PLC与工控机器视觉技术提升水电厂物品控制系统安全性
1 引言
随着国民经济的不断发展，对电力系统和水电厂的要求也在逐渐提高。为了提升安全生产水平并实现“无人值班”，装备一套结构合理、功能完善且可靠性高的现地控制单元变得尤为重要。
2 原有设备问题分析
2.1 原有现地单元
原有的现地控制单元主要由一面盘柜组成，内置Modicon984-145型PLC（图1）。该PLC具备基本的控制和数据采集功能，并采用了MB+网方式与一体化工控机以及上位机通信。然而，该PLC仅配备一个RS-232口，其协议固定为MODBUS，从站规约只能是MODBUS。
2.2 原系统存在问题
(1) 电站整体通信网络采用一个MB+网，若发生故障可能影响整个电站运行，对安全运行构成隐患。
(2) 对外通信扩展不便，无法有效接入外部设备信息；许多外部设备信息难以被PLC采集。
(3) 随着外部控制设备更新改造所需测控点数增加，原有配置已无法满足需求。
(4) 当地显示界面即一体化工控机故障率较高。
(5) 备品备件订购越来越困难。
因此，对现地控制单元进行更新改造至关重要。
3 技改方案分析
针对水电厂现场实际情况，我们提出以下三个技术改造方案供比选：
(1) 全面升级
全新更换原有设备，以Quantum PLC替换老旧的Modicon984-145型PLC。这意味着所有旧件将报废，同时需要大量时间用于现场配线安装工作，其成本相对较高且周期长。
(2) 扩展DI/DO屏幕
仅在原有基础上增加开关量输入输出点数，不改变核心硬件，即仍使用Modicon984型PLC，与上位机保持MB+网络通讯模式。这种方案只做到了扩充，但没有提升系统性能或可靠性，因此其意义有限。
(3) 扩展新的Quantum PLC屏幕
保留原有的屏柜，将新增加一个Quantum PLC屏幕柜，其中Quantum PLC与原始PLC通过MB+网进行交流，而与上位机则采用以太网通讯方式。在新增的屏幕中安装了一台通信管理器。这项改动利用了既有设施，同时引入了更先进的处理能力和网络连接能力，特别是在MODBUS PLUS网络中的高速、高效、可靠交互技术。此举极大提升了数据处理速度，为水电厂提供了更加现代化、高效能的手段。