所有數(shù)字量I/0信號(hào)通道與現(xiàn)場(chǎng)之間均采取繼電器隔離措施，以排除現(xiàn)場(chǎng)惡劣工況的影響。如果沒有采取繼電器隔離措施，感應(yīng)電以及現(xiàn)場(chǎng)高等級(jí)電壓的誤接，可能會(huì)干擾正常的信號(hào)采集甚至直接燒毀I/0模塊。

　　系統(tǒng)中分布在不同位置的I/0站分別負(fù)責(zé)不同區(qū)域設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制，個(gè)別I/0站或者個(gè)別設(shè)備的故障不會(huì)影響其余站點(diǎn)和設(shè)備的正常控制和運(yùn)行，從而將局部故障造成的不良后果降到最小。

　　控制系統(tǒng)的電源也采取了隔離措施。本控制系統(tǒng)配有一套在線UPS電源，上位機(jī)、PLC主機(jī)、各I/0站的電源集中由UPS電源供電。當(dāng)外部供電電源消失時(shí)，UPS電源的蓄電池裝置能維持30 min的供電，操作員此時(shí)可進(jìn)行應(yīng)急操作，比如可以將所有設(shè)備按照流程順序切換到跳閘位置。另外，UPS電源裝置還具備濾波整流和穩(wěn)壓功能，可以減少或避免控制系統(tǒng)設(shè)備受到外部供電電源質(zhì)量的影響?？刂葡到y(tǒng)中每套設(shè)備的電源供電均通過相應(yīng)容量的空氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)，從而可以減少或避免系統(tǒng)不同設(shè)備電源之間的相互影響。

　　(2) 熱備冗余

　　本輸煤控制系統(tǒng)采用兩級(jí)控制方式，系統(tǒng)上、下位機(jī)均采用雙機(jī)雙纜熱備冗余。下位機(jī)PLC主機(jī)站內(nèi)配備西門子S7-400H系列雙CPU熱備冗余系統(tǒng)，2臺(tái)CPU中的控制程序在工作中保持同步運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)CPU出現(xiàn)故障時(shí)，備用CPU能自動(dòng)投入，保證整個(gè)PLC程控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2臺(tái)上位機(jī)同樣互為熱備，可以隨意選擇一臺(tái)進(jìn)行控制操作。

　　在本系統(tǒng)中，設(shè)置了5個(gè)I/0站。在煤控室設(shè)置了3個(gè)I/0站，在煤倉層設(shè)置了2個(gè)I/0站。PLC主機(jī)與各I/0站的通訊網(wǎng)絡(luò)為PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，采用雙通道、雙纜熱備冗余配置。

　　本控制系統(tǒng)接受外部?jī)陕藩?dú)立的220 VAC電源，當(dāng)一路電源失去時(shí)，另一路電源能通過無擾切換裝置瞬間自動(dòng)投入，不會(huì)影響控制系統(tǒng)的運(yùn)行。即使外部?jī)陕冯娫赐瑫r(shí)消失，UPS電源的蓄電池裝置也能維持30 min供電，起到短時(shí)備用的作用。

2.2 正確安裝、使用、維護(hù)

　　控制系統(tǒng)的安裝要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，比如要保證可靠接地、設(shè)備及電纜等要正確固定、控制電纜要與動(dòng)力電纜分開敷設(shè)等。使用維護(hù)過程中要注意保持清潔和通風(fēng)，檢查接口有無松動(dòng)等。

　　在上位機(jī)工控機(jī)中設(shè)有不同等級(jí)的操作權(quán)限密碼許可，對(duì)PLC程序編輯修改并進(jìn)行上載或下載的操作須由能獲得密碼許可的專業(yè)人員進(jìn)行。

　　以上主要從PLC控制系統(tǒng)的軟件編程和硬件配置兩個(gè)方面分析介紹了實(shí)現(xiàn)電廠輔機(jī)系統(tǒng)的安全控制和運(yùn)行的方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)必然會(huì)為電廠等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的控制提供更為強(qiáng)大的安全保障。