西门子模块6ES216-2BD23-0XB8大量现货

二、工艺控制要求
　　2.1数据采集系统（DAS）
　　 连续采集和处理所有与压缩机组及其辅机相关的重要测点及设备状态，及时向操作员提供有关的运行信息，实现机组安全经济运行。
　　 机组参数的当前值或状态的显示、棒状图显示、报警显示和趋势显示。
　　报警显示：
　　

　　

　　 事故顺序（SOE）记录，通过在CIMPLICITY ME中进行C语言编程，并且通过CIMPLICITY HMI与归档数据库SQL2000实时记录S90-30系统内部的事件动作，能jingque到1ms。
　　 机组概貌P&ID图的模拟显示，通过CIMPLICITY HMI进行组态，并且实现参数报警变色以及变量注释的动态显示。
　　机组气路P&ID图：
　　

　　

　　机组油路P&ID图：
　　

　　

　　泵组P&ID图：
　　

　　

　　加热器P&ID图：
　　

　　

　　2.2模拟量控制系统（MCS）
　　GE Fanuc PID回路增益、kp、 ki、 kd可由所控制的过程特性确定。其中关键在于：
　　1、当我们通过固定量改变CV时，PV改变有多大？开路增益是什么？
　　2、系统响应有多快，或者说CV输入跃迁后PV改变有多快？
　　许多过程可由过程增益，初级或次级顺序延迟及一个纯时间延迟而模拟。在频率范围内，含一纯时间延迟的初级顺序延迟系统的转换功能如下：
　　 PV(s)/CV(s)=K*e*(-Tps)/(1+Tcs)
　　例：在时间范围内绘出时间t0的跃迁响应曲线：
　　

　　

　　k：过程开路增益=PV终改变/t0时的CV改变
　　Tp：t0之后在过程输出PV开始传送前的过程时间延迟或“死”时间。
　　Tc：Tp之后PV达到终PV值的63.2%时所需要的时间。
　　测量这些参数的佳方法是把PID模块置于手动模式把CV做小幅跃迁，并且绘出PV响应时间的曲线。
　　GE Fanu的PID调节方法由Ziegler和Nicholas在四十年代发展起来的。
　　一旦k、Tp和Tc三个过程模型参数确定后，即可用来估算PID回路增益。作用速率：R=K/Tc
　　只有比例控制，计算Kp
　　Kp=Tc/(k*Tp)
　　 对于比例和积分控制
　　Kp=0.9*Tc/(k*Tp)
　　Ki=0.3*Kp/Tp
　　 对于PID控制
　　Kp=G/(Tp*R) G为1.2~2.0
　　 Ki=0.5*Kp/Tp
　　 Kd=0.5*Kp*Tp
　　 采样周期在(Tp+Tc)/10至(Tp+Tc)/100之间。
　　还有一种“理想调节”方法，可以获得佳的SP改变响应。
　　Kp=2*Tc/(3*k*Tp)
　　Ki=Tc
　　Kd=Ki/4
　　本系统的所有模拟量控制包括：调节油压力，润滑油压力，压缩机入口压力，循环水入口流量等均采用PID ISA标准模块进行控制。这样选择了适当的参数后，可以快速响应负荷或能量的变化，在自动方式下不需要人为的干预。当发生手动自动切换时实现平滑控制。
　　2.3 防喘振控制（Anti-Surge）
　　 GE90-30通过CIMPLICITY ME集成有专门的防喘振控制系统，有以下特点：
　　 一旦发生喘振，可以人工干预、校正安全区域。
　　 当工况点大于规定的速率越过喘振控制线时，自动打开防喘振阀。
　　 以适当的控制器输出增益响应，使防喘振阀实现快开和慢关。
　　 配有手操功能，用于调节、试验和排除故障。
　　 用接点控制电磁阀，当发生剧烈喘振或机组联锁时，直接开启防喘振阀。
　　 控制模型充分考虑了机组压力，流量的要求和变化，大限度的接近喘振线，保证工作区域大。
　　
　　防喘振控制：
　　

　　

　　
　　2.4 抽气压力和压缩空气电液调节（ELA）
　　 在监控系统CIMPLICITY HMI上显示和控制505E，实现对汽轮机转速，抽气压力和压缩机空气负荷的调节。
　　 通过HMI和505E的配合使用，实现就地/远程控制方式，方便操作人员的控制要求。
　　2.5 汽轮压缩机组紧急跳闸保护（ESD）
　　 机组停车保护的主要项目包括：润滑油总管压力、安全（速关）油压力、转速、轴振动、轴位移、轴承温度和真空等。所有的保护输出在逻辑上有闭锁功能，以防止如热电阻、热电偶的误动作。整个系统的扫描周期在40毫秒左右，完全能够满足紧急响应的要求。
　　
　　三、GE Fanuc 的解决方案
　　
　　3.1 系统结构
　　

