2009.6(下旬刊)
摘 要 西门子 S7 系列 PLC与 WINCC软件相结合构建的自动
控制系统,以其高效、可靠、灵活性高、可伸缩性强及便于升级维护
和可实现控制系统的冗余等优点,可用于连续和批处理应用,可用
于电厂、化工、钢铁、造纸、能源等几乎所有的行业。本文介绍了基
于这种构建的自动控制系统在电厂锅炉补给水处理中的应用。
关键词 PLC WINCC 自控系统 锅炉补给水
1 前言
在热力发电厂中,燃料经过一系列的能量转换变为电能水是其
主要介质,汽水质量的优劣直接影响锅炉和汽机的安全及经济运
行。为了提高锅炉补给水的自动化水平,实现锅炉补给水系统的高
品质运行,提高运行人员工作效率,满足整个系统运行全能值班要
求,提高效益,降低能耗,必须为水处理系统建立一套高效的自动控
制系统。
2 系统构成
根据用户要求及实际情况,项目具体配置如下:
主控制站一个,设在化学水车间控制室。采用 S7- 400 系列的
CPU414- 2DP 一对,冗余配置,实现控制任务。由于化学水系统设备
的分散性,还在废水区设置了一个远程站,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。
2.1 后台机
S7- 400 是 SIMATIC 家族中功能强大的 PLC。通过它,可以使用
全集成自动化技术实现最佳的自动化解决方案。S7- 400 是一个采
用冗余设计的容错自动化系统,可满足生产和过程工程的系统解决
方案。适合对故障安全要求很高的应用。
冗余配置的优点:
誗
采用 2 个独立机架或一个分开的中央机架进行配置;
誗
热备用:发生故障时,无反应地自动切换到备用设备;
誗
提高 I/O 的可用性:可切换的 I/O 的配置;
誗
也可使用标准化可用性 I/O:单边配置;
誗
经过冗余 PROFIBUS- DP 来连接切换的 I/O。
编程采用 STEP 7 编程软件。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,可对集中式 I/O 和分布式 I/O 进行相同的编程和组态。
STEP 7 编程语言支持分布式装置以及 PROFIBUS - DP 上的现场装
置的菜单式参数设置。这主要包括:
誗
现场总线系统的组态;
誗
创建主站模板的地址列表;
誗
调整现场总线的数据传输速率;
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调整故障模式。
2.2 前置机
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:
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强大的 HMI 系统,带有集成的基于 SQL 服务器的归档系统
誗
基于 IEC 61131 的集中式,工厂范围内的工程系统
誗
通过现场总线 PROFIBUS,现场设备和驱动系统均可很灵活
和容易的集成
2.3 现场设备
(1)电磁阀箱
每个电磁阀箱上安装有远程 / 就地切换开关及就地操作开关。
当切换开关处于远程位置时,可在控制室对就地设备进行单一控制
或程序自动控制。当切换开关处于就地位置时,在电磁阀箱上可以
对每一个现场设备单独进行启停操作。
(2)检测仪表
根据除盐水处理的工艺要求,在就地设置如下相关仪表,将现
场信号连接到模拟量输入输出模板,作为整个控制系统工序流程触
发的依据:
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生水管线上的温度、压力、流量检测仪
莰
反洗水箱、清水箱、中和池、除盐水箱、酸碱计量箱等液位检
测仪表
莰
阳床、阴床、混床入口流量检测仪表
莰
酸碱计量箱的酸碱溶液浓度检测仪表
莰
除盐水总管的 PH 值检测仪表
莰
中和池及除盐水总管的 PH 值检测仪表
莰
除盐系统硅酸根、电导率检测仪表
3 工艺要求
整个锅炉补给水系统主要包括:原水系统、软化系统、阴阳离子
交换系统、二级除盐系统、除盐水箱系统、压缩空气系统、阴阳树脂
擦洗系统,酸碱计量系统、废水排放系统、综合水泵房等。
3.1 原水的预处理(机械过滤器或高效过滤器)
在机械过滤器中在线检测水头损失,当水头损失达到一定数值
时(即检测的压差增大到工艺规定的指标时),就自动停止机械过滤
器的运行,且在程序控制下,通过反洗、气洗、正洗等工艺措施进行
再生,再生结束后可自动再投入运行。
PLC+上位软件在电厂自控系统中的应用方案
王立勤 田雪竹
(哈尔滨技师学院 黑龙江·哈尔滨 150001)
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1672- 7894(2009)18- 277- 02
WinCC 工作站
WinCC 工作站
打印机
现场总线
S7- 400H
ET 200M
ET 200M
系统配置图
理工科研
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