西門(mén)子PCS7冗余系統(tǒng)在煤礦上的典型應(yīng)用

一、工程簡(jiǎn)介：
       此系統(tǒng)是北海潿洲炭黑自動(dòng)化生產(chǎn)線，自控系統(tǒng)方案的技術(shù)指標(biāo)如下：
　　
　　系統(tǒng)軟硬件總體要求：系統(tǒng)先進(jìn)成熟可擴(kuò)展，以便今后建立全廠級(jí)的控制－管理一體化；系統(tǒng)組態(tài)軟件平臺(tái)采用Windows NT操作系統(tǒng)；系統(tǒng)提供高級(jí)語(yǔ)言接口和高級(jí)算法；系統(tǒng)提供在流程畫(huà)面上支持控制調(diào)節(jié)窗口、報(bào)警窗口和報(bào)表窗口等；系統(tǒng)具有操作員級(jí)的控制站和I/O模板運(yùn)行狀態(tài)自診斷及顯示功能；系統(tǒng)具備帶電插拔功能；系統(tǒng)冗余功能：通訊網(wǎng)絡(luò)、控制器和電源都要求冗余。
　　
　　系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)功能：雙閉環(huán)控制調(diào)節(jié)回路14個(gè)；單閉環(huán)控制調(diào)節(jié)回路13個(gè)；遠(yuǎn)程手操調(diào)節(jié)回路14個(gè)；安全連鎖系統(tǒng)功能：包括有各反應(yīng)爐溫度、風(fēng)機(jī)、水泵安全連鎖信號(hào)和天然氣、一氧化炭濃度探測(cè)安全連鎖信號(hào)；顯示操作打印系統(tǒng)功能：高分辨率各種畫(huà)面直觀顯示，鼠標(biāo)操作，屏幕列表報(bào)警，實(shí)時(shí)參數(shù)、狀態(tài)和操作記錄等報(bào)表打?。恍盘?hào)處理系統(tǒng)功能：AI合計(jì)102路，AO合計(jì)48路，DI合計(jì)134點(diǎn)，DO合計(jì)63點(diǎn)。
　　
二、自控系統(tǒng)方案:
        本工程采用德國(guó)西門(mén)子plc官網(wǎng)基于全集成自動(dòng)思想化的新一代過(guò)程控制系統(tǒng)PCS7，具體系統(tǒng)方案既保證其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，又保證用戶(hù)在使用后在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)操勝券。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析、對(duì)比和研究上述需求，我們選定的集成方案見(jiàn)附圖。有關(guān)該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：
　　
　　工程師站和操作員站的特點(diǎn)充分貫徹西門(mén)子公司全集成自動(dòng)化的思想，系統(tǒng)具有統(tǒng)一的通訊、統(tǒng)一的組態(tài)工具、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，消除了傳統(tǒng)的DCS與PLC之間的鴻溝；西門(mén)子plc編程軟件和監(jiān)控軟件WinCC(視窗控制中心)為基于Windows 95/NT操作系統(tǒng)的開(kāi)放型全圖形化R人機(jī)操作界面，具有組態(tài)方便，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)；Win CC擁有完備的工業(yè)圖形庫(kù),如閥門(mén)、反應(yīng)罐、模擬傳統(tǒng)顯示儀表、管道等, 方便了工程師設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程畫(huà)面；人機(jī)界面具有良好的開(kāi)放性，支持以太網(wǎng)、Profibus、RS232、RS422/485等通訊方式，支持TCP/IP、網(wǎng)絡(luò)DDE、ODBC、OPC、SQL、Internet等標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議;操作員界面為全漢化界面，并且具有動(dòng)態(tài)語(yǔ)言切換功能，有利于出口項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和調(diào)試；Win CC提供獨(dú)特的組態(tài)向?qū)?，詳?xì)的在線幫助，多媒體自學(xué)軟件, 以及全套中文使用手冊(cè)和參考手冊(cè)，有利于用戶(hù)在較短的時(shí)間內(nèi)快速掌握;系統(tǒng)通信功能特點(diǎn)PROFIBUS-FMS通信協(xié)議運(yùn)行于WindowsJNT環(huán)境，用于上位機(jī)與控制器間的實(shí)時(shí)通MPI通信協(xié)議運(yùn)行于WindowsLNT環(huán)境，用于上位機(jī)與控制器間的編程組態(tài)通訊；PROFIBUS-DP通信協(xié)議運(yùn)行于Windows NT環(huán)境，用于控制器與ET-200 擴(kuò)展I/O間的實(shí)時(shí)通訊，速度可達(dá)12M，距離可達(dá)9.6公里(電纜)或90公里 (光纜)。
