一、项目背景

某 300MW 燃煤火力发电厂，为区域主力供电热源厂，锅炉燃烧系统的炉况监测是电厂节能降耗、安全运行的关键。2025 年三季度电厂开展锅炉燃烧优化改造，要求炉况监测仪实时采集炉膛温度、烟气含氧量、炉内压力、煤粉浓度等核心数据，三菱 Q2AS PLC 需在 90ms 内完成数据解析，根据炉况偏差调节送引风机转速、煤粉给料量，实现锅炉高效低氮燃烧，同时将炉况数据与锅炉运行参数上传至电厂 SIS 系统。原有 485 总线采集方案数据刷新周期 2.2s，且锅炉车间高温、高粉尘、强振动环境下总线通讯易受干扰，数据丢包率达 3%，导致炉况调控不及时，锅炉燃烧效率偏低，氮氧化物排放接近限值。电厂决定保留原有 PLC 锅炉控制程序，通过捷米特 JM-ETH-A 以太网通信模块为 PLC 扩展以太网通讯能力，实现炉况数据的高速、抗干扰采集与闭环优化调控，解决传统总线通讯的传输短板与环境适配问题。

二、系统架构与设备清单

1. 核心控制器

三菱 A 系列 PLC：型号 Q2AS，固件版本 20CX，负责燃煤电厂锅炉燃烧系统的启停控制、炉况闭环优化调节、设备状态监测、故障报警及 SIS 系统数据交互。

2. 以太网转换模块

捷米特 JM-ETH-A，导轨式安装，自带 COM1（RS-232）、COM2（RS-485/422）双串口，10/100M 自适应 RJ45 网口，支持三菱 MC 协议、Modbus TCP 双协议并发，最多支持 6 个上位机同时访问，适配电厂集控室、锅炉车间控制室、环保监测室的多端数据监控需求。

3. 采集设备

虹润 NHR-9700 燃煤电厂专用炉况监测仪，IP67 防护等级，以太网接口，支持 Modbus TCP 协议，炉膛温度采集精度 ±0.5℃、烟气含氧量精度 ±0.1%，数据刷新周期 < 1.5ms，可直接安装于锅炉炉膛、烟道等监测点，适配高温、高粉尘的锅炉车间环境。

4. 网络基础设施

摩莎 EDS-408A 工业交换机，8 口百兆，工业级耐高温、抗振动设计，支持端口镜像与隔离，抗粉尘、抗电磁干扰能力强，适配燃煤电厂锅炉车间的复杂工业环境。

5. 辅助设备

• 上位机：戴尔 Precision      T7920 工业工作站，安装 WinCC 7.5 SP4，用于锅炉炉况数据、燃烧运行参数的实时监控、历史数据归档及燃烧效率分析；

• 触摸屏：三菱 GOT1000 系列 GT1685M-STBA，带以太网口，原生支持三菱 MC 协议，供锅炉车间现场操作人员设置炉况监测阈值、调节燃烧控制参数、查看实时炉况与设备运行状态；

• SIS 系统：电厂厂级监控信息系统，通过 OPC UA 接口实现与锅炉控制系统的双向数据交互，用于电厂生产过程监控、能耗分析与环保数据上报；

• 执行设备：施耐德 TeSys 系列变频器控制的送引风机、煤粉给料机，通过 PLC 模拟量输出模块实现炉况优化调控的动作执行，配套西门子脱硝喷氨系统，实现低氮燃烧协同控制。

三、硬件连接与 IP 规划

1.  捷米特 JM-ETH-A 以太网通讯模块的 COM1 口通过 QC30R2 编程电缆连接至 Q2AS PLC 的 RS-232 编程口，实现模块与 PLC 的串口数据交互；COM2 口连接 PLC 的 485 总线，预留用于后续扩展锅炉省煤器温度、空预器压差等辅助采集设备。

2.  JM-ETH-A、虹润炉况监测仪、三菱 GOT1000 触摸屏、戴尔工业上位机全部接入摩莎 EDS-408A 工业交换机，IP 地址统一规划在 192.168.20.0/24 网段

四、软件配置与调试步骤

1. 模块侧设置

• 模块上电后，通过 Chrome 浏览器访问 192.168.20.100:80，进入 JM-ETH-A 的 Web 配置界面，完成基础参数配置；

• 串口参数配置：波特率      115200bps、数据位 8、偶校验、停止位 1，无流控，与三菱 Q2AS PLC 串口默认参数完全匹配；

• 抗干扰配置：开启模块数据缓存与校验功能，设置数据重传机制，确保在锅炉车间强干扰环境下通讯的稳定性。

2. 上位机与触摸屏组态

（1）上位机组态

• 在 WinCC 7.5 SP4 中添加 “捷米特 JM 驱动”，输入      JM-ETH-A 的 IP 地址 192.168.20.100，通讯协议选择三菱 MC 协议，建立上位机与 PLC 的以太网通讯；

• 配置锅炉炉况实时监控画面、燃烧效率趋势分析曲线、环保排放数据统计报表，实现炉况数据的可视化与精细化管理。

（2）三菱触摸屏组态

• 在三菱 GT Designer2 组态软件中，新建与 Q2AS PLC 的以太网通讯连接，协议选择三菱 MC 协议，填写触摸屏 IP192.168.20.102，完成通讯参数配置；

• 设计锅炉车间现场操作界面，包含炉况核心数据实时显示、燃烧控制参数手动 / 自动切换、设备故障报警提示及紧急停机按钮，适配现场高温、高粉尘环境下的便捷操作需求。

五、总结与展望

本案例通过为三菱 Q2AS PLC 配合捷米特 JM-ETH-A 以太网通讯模块，在不改动原有燃煤电厂锅炉控制程序的基础上，实现了 PLC 与虹润 NHR-9700 炉况监测仪的高速、稳定、抗干扰以太网通讯，彻底解决了传统 485 总线采集方案在锅炉车间复杂环境下的数据延迟、丢包、燃烧调控不及时等问题。后续电厂计划基于该通讯架构，扩展脱硫、脱硝系统的采集与控制设备，构建燃煤电厂环保与燃烧协同优化的智慧控制系统，进一步提升电厂的节能降耗与环保水平。