　　

　　
　　本系统采用 GE Fanuc 系列90-30 PLC系统作数据采集和控制，为了保证系统的可靠性，控制部分采用双机热备结构，电源、CPU、通讯模块和Genius通讯总线、以太网通讯模块等都是冗余的。通过双机热备软件MAX-ON配置后，导入Proficy Machine Edition编程软件内，从而实现双机热备功能，保证系统的高可靠性。数据采集部分由三层五个10 槽机架组成，层之间通过Genius总线连接。双机热备部分与数据采集部分利用 Genius Bus Controller (GBC)网络通讯模块通过Genius双总线进行数据的通讯与传输。现场的各类模拟信号、电磁报警接点信号、PLC 输出到现场电磁阀的起停信号等均通过端子排与 PLC I/O 模块相连，实现数据的采集和控制。上位机监控系统为GE Fanuc公司的Proficy CIMPLICITY HMI V6.1来实现数据采集及控制功能。包括2台工程师站和1台操作员站，并且在一个工程师站上集成WebView Server功能，用户就可以通过bbbbbbs IE浏览器实现全厂局域网数据浏览功能，便于公司管理层及时了解现场情况。
　　3.2 软件系统
　　 下位机系统软件为Proficy Cimplicy Machine Edition
　　CIMPLICITY ME由Logic Developer(PAC、PLC、PC、State、CNC)，View，Motion Developer等组成。
　　

　　

　　
　　CIMPLICITY ME不但能够对可编程控制器，分布式 ，嵌入式控制器，数控系统进行编程组态，而且能够对GE的操作面板，工控机和伺服系统进行编程控制。这样，ME将多种控制要求集成在同一个平台下，符合现代控制要求多样性的要求，是一个功能十分强大的系统平台。
　　

　　

　　
　　
　　如上图所示：ME包含了大量的系统控制功能
　　
　　ME具有如下几个特点：
　　 使用CIMPLICITY ME软件，在一个公共的环境用于配置、编程、调试和维护用户程序。
　　 统一的用户界面
　　 一个数据库（交叉参考、变量表等）
　　 符号编程
　　 即拖即放功能
　　 Test修改编辑模式
　　 强大的在线帮助窗口
　　 支持多种IEC1131语言包括LAD、FBD、SFC、ST和C语言
　　 热备系统软件MAX-ON
　　利用热备软件MAX-ON对S90-30系统进行配置后，导入ME中即可实现控制器之间的同步和数据交换。相对于西门子的S7-300软冗余，该系统配置简单、无须编程、数据交换效率更高、稳定性更好、有严格的授权要求。
　　 上位机软件为Proficy Cimplicy HMI
　　 CIMPLICITY HMI主要有以下几点特性：
　　 CIMPLICITY HMI包括CimEdit和CimView两大组件。使用CimEdit功能可以非常方便的进行屏幕编辑；CimView作为显示功能使用。
　　 在HMI中可导入OLE和ActiveX对象，例如趋势、SPC图表及报警浏览器等内容。
　　 由于采用了开放式的系统设计，其系统数据库登录使用了标准ODBC接口。例如将报警、事件、与数据点值登录到Microsoft Access数据库文件、Microsoft SQL Server数据库或Oracle数据库中去。可以从报表和各种符合ODBC标准的应用程序中检索数据库信息。
　　 支持VB脚本进行基本的功能控制。
　　 利用Microsoft C/C++和Microsoft Developers Studio可生成新设备通讯接口，利用该接口访问第三方设备。
　　 支持OPC，包括OPC客户机和OPC服务器。
　　 含有报表管理器，很容易生成基本的过程报表。
　　 支持客户机/服务器结构和服务器冗余功能。
　　 支持Web Server和Web View功能。
　　对于本套控制系统而言，具有价值的是全面的应用了GE Fanuc Proficy系列软件。这样，在S90-30热备系统与工程师站或操作员站之间实现了的无缝高效的结合，无须利用脚本工具进行冗余通讯等额外的编程，这是使用第三方软件难以实现的。CIMPLICITY HMI可以和GE Fanuc的热备系统和三重化冗余系统进行无缝结合。
　　
　　3.3 硬件系统
　　 本系统共采集143路模拟量信号，包括14路热电偶，60路RTD；采集的离散量99路。应用的S90-30系列模块如下：
　　 主热备CPU
　　 表1：
　　

　　

　　 从站CPU
　　 表2：
　　

　　

　　 分布式I/O通讯模块
　　 表3：
　　

　　

