晋中西门子PLC模块代理商

系统配置

我公司选用了西门子SIMTIC PLC来完成此项目，根据用户要求及实际情况，配置如下：

主控制站一个，设在输煤综合楼控制室。采用S7-400系列的CPU414-2DP一对，冗余配置，实现控制任务。由于输煤系统设备的分散性，还在煤仓间设置了一个远程站，采用西门子ET200M远程I/O系统，通过冗余的PROFIBUS现场总线与主控制站连接。编程采用STEP 7软件。这套软件不仅是一个简单的程序编写软件，还集成了硬件组态、网络设置、系统调试、项目管理等各种功能，使项目的实施更加方便。

系统配备了两台上位机，其中一台还兼做工程师站。上位机监控系统采用了西门子的WinCC人机接口软件，它不仅能很好的支持S7系列的CPU，还集成了多种网络连接方式, 使上位机与自动化系统的连接工作非常方便。此外, WinCC软件在画面组态、报警设置、数据存档、报表设计等方面的功能非常强大，且支持C脚本，从而可以完美地实现工程设计人员的想法。

输煤系统主要的功能是上煤控制和配煤控制。

（一）、上煤控制：由于输煤系统皮带较多，煤输送的目的地也有多个，还要综合考虑路径上相关设备的运行状况，上煤路径繁多，因此改造前运行人员操作比较困难。系统实施后，实现了完整的上煤控制人物，大大减轻了运行人员的负担。

上煤控制分自动、手动及就地三种方式。

（1）自动方式：
首先通过上位机选择运行路径，系统自动检查所有选择的运行路径是否正确，路径设备是否已准备好（无故障，有电源等），若检查无误，上位机指示“程选有效”后，操作人员即可通过键盘发出“预启”命令, 系统自动完成预启工作。若20妙内预启成功，则CRT显示“允许启动”。操作人员确认后系统便自动按顺序起动现场所有相关设备。

若检查运行路径出错，或路径设备未准备好，上位机指示“路径选择出错”，提示操作人员重新选择设备或排除故障。在运行中，当任一台设备发生重大事故，如拉绳、持续2秒以上的重跑偏、重打滑和堵煤等，立即联跳逆煤流方向的设备。当按“紧急停机”时，运行设备立即全线停机。

（2）手动方式：
手动方式有两种，一种是联锁手动，另一种是解锁手动。两种方式都在上位机上通过鼠标操作。

联锁手动是运行人员按照逆煤流方向一对一的启动设备，按顺煤流方向一对一地停机，流程内设备存在联锁关系，所以手动停任一台正在运行的设备，逆煤流方向的所有设备联锁停机。可防止堵煤等事故的发生。

解锁手动时，运行人员可随意启停任何一台设备，此时无任何联锁关系，绝不可带负载运行。主要用于设备调试。

（3）就地方式就地控制方式不作为系统正常运行手段，不经过程控器控制，在就地控制箱上进行操作。

（二）、配煤控制：配煤控制功能分为程控配煤和手动配煤。通过控制配煤方式，可以灵活的控制加仓。

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配煤方式也分为手动和自动两种方式。

（1）自动配煤：自动配煤根据锅炉的加仓要求，由操作员通过键盘和鼠标输入相关指令，实现自动加仓配煤。

a. 煤位优先加仓：加仓起始，先顺序给低煤位仓优先配煤,直至消除煤仓低煤位信号。

b. 时间循环加仓：待所有煤仓低煤位信号消失后，再按顺序对各煤仓以一定时间循环加仓。各煤仓的加仓时间可在上位机上任意设定，也可设置为各煤仓加到高煤位后再转向下一煤仓。

c. 自动跨越功能：在配煤过程中能自动跳过高煤位、超高煤位的煤仓及检修仓。

d. 尾仓、检修仓设定：在上位机上可任意设定尾仓、检修仓，加仓时尾仓及其后方煤仓均不再配煤。

e. 匀煤功能：当全部煤仓出现满煤位信号后，上煤程序自动停机并把皮带上余煤配至尾仓或均匀配至各仓。

f. 超高煤位报警：配煤过程中，任一煤仓出现超高煤位,立即报警并换仓配煤。

（2）手动配煤：在上位机上手动操作任何一台犁煤器的抬落实现配煤。

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此外还有一系列保护和联锁功能保证输煤系统的安全运。这些联锁包括启动联锁、停机联锁和事故联锁等。

输煤控制系统的过程监视和管理是由两套性能和配置相同且互为备用的工控机实现的。工业PC机配21寸彩色 CRT、操作键盘、鼠标、打印机等。采用bbbbbbs NT平台，主要完成下列功能：

1. 画面显示显示系统主菜单、路径选择、工艺流程、原煤仓加仓、运行状况、设备状况、故障显示、电流表、趋势曲线、运煤量表等画面。

2. 系统运行操作系统路径的选择，系统自动启/停操作和远方手动启/停操作。

3. 报表管理显示和追加系统记录报告，实时打印系统事件报告，实时或定时打印系统运行报表。

4. 报警功能 CRT屏幕显示故障区域流程图，事故设备图形变色或闪烁, 屏幕上方用汉字显示故障性质及发生时间。打印机自动打印故障内容及发生时间。语言报警系统发生语音信号。

