發布日期：2022-04-22 點擊率：51 品牌：IFix
本文介紹的控制系統用研華工控機＋MODICOM Quantum系列PLC＋現場電磁閥的結構，工控機采用iFIX3.5組態軟件整個系統采用開放的網絡協議工業以太網技術。可靠的硬件系統和友好的人機接口實現了大型火電廠鍋爐補給水的全程控制安徽宿州匯源熱電公司4號135MW熱電聯產機組采用了該系統，實現了鍋爐補給水的程序控制，大大提高了安全性，減少了運行人員的勞動強度，實現了無人或者少人值班。
一、工業組態軟件iFIX3.5和Modieon Quantum PLC介紹
iFix是GE Fanuc自動化軟件產品家族中的HMI／SCAOA最重要的組件，它是基于WINOOWsNTZ000平臺上的功能強大全中文界面的組態軟件，此外他還集中了主流PLC的驅動，i-FIX35集成了COM/OCOM，OPC，VBAACtiveX等先進的現代軟件技術，使所有的應用程序都能無縫連接到一個系統中去，并且可以實現數據共享。Intellution Workspace包含兩個全集成的環境組態環境和運行環境，還提供了開發和顯示的畫面，調度（scheduler）和vBA語言程序通過這些工具生成易于操作和友
好的畫面，在運行和組態之間可以很方便地進行切換和修改，同時保持實時報警和數據采集。
施耐德公司的Modicon Quantum系列產品，是一個功能強大的控制器，能滿足中高檔性能的要求。本文CPU模板為14OCPU53414A，CPU為32位處理器，內存為4MB，CPU采用雙機熱備（硬熱備）、電源模塊冗余、通訊模件冗余、I/O遠程網冗余、主干網IOOM以太網冗余。
二、iFix及Quantum PLC在火電廠鍋爐補給水控制中的應用
1、系統總體簡介
本文的鍋爐補給水處理系統為1臺135MW機組輔助部分，系統為一級除鹽加混床處理系統，其中一級除鹽系統采用母管制，混床為母管制連接、一級除鹽裝置為2臺陽床、2臺除二氧化碳器和2臺陰床，混床2臺，并列運行。其工藝系統流程為：原水→清水箱→纖維過濾器→雙室固定陽床→除碳器→雙室固定陰床→混床→除鹽水箱→主廠房。輔助設備包括泵與風機、酸堿部分、壓縮空氣系統及廢水池。
2、控制系統的組成
控制系統的組成如圖1所示。
上位監控機的硬件部分包括1個工程師站、1操作員站。軟件包括：操作系統采用MI－crosott公司的Win－dowsZ000（SP4）、上位機SCAOA軟件采用iFIX3.5，PLC組態軟件采用CONCEPT2.6，上位機還作為網關計算機負責與廠級監控信息系統（SIS）的進行接口通訊.下位控制器：采用Modicon TSXQuan－tum大型PLC系統，CPU為14OCPU53414A32位處理器，內存4MB，CPU雙機熱備（硬熱備）、電源模塊冗余（140CP512400可冗余累加）、CPU雙機熱備用光纖用CHSl1000模塊進行互相監視和切換。網絡部分包括:I/O遠程雙電纜冗余網〔同軸電纜〕和上位機通訊采用100M工業以太網通訊。
3、網絡通信
Quantum工業以太網有3種開放的通用的網絡標準：Eth-ernet、TCP/IP和Modbus Plus。本文采用了兩種類型的網絡模塊。一類是完成上位機通訊的工業以太網模塊；另一類是完成一個主站系統下的各I/O分站之間通信的遠程I/O模塊。通過Quantum系列的Modbus Plus接口將遠程I/O網和PLC內的CPU相連，構成MB＋網絡，形成管理／基礎的控制級。傳輸距離在1000m內，速率為1.5Mbps，采用RG-6同軸電纜傳輸介質。
上位機通訊采用工業以太網通訊，通過100M快速交換機組成雙網冗余將所有的操作站和PLC控制站連接在一起，具有高速、可靠、冗余、恢復時間短等優點，交換機采用施耐德公司499NES17100的工業以太網交換機CEthernetSwitch510Base-T/100BASE端口Ports用于以太網雙絞線電纜）。
