西門子S7系列可編程控制器在電廠水汽集中取樣監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

徐州發(fā)電廠水汽集中取樣系統(tǒng)采用了由國(guó)電南瑞科技股份 有限公司提供的GKS-1000程序控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用西 門子S7系列可編程控制器(PLC)，由我公司開(kāi)發(fā)符合用戶 需求的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)徐州發(fā)電廠全廠水汽集中取樣系 統(tǒng)的監(jiān)控，并且實(shí)現(xiàn)與MIS網(wǎng)互聯(lián)，將重要數(shù)據(jù)上送到 MIS系統(tǒng)。

我公司是國(guó)家電力公司直屬的科研機(jī)構(gòu)，承擔(dān)電力系統(tǒng)及 其它行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、制造、集成 與應(yīng)用工作。

由西門子S7系列硬件組成的監(jiān)控系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)， 冗余配置，可靠性高。人機(jī)接口軟件和控制組態(tài)軟件都基 于Windows NT或更新的平臺(tái)，控制組態(tài)軟件符合IEC1131 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，使用方便；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用多層結(jié)構(gòu)，提供多 種標(biāo)準(zhǔn)接口，易于擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)過(guò)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化，完全可以 滿足電廠水汽集中取樣過(guò)程監(jiān)控的要求。

系統(tǒng)配置

水汽集中取樣監(jiān)控系統(tǒng)采用如圖所示的配置。該系統(tǒng)有二 臺(tái)操作員站，其中一臺(tái)兼工程師站(并用于與全廠MIS系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng))，一個(gè)PLC過(guò)程處理單元，二臺(tái)機(jī)柜。系統(tǒng)通訊網(wǎng) 絡(luò)采用以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)速率：10Mbps。

系統(tǒng)配備了二臺(tái)操作員站，均掛在PLC上一級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)Ethernet上，二臺(tái)操作員站相互間完全兼容,都能 對(duì)PLC進(jìn)行監(jiān)控。其中一臺(tái)兼作工程師站，并用于與全廠 MIS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。傳輸點(diǎn)數(shù)可根據(jù)需方要求設(shè)定，和MIS網(wǎng) 通信軟件具有修改功能。

系統(tǒng)功能

· 實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程信息的采集、處理與計(jì)算，以及生 產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)順序控制、邏輯控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
· 具有聯(lián)鎖保護(hù)和選線操作功能。
· 實(shí)現(xiàn)CRT顯示、模擬屏顯示、制表打印、報(bào)警打印、 實(shí)時(shí)趨勢(shì)分析、歷史數(shù)據(jù)分析以及事件順序記錄等功能。
· 通過(guò)工程師站/運(yùn)行員站對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線或離線組態(tài)生 成和修改。
· 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、軟手操、硬手操和就地操作等多種控制 方式。
· 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，工藝參數(shù)和設(shè)備集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)少 人值班或無(wú)人值守。

控制功能

水汽集中取樣系統(tǒng)的控制，采用PID調(diào)節(jié)及模糊控制邏輯, 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加氨、加磷酸鹽等控制。控制對(duì)象包括12臺(tái)磷 泵、12臺(tái)氨泵、2臺(tái)循泵、8個(gè)爐水左、右側(cè)接通，以及1#－8#汽機(jī)凝結(jié)水溶氧，1#－8#除氧器出口水溶氧控制。

12臺(tái)磷泵和12臺(tái)氨泵，采用就地操作或計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方操作 方式。

2臺(tái)循泵的啟停，采用就地操作或計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方操作方式, 同時(shí)，具有聯(lián)鎖功能。聯(lián)鎖投入時(shí)，當(dāng)一臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行 且壓力低于設(shè)定的壓力低限時(shí)，啟動(dòng)另一臺(tái)循泵，并把自 己停掉，同時(shí)解除聯(lián)鎖，系統(tǒng)自動(dòng)提示運(yùn)行人員檢查現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備，并進(jìn)行處理。

補(bǔ)水電磁閥控制，具有“手動(dòng)”/“自動(dòng)”功能，可以控制往緩沖水箱中進(jìn)水。

汽包爐水的樣水由左、右兩側(cè)引入，并在低溫架上用電磁閥切換后流入分析表計(jì)，切換信號(hào)由PLC自動(dòng)產(chǎn)生。爐水 切換有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式。自動(dòng)方式下，左右側(cè)爐水從 投自動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每15分鐘自動(dòng)切換一次。每臺(tái)機(jī)組的 爐水樣水可以分別投自動(dòng)，也可以同時(shí)投自動(dòng)。

采用PLC對(duì)汽機(jī)凝結(jié)水溶氧、除氧器出口水溶氧監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行多點(diǎn)切換測(cè)量控制。

利用S7-400 PLC對(duì)加氨變頻器進(jìn)行控制,系統(tǒng)自動(dòng)分析給水酸度，控制氨泵的轉(zhuǎn)速。對(duì)于各臺(tái)機(jī)組自動(dòng)加氨的循環(huán) 時(shí)間，具有自適應(yīng)功能。

結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)與2002年1月投入運(yùn)行，運(yùn)行情況完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強(qiáng)；自控投入后, 擺脫了原來(lái)依靠手工控制的方法，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng) 度，提高了工作效率，同時(shí)也大大降低了誤操作的可能性, 得到了用戶的好評(píng)。

其中，令人感觸頗深的是： Simatic S7可編程控制器采用模塊化設(shè)計(jì)，模板可以靈活組合 , 擴(kuò)展十分方便；該 產(chǎn)品采用模塊化無(wú) 風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，堅(jiān)固 耐用；有廣泛的通 訊能力；它可以通 過(guò)多種類型的CPU 和功能模板，組成 不同的專用系統(tǒng) , 擴(kuò)展和升級(jí)也非常 方便。產(chǎn)品性能優(yōu) 越，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),有很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動(dòng)性能。S7系列產(chǎn)品完全可以適應(yīng)電廠水汽集中取樣、化學(xué)水處理以及相關(guān)的 程序控制場(chǎng)合，值得推廣應(yīng)用。

本文摘自《西門子專家會(huì)議論文集》作者：夏益青