结束语

项目完成后，运行一直非常良好，用户反映此系统易于维护，使用方便，性能稳定，与改造前相比大大减轻了运行和维护人员的工作量，减少了事故，对电厂的安全高效运行有很大的帮助。

工艺系统

本项目符合标准的电站工艺，工艺流程图如下图所示，本机组基本运行方式为两炉一机母管制、定压运行（同时存在单台炉机运行的工况）。正常时，减温减压器不投入运行；当汽机故障时，减温减压器投入运行，保证热用户汽源的稳定。SIEMENS PCS7 PS过程控制系统的模拟量（MCS）、顺序控制（SCS）、数据采集和处理（DAS）、燃烧器管理系统（FSSS）、汽机跳闸保护（ETS）等功能，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
锅炉、汽机和主要辅机可设置保护系统，当检测到危险工况或关键的过程变量超过允许值时使系统及辅机跳闸，采用冗余和分散的跳闸原则以获得防止系统拒动和误动的充分保证。

系统特点

●为了保证系统的稳定运行，我们采用的系统软件平台为英文bbbbbbS NT4.0系统。
●采用了应用于电站控制的PS软件包，组态方便合理，节省了大量的时间和人力并且易于扩展。
●在OS上应用了客户机－服务器系统
●冗余功能
●硬件冗余：控制器冗余系统可以实现双控制冗余切换的功能，当主控的CPU出现故障时，另一CPU自动地接替主控CPU的工作，切换时间为毫秒级。
●通讯冗余功能：在本项目中采用了符合PROFIBUS-DP 协议的ET200MI/O站冗余通讯接口和电缆，实现了与双CPU的冗余通讯。
●电源冗余:在给CPU和模件供电中采用了电源冗余配置。
●过程控制系统的监视、报警和自诊断功能高度集中在CRT上和在打印机上打印，控制系统可在功能和物理上进行分散。

结束语

在控制系统具体设计中，我们采用了应用于电站控制的 PS软件包，使得组态方便合理，易于扩展并节省了大量的时间和人力。在冗余功能控制方面，控制器冗余系统可以实现双控制冗余切换的功能，切换时间为毫秒级；通讯上采用了符合PROFIBUS-DP协议的ET200MI/O站冗余通讯接口和电缆，实现了与双CPU的冗余通讯；此外还在给CPU和模件供电中采用了电源冗余配置。另外，过程控制系统的监视、报警和自诊断功能都高度集中在CRT上和在打印机上打印，控制系统可在功能和物理上进行分散。

控制系统配置

整个控制系统网络分为经营管理层、生产管理层和现场控制层。
1）经营管理层
经营管理层依托华新水泥有限公司已建成的管理网络，通过标准以太网与生产管理层连接。

2）生产管理层
整个系统根据生产线的布置情况和运行管理要求共设6个控制室：中央控制室、原料控制室、石灰石破碎控制室、水泥包装控制室、码头控制室、总配电站。生产管理层采用标准TCP/IP 协议通过工业以太网实现现场控制站与操作员站、工程师站和服务器之间的通讯。

· 操作员站/ 工程师站、PCS7 服务器、现场PLC 站和MIS 服务器通过OSM 连接到工业以太光纤环网上，可以实时共享现场PLC 站的信息。

· 正常操作时，操作员站配置相同，互为备用。可独立工作，也可同时工作，显示不同画面。调试和维修时工程师站可用作软件开发、诊断现场PLC 站故障原因并进行排除等工作。

· 中控室配置彩色喷墨打印机和激光打印机，分别用于报表打印、画面及趋势曲线打印和实时报警打印。

· 管理功能：通过清晰友好的人机界面（HMI）监控生产线工艺流程实时数据。

· 控制功能：用图形菜单，即中控室操作人员通过操作站的键盘或鼠标对现场设备进行开停控制，也可对现场控制站的调节参数、设定值进行修改。

· 趋势图显示功能：用棒状图和趋势曲线显示主要工艺参数的历史趋势和实时趋势。通常在一幅趋势图中显示

1-4 个工艺参数。趋势图中的时间坐标可以选择调整，并能保存两年的历史数据。

· 报警处理功能：在操作员站的CRT 上，不论当前显示何种画面，都会在画面的报警栏处显示出醒目的故障状态，使得操作人员随时了解生产线的故障状态。

·工艺参数设定功能：工艺参数设定分为二类，连续回路控制中的控制值设定和报警的设定。

·其它功能：故障次数记录、主要设备运行累计时间记录、大修周期时间、自动生成日/ 月/ 年报表，并可选择打印方式、自动记录设备或生产过程出现的非正常现象、发生时间、排除时间，并打印报表、历史数据恢复和历史趋势曲线显示，实时数据和历史数据分析处理。

3）现场控制层
现场控制层用于控制水泥生产线工艺过程的各个现场环节。根据本生产线现场I/O 信号的分布，现场控制层分成6 个现场控制站、3 个远程I/O 站：原料控制站、石灰石破碎远程I/O 站、码头远程I/O 站、原料磨控制站、窑尾控制站、窑头现场控制站、水泥磨现场控制站、熟料库底远程I/O 站和水泥包装现场控制站。

