多系列PLC控制系统升级改造*

邹振兴邹振裕

（1.广东职业技术学院 2.佛山沙口水厂）

多系列PLC控制系统升级改造*

邹振兴1邹振裕2

（1.广东职业技术学院 2.佛山沙口水厂）

根据水厂PLC控制系统的具体情况和发展需求，对水厂现有的PLC控制系统进行升级改造。采用三菱新产品Q系列PLC升级改造落后老化的大A和小A系列PLC站，解决不同系列的PLC网络通讯问题，提高水厂PLC控制系统的安全性、兼容性和先进性。

PLC；网络；升级；改造

1 引言

佛山沙口水厂是一间日供水能力达50万吨的大型水厂，先后分三期建设：1993年初第一期工程建成投产；1994年底第二期工程全面竣工；2002年9月第三期工程完成后，该厂的自动化程度大大提高，生产能耗进一步降低，出厂水质更趋稳定。水厂整个生产流程的操作及监控采用集散控制系统，其生产控制系统采用日本三菱PLC。由于水厂投产至今已有18年，在不断的发展改造中，先后采用了三个系列的三菱PLC，包括：大A、小A和Q系列PLC。全厂共有29个联网PLC站，其中，大A系列9个；小A系列15个；Q系列5个。编程软件采用三菱GX Developer，适合上述三个系列编程使用。

水厂PLC控制系统的主网采用三菱Ⅱ网，以光纤作为网络传输链接介质，新一泵站的4个Q系列PLC站均采用星型以太网结构，经过新一泵的Q系列PLC通讯站中转后再与旧一泵PLC主站链接，与Ⅱ主网通讯，沙口水厂PLC系统网络拓扑结构如图1所示。

图1 沙口水厂PLC网络拓扑图

2 原控制系统存在的问题

2.1 部分PLC站老化

目前在用的大A系列PLC站使用年期最长的已经达到16年，最短的也有8年。由于使用时间较长，出现AD模块通道损坏、数值漂移和电源模块损坏的情况，而且厂家现已不再生产大A和小A系列模块。鉴于以上情况，为使水厂生产控制系统能够保持正常、稳定运行，沙口水厂将大A系列PLC站逐步淘汰，升级到最新的Q系列PLC站。

2.2 主网兼容性差

由于水厂现有的三菱Ⅱ网只能兼容大A和小A系列PLC站，不能兼容Q系列PLC站，但大A系列PLC站处于淘汰阶段，需要采用新产品Q系列PLC来代替[1,2]。所以必须通过改造三菱Ⅱ网，来提升主网的兼容性。

3 改造措施

3.1 升级部分PLC站

(1) 将二泵7号、8号、9号三个小A站改为Q系列的PLC站，同时将小A站的程序修改为Q系列程序，拆下来的小A模块可用于大A站的改造；

(2) 将排污站、反冲站、2泵主站三个大A站改为小APLC站，并修改大A站的程序为小A系列；

(3) 增加新二泵通信站（小A），把原来7、8、9号站的地址分配到新二泵通信站，新二泵通信站连接到水厂主网（三菱Ⅱ网）中，实现新二泵通信站与7、8、9号站的地址映射，从而实现7、8、9号站的数据在整个主网的传输；

(4) 调整整个主网的站号，修改相应的程序和上位机的设置。

3.2 改造局部主网为以太网

将原来的联网顺序：反冲→2泵主站→2泵7站→2泵8站→2泵1站，改为：反冲→2泵主站→新2泵通信站→2泵1站；二泵7号、8号、9号三个Q系列站通过交换机与新二泵通讯站交换数据，从而构成局部的以太网，图2为改造后的网络结构图。

图2 改造后的网络结构

4 改造过程中的重要环节

(1) Q、小A系列与大A系列AD模块程序初始化的不同，必须修改程序，否则收集不到模拟信号[3]；

(2) 大A系列的程序改为小A系列，须更换CPU的类型，各个类型的模块所占的点数要重新定义；

(3) 小A系列的程序改为Q系列，必须更换CPU的类型，各个类型的模块所占的点数要重新定义；

(4) 三菱Ⅱ网不能兼容Q系列的PLC，Q系列的PLC站必须通过通讯站进行映射，设定IP地址、端口号，解决各站之间的通讯问题；

(5) 三菱Ⅱ网上的PLC站的站号，不能出现空缺和不连续号；

(6) 同一个PLC站的地址，不能出现两段或以上的地址编号，且地址段必须连续。

5 结束语

随着科技的发展，产品更新换代是必然趋势，为确保生产的安全稳定，适时对生产控制系统进行升级改造是非常必要的。本次技术改造跨越了三菱PLC的三个系列、两种网络结构，提高了水厂生产控制系统的安全性、兼容性和先进性，为厂矿企业同类型的PLC系统升级改造提供了很好的参考作用。

[1] 邹振裕,罗永恒,等.沙口水厂混凝剂优化投加的研究及实践[J].中国给水排水,2009,25(17):51-53.

[2] 李展峰,邹振裕,等.水厂滤池自动反冲洗系统[J].电气应用,2008,27(8):61-63.

[3] 邹振裕,罗永恒,等.水厂滤池自动反冲洗控制的优化研究[J].工业水处理,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

广东省佛山市禅城区产学研项目(2008B1034)

邹振兴，男，1982年生，硕士研究生，从事电子电路及自动化控制应用及开发。