得失集丨细碎PLC控制系统创新技改

一、背景介绍

公司现在使用的细碎控制系统是某设备制造有限公司配套提供的PLC控制系统，设备稳定性能差，当出现技术问题时，其售后服务跟不上。

主要存着以下问题：

1.PLC控制系统的卡件系10年前卡件，其技术水平较为落后，其稳定性差，已经发生3次卡件故障，卡件故障后导致整个系统不能工作(内部逻辑保护限制)，联系厂家也无简洁、快速的解决的办法，只能从厂家购买安装有内部程序的卡件才能解决故障，故障处理时间长影响正常上煤效率，严重者存在机组停运隐患；并且更换卡件是全部更换所需费用非常高。

2.PLC控制系统内的逻辑设置密码保护，厂家拒绝提供密码，公司人员无法查看内部逻辑，PLC也无记录测点历史数据功能，当发生不安全事件时，无法调取关键时段历史数据记录，严重影响故障分析、定位和治理，厂家远程也无法进行有效的指导性找出故障原因，导致每次设备故障处理时间延长，存在影响机组停运隐患；

3.PLC控制使用10年，已经超过电子产品使用不超过8年限的要求，结合其故障率高隐患，和细碎设备对机组稳定运行的重要作用，对其更换迫在眉睫。

二、基本情况

(一)创新点

本改造以“及时消除故障、保障机组稳定、降低设备成本”为核心目标，创新点集中体现在以下三方面：

1.系统架构创新：分布式控制的高度集中化与标准化

创新表现：将两台独立的细碎PLC控制系统无缝并入现有的辅控DCS系统，而不是为其新建一套独立的DCS或沿用多套PLC并存的模式。

创新价值：统一监控平台：打破了信息孤岛，运行人员可以在同一个DCS监控画面上操作和监视所有辅控设备(包括新增的细碎设备)，极大地提高了操作的便捷性和效率。

降低运维成本：统一了控制系统品牌和型号，减少了备品备件的种类，简化了后期维护人员和运行人员的培训难度。

提升系统可靠性：DCS系统在复杂流程控制、网络通信和数据处理方面通常比多台PLC简单拼接更有优势，系统架构更稳定。

2.工程实施创新：基于现有基础设施的“嵌入式”扩容

创新表现：新增的DCS硬件并非安装在新机柜中，而是巧妙地利用原DCS02控制柜和DCS03扩展柜的“背面”空间进行安装。

创新价值：节约空间与成本：在空间有限的电子间内，最大限度地利用了现有盘柜的物理空间，避免了新增一列控制柜所带来的空间占用、钣金制作和安装成本。

集成化程度高：这种“见缝插针”式的安装方式，体现了项目规划的高度精细化和对现有资源的充分利用，使扩容部分与原有系统在物理上紧密结合。

3.用户体验(人机交互)创新：以运行人员为中心的平滑过渡设计

创新表现：明确要求“DCS组态风格维持现辅控DCS控制系统的习惯”，确保新老系统操作界面的一致性。

创新价值：最小化学习成本：运行人员无需重新学习和适应新的操作界面和逻辑，实现了从旧系统到新系统的“零学习”平滑过渡，有效避免了因操作不熟导致的误操作风险。

提升操作安全：保持一致的操作习惯是工业生产中保障安全的重要一环，这一设计充分考虑了人为因素，体现了“以人为本”的安全理念。

(二)实施步骤：从方案到落地的全流程管控

前期准备阶段。咨询DCS厂家到就地实际勘察，确认现辅控DCS版本以及T2转运站电子间控制柜情况，根据现场情况制定最优方案，并提出不加新控制柜，电缆最大利旧的想法，达到节约成本的目标。

技术设计。在技术设计方案的时候，确认DCS02控制柜和DCS03扩展柜的“背面”空间进行安装，并且把A、B细碎控制分开，这样做到及时其中一台控制柜失电的情况下，另一台细碎还是能够满足运行，达到分散风险的目的。