　　 数据采集I/O模块
　　 表4：
　　

　　

　　三、应用总结
　　GE Fanuc的控制系统在沈鼓的应用已经有15年的时间了。随着沈鼓产品在我国的石油、化工、冶金、空分等等领域的应用，GE Fanuc的控制系统也经历了严峻的考验。到目前为止，经沈鼓集成的GE Fanuc控制系统已经有上百套投入运行，包括VersaMax、S90-30、S90-70、GMR各级系统。如此多的产品很少有因为系统故障而影响生产的，为沈鼓产品的成功运行助力很多。
　　特别是近两年来GE Fanuc的Proficy系列软件的全集成概念，使得整个系统运行更加可靠，开发时间更短，我们在做系统集成时也更加得心应手，为沈鼓机组的控制做出了突出贡献。

工业废水处理系统：
　　利港电厂工业废水处理系统用来处理一、二期4×350MW发电机组的工业废水，废水包括补给水系统的再生废水、化验室排水、锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场冲洗废水等。各就地工业废水池通过废水输送泵将工业废水送至工业废水处理站#1-6存放池中，工业废水站废水不对外排放，经中和处理后的酸碱废水和锅炉区域的低浊度碱性废水直接利用3台工业废水处理给泵送至#2灰浆池，作为冲灰补充水。
　　工业废水分为二类：
　　类废水包括再生废水和化验室排水，贮存在#5存放池中，处理工艺流程图为：
　　



　　第二类工业废水包括锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场废水等，贮存在#1-4和#6存放池中，处理工艺流程图为：
　　



