ABB DCS系统与PLC通讯异常原因分析及处理

ABB DCS系统与PLC通讯异常原因分析及处理

张瀚方,李瑞鹏,季洪蒙

(华能沁北发电有限责任公司、河南济源、459012)

摘要：某电厂2号机组设计为锅炉吹灰程控采用PLC独立控制，PLC与DCS通过MODBUS通讯协议进行通信，以便将吹灰系统各设备状态显示于DCS画面。某次检修后期出现DCS与PLC通讯异常现象，本文就此次异常进行原因分析，给出相应的处理办法以及防范措施。

关键词：DCS；PLC；通讯异常

1 引言

目前大型火电机组普遍采用DCS系统控制现场各主辅机设备，但某些小系统，如锅炉吹灰程控、空预器间隙调整等可能会采用PLC构造独立的控制系统，PLC与DCS之间通过MODBUS协议建立通讯连接，以实现设备状态在DCS画面的显示和运行人员手动单操设备功能。某电厂主机DCS为ABB SYMPHONY系统，锅炉吹灰程控采用施奈德Premium系列PLC控制，PLC与DCS控制器MFP通过MODBUS协议连接，主机DCS画面上可以显示吹灰系统各阀门及吹灰器实时状态，也可实现运行人员手动操作功能。吹灰系统的可靠运行除了与MFP和PLC的状态有关外，还与通讯是否正确可靠密切相关。

2 吹灰PLC与主机DCS通讯异常现象描述

2022年6月27日，根据机组运行需要，审批通过了2号炉空预器连续吹灰控制逻辑修改申请单。电厂热控人员接到任务后，首先对2号机组DCS相应控制器进行了修前比对，结果无误后进行DCS组态备份，之后开展逻辑修改工作，修改完成后进行编译比对，无异常后进行控制器组态下装。下装结束将控制器打执行位后发现吹灰画面各阀门的开关状态均显示不正常。阀门的位置反馈信号通过硬接线接入PLC的IO通道，然后通过通讯送到DCS，检查发现阀门状态在PLC IO通道处显示正常，但DCS画面接收不到信号。通过笔记本连接PLC检查实时PLC程序，发现所有通讯点PLC侧送出状态正常，但DCS侧接收不到，均为0，DCS功能码FC143监视状态为”1”，由此判断PLC与DCS通讯中断。

3 原因分析

通过对MFP、PLC、通讯电缆及各接口逐一检查后，排除硬件故障的可能性。通讯异常在控制器下装后出现，初步判断下装导致了通讯中断。

因吹灰系统采用PLC控制，DCS侧MFP中除正常控制逻辑外还有C文件及相关数据文件，这些文件首要的作用是配置通讯，文件中规定了双方地址的对应关系。通过在composer中对控制器右键Run Time - View Files，可以看到如图1所示，在线控制器内有3个C文件，一个数据文件“1”，还有一个日志文件“777”。文件1和文件777都可以右键保存出来。

图1 控制器包含的C文件及相关数据文件

通过专用工具对文件1.DAT和项目树中的C程序文件1705（如图2）进行反编译检查，发现配置的通讯点位错误，DCS侧与PLC侧对不上，至此可以确定通讯异常原因为通讯配置文件错误。带C文件的控制器在下装时，比其他控制器多出两个可选项，如图3所示，分别为Program File、Both，即带C文件的控制器可以选择只下装DCS组态，或只下装C文件，或者同时下装DCS组态和C文件，控制器比对只能比较DCS组态文件，无法比较C文件，因此在未发现C文件有问题的情况下，勾选了Both选项下装，导致错误C文件下到控制器中，造成通讯点位错乱，通讯中断。

图2 控制器中的C程序文件

图3 控制器下装选项

使用多年，经过多次比对、备份的组态中正常不应出现错误文件，此次项目树中出现错误的通讯配置文件，分析原因为当初建立通讯调试期间曾下装过或者回读过一个中间态的通讯文件，这个中间态一直以1705文件的方式存在在项目树中，随后又完善过的C文件，直接在View Files中通过Load Data File的方式下装进入控制器，之后没有按标准操作及时进行回读同步，导致项目树中的1705与控制器中的C文件不匹配。多年来所作的备份都没有考虑通讯配置文件，也没有回读同步，因此错误文件一致保留至今。

4 处理过程

组态文件正常，只是通讯无法连接，因此需要找到正确的通讯配置文件，重新下装。可用于下装的通讯原文件有3种，分别是：RTU文件、.$$$文件、1.DTA。RTU是编写通讯配置文件的最原始的文件，可以用记事本直接打开编辑，如果找到的是RTU文件，则可以通过GPI02工具进行编译，生成一个GPI02.$$$文件，然后将GPI02.$$$文件进行下装。如果找到的是.$$$文件，则可以省去编译的步骤，直接下装。如果找到的是1.DTA文件，则该文件是composer将.$$$再次处理后的文件，也可以直接下装。具体下装方法如下：

（1）将控制器打到组态位；

（2）选中控制器右键 - Run Time - View File；

（3）在该界面右键-Load Data File；

（4） 选择对应的.$$$文件或者1.DTA文件，如果选的是.$$$文件，在选择ID的时候必须填写”1”；

（5）因下装C文件会将控制器初始化，因此C文件下装完成后，再正常下装一次组态；

（6）控制器打执行，检查各设备状态即可。

5 防范措施

造成此次异常的直接原因是下装错误C文件，如果通讯没有改动，或者控制器没有初始化，则只下装DCS组态即可。间接原因是项目树中备份的C文件一直存在错误，如果保证项目树里都是正确文件，则勾选Both下装也不会出现问题。今后在执行此类工作时，若不涉及通讯修改或控制器格式化，只下装DCS组态即可。

同时排查使用ABB SYMPHONY系统的DCS各控制器，涉及第三方通讯的是否及时回读同步C文件，若未及时回读，项目树中保留错误通讯文件，在日后下装或更换控制器时依旧是一个不小的隐患。对于一些老电厂来说，年代久远，各系统通讯接口源文件可能备份不全，有些已经丢失，在没有通讯源文件的情况下，及时回读同步是唯一的备份办法。其次热控人员应梳理机组各系统通讯配置文件，包括RTU文件、.$$$文件、GPI2P2BS.CSP、GPI2P2BS.LMS、GPI2P2BS.MAP，若使用BRC300以上，则为MDB文件。做好DCS组态备份的同时，也应做好通讯配置文件的备份。除了更新项目树，保证项目树中各文件都是正确且最新外，还应备份好各系统的原始通讯配置文件，做好多地冗余备份，以防丢失。