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·现场控制站采用SIMATIC S7-400 系列控制器，每个现场控制站都自成系统，可以独立运行，不受其他现场控制站或服务器故障停机的影响。

·远程I/O 站采用SIMATIC ET200M 远程I/O 站，配置CPU315-2DP 通过PROFIBUS-DP 与S7-400 系列现场控制器进行通信，远程I/O 用于扩展现场控制器的远程输入输出能力。在SIMATIC PCS7 中， ET200M 远程站中的分布式I/O 模板，通过PROFIBUS-DP 与中央单元连接，为远程I/O 的配置提供了极大的灵活性，即可在控制室内集中配置，也可在现场电力室或分站控制室内分布配置。可通过在中央处理单元插入多个通讯处理器来配置多条SIMATIC NET 网络。

·10kV 系统采用SIPROTEC 4 7SJ62 综合保护器，通过PROFIBUS-DP 现场总线与S7-400 系列现场控制器进行通讯，实现对高压电机和10kV 配电系统的控制和保护。

·低压电动机采用3UF5 SIMOCODE-DP 电机保护控制器，通过PROFIBUS-DP 现场总线与S7-400 系列现场控制器进行通讯，系列实现对低压电动机的控制和保护。

· 调速装置采用6SE71 系列变频调速，通过CBP2 的PROFIBUS-DP 现场总线与S7-400 系列现场控制器进行通讯。

·电动执行机构采用SIPOS 5 通过PROFIBUS-DP 与S7-400 系列现场控制器进行通信。

· 现场智能仪表（压力、温度、气体分析等）通过PROFIBUS-PA 与S7-400 系列现场控制器进行通讯。

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SIMATIC 网络系统
PCS7 的SIMATIC NET 工业通讯网络结构，拥有丰富灵活的网络层级。各个层级的通讯协议均采用的网络协议，保证了系统的开放性。SIMATIC NET 的网络产品和模件都采用工业标准制造，适用于有电磁干扰和污染的工业环境。

1）现场总线级
SIMATIC PCS7 的现场仪表和设备级采用PROFIBUS现场总线进行通讯，中央控制器与现场I/O 站通过PROFIBUS-DP 互相进行通讯。

2）系统总线级
工业以太网作为连接操作员站、工程师站和自动化系统站的系统总线。SIMATIC NET 中的高速以太网采用全双工并行（FDX）通讯模式。

3）工厂管理级
SIMATIC PCS7 提供开放的系统平台，支持将系统连接到工厂管理级，以实现工厂管理层上众多软件包快速简便的集成，实现无缝管理和控制层上的数据交换和共享，并以WEB 方式实现与集团经营管理网的过程数据共享。

结束语
现场总线技术的出现和成熟，使传统的DCS 控制系统在结构和性能上都发生了巨大的飞跃。系统结构的简化，使其从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出诸多优越性。它不仅节省了硬件数量与投资，节省了安装费用，而且系统的维护费用也大大地降低。SIMATIC PCS7 过程控制系统丰富的产品支撑和多层次的通讯网络可满足现代大型水泥工厂在传统的以生产管理为核心的控制系统结构上向经营管理层和现场控制层两端延伸的控制要求。上层通过标准以太网接入经营管理层，下层根据水泥生产线的特点，灵活地组成现场总线和分布I/O 现场控制层。

LOGO和S7-200在冰激凌包装线上的使用降低了冰激凌切割机的成本。

    Microsystems用来控制冰激凌和饼干的包装机以及切割成本。使用LOGO!和SIMATIC S7-200的结果是：控制板更小，元件更少，并且电线得到了大量的节约。
    意大利公司M.C.M GmbH已经从事包装业务10多年了。公司位于米兰城外，业务是设计水平包装机，主要用在枕头包装和大家熟悉的彩色包装，比如为巧克力棒、快餐、冰激凌和其他食物，以及肥皂、收集卡、ID卡等的包装。M.C.M开发并制造了专门生产和包装冰激凌的机器，“三明治冰激凌”的冰激凌夹在两块饼干中间。两种机器模式M100和M200 Sandwich是通过LOGO!
    和SIMATIC S7-200组成的紧凑Microsystems来控制的。在两种类似包装中的成功对于公司所有者Marzoli来说好处是显而易见的：“Microsystems让我们减少了控制板的体积，还省去了许多传统的部件，比如时钟发生器、计数器等。这意味着电线也减少了。但是还不仅仅是这些好处。通过引入Microsystems，我们能够实现其他技术不能实现的功能，同时不需要增加成本。”作为M100 Sandwich标准组件的LOGO!24L，能够使用光电元件来检测饼干是否到位，自动对已经被加工过的冰激凌进行传送，对冰激凌进行挤压、切割，然后将它和饼干放在一起并进行包装。装有SIMATIC S7-200的CPU216的M200能实现同样的功能，但是每小时能加工8000个三明治。整个生产过程可以在TD200显示屏上进行监视，而且在操作过程的任何时间都可以灵活方便的进行更改。

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