　　原控制系统和存在缺点
　　利港电厂工业废水处理原控制系统，控制功能的实现全由继电器搭建而成，采用模拟屏显示系统流程及门和泵的运行状态，废水系统液位、流量是以二次显示表和记录仪方式实现，模拟量的控制通过单独的调节器实现，无法实现报表自动生成和处理水量统计功能。该套系统使用十五年时间，老化严重，已经影响生产，主要存在以下缺点：
　　1、控制系统技术落后，故障率高；
　　2、电子产品产品老化严重，维修和更换费用都比较高；
　　3、继电器硬接线回路，技术改进困难，成本也高；
　　4、无法满足系统无人值守和自动统计的要求。
　　5、原系统无趋势分析、无报警记忆功能，维护系统、分析和处理事故存在困难.
　　6、工业废水系统无法实现实时数据采集和信号进SIS信息管理系统功能。
　　改造设计思想：
　　1、拆除工业废水原模拟盘控制柜，拆除原有按钮控制板，拆除原有的单回路调节器设备。
　　2、按要求重新配置、组态一套工业废水控制系统，新系统具备无人职守的能力。
　　3、用上位机平台控制方式，在CRT上直接进行对系统运行的监视和操作系统设备，上位机的配置，采用价比较高的通用型PC机。
　　4、采用性能优越的IFIX监控软件，通过操作员站对工业废水处理系统和进行监视控制，即通过LCD画面和键盘对整个工艺系统进行监视和控制，控制室不再设常规控制仪表盘。
　　5、工业废水控制系统更改后，将该系统接进水网，主干网采用以太网络，PLC和两台操作员站均接到以太网上构成一个以太网，易于组态、易于使用、易于扩展。
　　6、控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口，而且具有上层管理厂级实时监控（SIS）系统的接口，同时具有可扩展性。
　　设计方案：
　　本控制系统PLC设计选用GE公司PAC 7系列PLC，采用单CPU配置系统结合多台上位计算机操作员站的控制方式，控制系统不采用就地控制箱上装配开关和按钮的方式，在操作控制室通过上位计算机系统对整个废水处理流程进行集中运行监示、报警与控制。废水处理系统在自动运行方式时，具备无人职守的能力及条件，设计了多种控制模式，可在上位机上选择运行。
　　1、PH值控制程序，再生废水处理后，PH值在6-9之间送至#3存放池以便再利用，PH值〈6或
　　〉9时返回#5池重新处理。
　　2、时间控制程序，本系统严格按照时序，顺序工作，允许在工作过程中进行手动、备用和自动方式的切换。
　　3、分组工作程序，由于多台废水存放池对应多台处理给泵和气泵，采用了分组运行的方法，根据实际情况进行控制参数据选择，这样既方便对各个对象的控制，又不影响设备的检修。
　　4、工业废水处理控制系统配置：一台控制电源分配柜，控制系统中各个电压等级的电源转换及各个控制设备的配电；2台PLC柜，内装一套废水处理系统PLC装置、必须的PLC、网络保护装置、继电器（日本idec 24VDC中间继电器）、4-20mA模拟量隔离器（日本ASAHI）等；一台LCD操作员站。
　　改造后系统功能比较：
　　1、监视功能及特点
　　通过各种可选择的画面（如运行画面、事件管理画面、报警画面等）对系统进行监视控制，实现生产过程的自动化。iFIX监控软件具有与下位机系统通讯的能力，实时监控现场设备的工作状态，显示生产过和中的工作曲线，具有远程控制能力，向下位机采集数据，对历史数据进行存储、查询、显示、打印等。监控系统有如下特点：
　　（1） 界面显示：具有全中文显示，界面友好，操作方便，系统流程画面采用主菜单的形式，在每幅画面下都可以通过按钮切换。在中心控制室对能全系统被控设备进行实理控制。
　　（2） 实时画面显示功能：用图型实时地的显示各现场的状态参数。用模拟仪表、趋势曲线显示参数的实时变化情况。根据阀门的开闭及水泵的启停状态。
　　（3） 参数修改画面和故障诊断画面等各种监视画面，便于生产人员能够快速、清晰地了解整个系统的生产情况。
　　（4） 安全功能：设定不同权限的口令，限定不同人员进入系统的权限，计算机启动后直接进入运行画面。
　　（5） 数据管理：数据库存储生产数据和操作记录，供统计分析使用。便于对历史数据的的记录和事件分析。
　　2、系统实现的功能
　　（1）所有设备操作均以窗口的方式实现，采用弹出式窗口操作的有：阀门、马达（泵或风机）的启停或/和调节，窗口的上方显示该设备的名称及EAM编码，下面该设备的操作按钮和检修挂牌按钮。操作窗口弹出后，可以方便地在窗口内对设备的参数进行修改，或改变设备的运行状态，泵和阀门采用不同的颜色表示设备的不同状态，。
　　（2）自动运行方式说明
　　工业废水系统在自动运行方式状态下，跟据水池的液位实现自动运行和泵的自动加药处理，从而进一步实现无人值守。当就地设备或系统出现异常，对自动控制造成无法正常运行时，例如阀门的开启和信号反馈有误仪表故障等，通过修改分组工作程序重亲新保证系统的正常自动运行。
　　（3）PID调节
　　酸碱加药部分的PH调节采用PID方式进行调节，PID调节是指调节器根据被调参数的给定值（SP）和过程值（PV）之间的偏差，通过比例P、积分I、微分D运算，改变调节器输出使过程值跟踪给定值从而达到无差调节的目的。PID调节有手动和自动两种调节方式：自动时PLC根据SP和PV间的偏差，按照PID算法自动改变控制输出，直到过程值等于给定值；手动时通过运行人员人为改变控制输出达到调节目的。酸碱加药部分调节中，自动时变频器的频率由控制系统计算值决定；自动解除后，变频器频率有操作员直接输出值。画面上有变频泵出力大小的数字显示，点击显示数字会弹出一画面，上面会显示泵出力大小的输出值和反馈值，其中输出值在非自动状态下操作员可以设定和改变。
　　3、方便维护
　　 采用Proficy(TM) Machine Edition V5.50版本的专用编程软件，该软件提供了简单友好的用户界面，可重复使用的程序、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助。很方便的进行程序编写、软件调试、系统维护完全依照bbbbbbs环境的操作习惯设计，易学易用，可以极有效率之方式来操作。采用项目(project)观念，以可视化之方法将程序的开发内容以阶层化的方式加以呈现，令相关之工作内容一目了然，不论是程序的开发或维护皆能以极为直觉的方式进行。多样化的联机方式，提供直接联机、调制解调器联机及因特网联机等，并可自行将不同的联机设定内容，提供联机(on-line)的程序编辑功能，编辑完后可立即执行不必重新下载程序，可大幅缩短程序的开发与修改时间。 提供多窗口的阶梯程序画面，可将不同区段之程序同时呈现以便加以对照、复制与编辑 。 提供弹性之阶梯程序编辑功能可执行程序网络的插入、复制、贴上、删除等高效能操作，以加速程序之输入。 多窗口的阶梯程序高亮度显示画面，除将各开关组件闭合状态以红色直接在组件上显示外各应用指令内的缓存器其现在值亦直接在窗口内一起显示此对程序测试有极大之帮助，在窗口内亦可直接点选开关组件并对其加以抑能、致能或强制设定，被抑能之接点与线圈在显示上有别于正常之组件，以助于组件状况之掌握。
　　4、实现厂级管理的联网
　　 通过发电厂厂级监控信息系统（SIS）是处于火电厂控制系统（DCS等）与管理信息系统（MIS）之间的，主要为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的，对生产过程进行实时管理和监控的信息系统。