2 保障PLC控制系統自身安全的策略

2.1 隔離和冗余

　　操作員的控制指令是通過PLC控制裝置傳送到現場設備實現控制操作任務的，所以PLC控制系統首先必須能保證自身的安全和可靠。既要保證控制系統與被控系統對象之間實時可靠的信息傳遞交換，又要采取必要的隔離措施以防止現場復雜環境對控制系統的干擾；對于需要長期連續運轉的系統，還要對控制系統中的關鍵和重要部分或部件采用熱備冗余方式。所以，隔離和冗余是實現控制系統自身安全可靠運行的基本方法。

　　(1) 安全隔離

　　PLC系統所有數字量I/0信號通道與現場之間均采取繼電器隔離措施，以排除現場惡劣工況的影響。如果沒有采取繼電器隔離措施，感應電以及現場高等級電壓的誤接，可能會干擾正常的信號采集甚至直接燒毀I/0模塊。

　　系統中分布在不同位置的I/0站分別負責不同區域設備的數據采集和控制，個別I/0站或者個別設備的故障不會影響其余站點和設備的正常控制和運行，從而將局部故障造成的不良后果降到最小。

　　控制系統的電源也采取了隔離措施。本控制系統配有一套在線UPS電源，上位機、PLC主機、各I/0站的電源集中由UPS電源供電。當外部供電電源消失時，UPS電源的蓄電池裝置能維持30 min的供電，操作員此時可進行應急操作，比如可以將所有設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壓功能，可以減少或避免控制系統設備受到外部供電電源質量的影響。控制系統中每套設備的電源供電均通過相應容量的空氣開關實現，從而可以減少或避免系統不同設備電源之間的相互影響。

　　(2) 熱備冗余

　　本輸煤控制系統采用兩級控制方式，系統上、下位機均采用雙機雙纜熱備冗余。下位機PLC主機站內配備西門子S7-400H系列雙CPU熱備冗余系統，2臺CPU中的控制程序在工作中保持同步運行，當一臺CPU出現故障時，備用CPU能自動投入，保證整個PLC程控系統的正常運行。2臺上位機同樣互為熱備，可以隨意選擇一臺進行控制操作。

　　在本系統中，設置了5個I/0站。在煤控室設置了3個I/0站，在煤倉層設置了2個I/0站。PLC主機與各I/0站的通訊網絡為PROFIBUS-DP現場總線網絡，采用雙通道、雙纜熱備冗余配置。

　　本控制系統接受外部兩路獨立的220 VAC電源，當一路電源失去時，另一路電源能通過無擾切換裝置瞬間自動投入，不會影響控制系統的運行。即使外部兩路電源同時消失，UPS電源的蓄電池裝置也能維持30 min供電，起到短時備用的作用。

2.2 正確安裝、使用、維護

　　控制系統的安裝要按照相關標準進行，比如要保證可靠接地、設備及電纜等要正確固定、控制電纜要與動力電纜分開敷設等。使用維護過程中要注意保持清潔和通風，檢查接口有無松動等。

　　在上位機工控機中設有不同等級的操作權限密碼許可，對PLC程序編輯修改并進行上載或下載的操作須由能獲得密碼許可的專業人員進行。

　　以上主要從PLC控制系統的軟件編程和硬件配置兩個方面分析介紹了實現電廠輔機系統的安全控制和運行的方法。隨著技術的發展，PLC控制系統必然會為電廠等工業生產領域的控制提供更為強大的安全保障。