三、人機接口CHMI)的設計
本文的人機接口(HMI)指人機接口設備包括操作員站、工程師站、打印機。本文采用兩臺人機接口站，一臺作為運行人員的操作，其運行的iFix軟件狗是運行版，另外一臺作為工程師站，除了操作員站的所有功能外，還可進行組態編輯畫面，通過Conpcet修改下位機程序，歷史數據查詢，報表等功能，采用的軟件狗是開發版。
1、iFIX3.5系統配置
在配置中啟動SCADA，選擇已建立的數據庫，建立數據庫SZ.PDB文件，在I/O驅動器中選擇MBE，在報警中啟用AlarmODBCService報警，本地節點的路徑采用D:DYNAM-ICSLOCALFIX.SCU節點名是FIX。的通訊的建立和數據交換
I/O驅動是現場硬件（PLC）與SCADA/HMI數據庫的軟件接口，它為SCADA/HMI過程數據庫、圖形和歷史庫提供實時數據，可提供高性能的特有格式又可支持開放式標準（OPCIOLEforProcessControl），本文采用POWERTOOL驅動。在PLC中I/O點的約束：定義為6位地址，模擬量輸入（AI）為3xxxxx，模擬量輸出（AO）4xxxxx，開關量輸入（DI）1xxxxx，開關量輸出（DO）Oxxxxxo在iFIX數據庫中采用與PLC相同的點地址進行通訊。
3、系統畫面的設計
如圖2所示在系統總貌圖上可以監視到整個系統的運行情況，右邊分別顯示了個子系統的運行狀態。在主畫面中可以監視到整個系統的運行狀況，并可以通過下面按鈕方便切換。在主畫面還可以進行系統全自動方式的運行。
4、運行模式
(1) 點操：在CR丁操作員站上對控制對象進行一一對應操作。
(2) 步操：進行單一小步的操作，如高效過濾器的清洗等。
(3) 半自動：自動完成一個子系統的自動控制，如陰樹脂的再生等。
(4) 全自動（系統一鍵啟停）：自動
完成整個生產工藝的全過程。
5、趨勢曲線
通過在SCu配置好歷史數據文件路徑，在后臺啟動d：Dynamicshta.exe程序，定義好采集的歷史數據的標簽點，歷史趨勢的采集最小相位是1s。可以根據每個標簽點的級別設置不同的采樣相位的周期，對一些開關量的啟動停止，可作為事故追憶的參考，采用1s，而對于一些模擬量的趨勢選用lmin.歷史數據以數據文件的形式存儲，可通過“chart對象來顯示曲線”。
四、下位機編程
Cconcept PLC編程軟件包括所有的IEC1311-3標準的5種語言，SFCI梯形圖LD，功能塊FBD，指令表IL和結構化文本ST，五種語言之間可以混合編程。
本文采用了SFC，梯形圖LD，功能塊FBD三種語言。對步序本文采用狀態功能圖(SFC)，具有結構簡單，編程方便，易于調試等優點。
PLC上電進入初始狀態引，用戶根據運行需要切換開關進入程控S2或者步操S4.在程控S2下如果檢測到異常情況（如閥門行程未到位，或者水的電導等指標不允許進行下一步）則跳出，如果沒有異常情況繼續下一步的操作S3。利用SFC編程，系統在運行中每次只有一個狀態，所以在PLC循環周期內只運行一個指令，可以大大節省CPU的資源。
程序運行中的問題有：①本系統采用的行程開關是磁接點式，經常出現開關不吸合的現象，導致程序無法進行下去。②由于在設計時，沒有采用每臺床對應一臺Na+表，而只在出水母管上裝了一臺Na+表，所以出水的合格與否還靠運行人員進行手動化驗。
五、結束語
該套系統投入運行以來，系統運行可靠，穩定，節省人員，原來該廠化水需要2人值班，現在只需要1人即可完成。
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