　　
　　控制器和I/O模板特點(diǎn)S7系列控制器和 I/O卡件可靠性高，MTBF在數(shù)十萬(wàn)小時(shí)以上（最短MTBF ＝19.6年）；模擬量輸入卡具有兩線制變送器配電功能，所有類(lèi)型的I/O信號(hào)均有本安卡件供選擇；所有模塊均有完善的自診斷功能、傳感器斷線監(jiān)測(cè)功能、在線插拔功能，保證了系統(tǒng)安全、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可用性和可維護(hù)性；控制組態(tài)軟件特點(diǎn)系統(tǒng)提供完善的符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)工具，包括梯形圖（LADER）、語(yǔ)句表（STL）、連續(xù)功能圖（CFC）、順序功能圖（SFC）、結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言（SCL），且各種組態(tài)工具可混合使用，交叉引用非常方便快捷；系統(tǒng)提供近500個(gè)CFC標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫(kù)，提高了系統(tǒng)組態(tài)效率，縮短了工程周期；冗余系統(tǒng)功能特點(diǎn)控制器冗余系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙控制器冗余切換的功能，當(dāng)主控的CPU出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)CPU自動(dòng)地接替主控CPU的工作，切換時(shí)間為毫秒級(jí)。
　　
　　通信冗余功能包括：采用PROFIBUS-DP協(xié)議的ET200M I/O站冗余通訊接口和電纜，實(shí)現(xiàn)與雙控制器（CPU）的 冗余通訊；電源冗余功能：10A 直流電源冗余配置，用于CPU和模板供電。   
三、解決實(shí)施中出現(xiàn)的問(wèn)題:
        由于該工程是我公司第一次應(yīng)用西門(mén)子PCS7冗余系統(tǒng)，在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中遇到了一些小的技術(shù)問(wèn)題，但在北京阿法天基科技有限公司的大力支持和我公司的共同努力下，都得到了圓滿(mǎn)解決。在此將問(wèn)題和解決辦法說(shuō)明如下，以供參考：
　　
　　問(wèn)題：新購(gòu)的EPSON公司LQ-1600-KIII打印機(jī)無(wú)NT4.0打印驅(qū)動(dòng)程序,不能打印。
　　
　　辦法：安裝EPSON公司LQ-1600-KI FOR NT4.0打印驅(qū)動(dòng)程序即可。
　　
　　問(wèn)題：炭研院原來(lái)未提聲卡報(bào)警要求，后用戶(hù)要求增加，但訂西門(mén)子聲卡來(lái)不及。
　　
　　辦法：購(gòu)買(mǎi)普通電腦聲卡，并編寫(xiě)相應(yīng)程序解決。
　　
四、 結(jié)論和體會(huì):
       集合本系統(tǒng)是根據(jù)炭黑設(shè)計(jì)院為北海潿洲終端炭黑廠建設(shè)工程自控系統(tǒng)所提技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，結(jié)合西門(mén)子先進(jìn)的過(guò)程控制系統(tǒng)PCS7的特點(diǎn)，特別是應(yīng)用冗余技術(shù)進(jìn)行配置選型優(yōu)化設(shè)計(jì)，才得以中標(biāo)的。同時(shí)在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中確實(shí)遇到的一些技術(shù)問(wèn)題，不僅做到完全滿(mǎn)足招標(biāo)書(shū)的技術(shù)條款，現(xiàn)場(chǎng)按期通過(guò)調(diào)試，并且一次投運(yùn)成功，獲得了化工部炭研院和中國(guó)海洋石油南海西部公司的一致好評(píng)。

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