施工第一阶段设备安装：在T2转运站电子间内原DCS02控制机柜背面安装一列卡件，原DCS03扩展柜背面安装3个钣金件，安装导轨线槽和卡件。

施工第二阶段设备更换：将细碎相关信号重新敷设新的控制电缆，控制指令及反馈信号接入原DCS02控制柜和DCS03扩展柜内。就地拆除原PLC柜，将原信号线做好记录，恢复网线，电源线及信号线。

施工第三阶段调试试运：完成所有测点信号核对工作才进行上电检查，检查控制器、模块，各IO模块的状态灯正常后在进行组态下装，软件硬件检查无误后进行设备单体调试、热工联锁保护试验和系统试运。

(三)A、B细碎逻辑优化

1.组态画面优化：在原组态画面上增加弹窗，增加正反转标识及二次确认按键并互锁，减少误操作风险。增加跳停保护首出及报警保护首出，运行人员第一时间知道故障原因。

2.细碎逻辑优化：结合原PLC逻辑及现场实际情况，与输煤专业及运行共同商讨优化油站启停时间，保证细碎在启停前后细碎轴承润滑充足，延长使用寿命。

(四)安全保障措施

1.作业安全：本次施工按照一台运行一台改造方式进行(改造期间先停运其中一台细碎，另一台运行)，在保证生产正常的情况下，逐步开展控制系统的改造工作。具备调试条件时，工作负责人提前和现场运行人员沟通，经现场运行人员同意并确定调试设备区域已具备相应的安全措施，再次确认调试时的监护措施也到位的情况下开展调试工作。

2.质量管控：本次改造严格按照引用规程进行安装工艺和质量验收且必须进行开工前和施工结束后的软件备份工作，并且整个调试过程中的原则为不能因为调试而造成原有系统的正常操作与监视功能异常，各级技术人员深入现场，作好现场施工技术交底和技术指导工作，并及时解决施工中的问题，信号核对，卡件上电测试，网络通讯测试出现的问题不过夜。

(四)预期效益

安全与可靠性显著提升(核心效益)。消除重大隐患，保障机组稳定运行：从根本上解决了原PLC系统老化、卡件故障导致的“整个系统瘫痪”问题，显著降低了因细碎设备故障引发的机组停运风险，直接保障了发电主系统的安全稳定。提高系统可用性：新系统采用高可靠性的DCS平台，模块化设计且A、B细碎控制独立，实现了“故障隔离”。即使一侧系统失电或故障，另一侧仍可正常运行，大大提高了设备的整体可用率和上煤效率。增强故障分析能力：DCS系统具备完善的历史数据记录功能，能够快速调取故障瞬间的关键参数，极大缩短了故障分析、定位和处理时间，变被动抢修为主动预防。

经济效益显著，全生命周期成本降低。直接节约改造成本，利用现有DCS机柜背面空间进行“嵌入式”扩容，避免了新增控制柜的钣金、安装和空间占用成本。最大化利用原有的旧电缆，减少了新电缆敷设和材料费用。并入现有辅控DCS，无需为细碎系统单独购买新的软件授权和组态平台。大幅降低运维成本：统一到新华XDC800系统，减少了专用、老旧PLC卡件的储备种类和数量，降低了备件采购成本和库存压力。原PLC厂家的垄断性高价卡件问题被彻底解决。系统集成后，维护人员只需专注于一套DCS系统，降低了维护复杂度和人工成本。减少非停损失：通过提升系统可靠性、缩短故障处理时间，有效避免了因细碎设备故障导致的机组非计划停运所带来的巨大发电量损失。

系统性能与智能化水平提升。控制功能优化：通过逻辑优化，使设备运行更符合实际工艺要求，延长了细碎设备本身的使用寿命。人机交互优化：增加的操作确认、互锁、首出报警等功能，有效防止了误操作，并能快速定位故障原因，提升了操作的安全性和智能化水平。

三、工作启示

本次改造的预期效益是全方位且可持续的。它不仅是一次简单的设备更换，更是一次以安全可靠为核心、以降本增效为导向、以技术自主为保障的系统性升级。改造成功后，将实现安全上由“隐患点”变为“稳定点”，经济上由“高成本、受制于人”变为“低成本、自主可控”；管理上：由“分散复杂”变为“集中高效”。最终，该项目将为公司的安全生产、成本控制和长期稳定运行奠定坚实的技术基础。（陈思宏）