辅助车间PLC上位机改造方案

1技术改造项目技术方案项目名称：辅助车间PLC上位机改造批准：审核：编制：内蒙古华宁热电有限公司二〇一四年一月三日2内蒙古华宁热电有限公司2×150MW机组工程辅助车间PLC上位机改造一．设备简介：内蒙古华宁热电有限公司#1、#2机组（2×150MW）为2004年建设、2006年投入运行。原辅助车间PLC上位机系统采用了三种上位机操作系统经过7年连续运行，现系统很多设备已经老化，故障率高、性能降低，影响机组安全稳定运行，同时由于计算机的升级换代，目前工控机对Windows2000系统兼容性较差，且大部分硬件无Windows2000系统驱动软件。现输煤上位机软件采用IFIX3.5,下位机CPU型号为CPU43412A;化水上位机软件采用WINCC5.0,下位机CPU型号为CPU43412A;输灰上位机软件采用IFIXVersion3.5C-12.03，下位机CPU型号为CPU43412A;除尘上位机软件采用INTOUCH8.0,下位机CPU型号为CPU53414A；化学九米加药间HMI组态软件版本为Intouch2.3.14.0。各系统I/O点表数输煤600个点、水化1801个点、除尘800个点、输灰1000个点，九米加药300个点。除九米加药间外其它辅网PLC通讯都为OPC通讯方式,PLC全部为施耐德昆腾系列。二.现辅网PLC系统存在问题以及需要优化的地方：1、性能降低，安全性差：辅助车间PLC上位工控机为2005年投入使用，操作系统使用Windows2000,已使用9年故障率较高。由于计算机的升级换代，目前工控机对Windows2000系统兼容性较差，且大部分硬件无Windows2000系统驱动软件,而且PLC上位机使用的软件版本较低，与新操作系统的兼容性较差。经常出现死机、脱网、过热故障，DPU时而发生无故障自动切换现象，通讯不稳定。由于辅网PLC系统的故障给机组安全带来很大的隐患。2、硬件版本低，软件无授权。由于计算机技术硬件升级换代较快，Windows2000系统兼容性较差，且大部分硬件无Windows2000系统驱动软件,上位机系统发生故障没办法进行重新安装系统，由于我厂原使用的软件都是没有授权的盗版软件，不能二次安装给日常维护带来很大不便。其中：污水厂水处理PLC系统因为版本低，无法满足现有工况要求已于2013年1月进行了PLC系统改造，对上位机及画面进行了重新组态。3、版本不统一，维护不方便。此次改造对辅助车间PLC上位机系统进行统一，由过去品牌杂，版本多统一为一种最适合的上位机操作系统，版本为现在最高版本。34、（1）输煤操作中部取样画面经常造成主画面丢失的问题（2）输煤副操作员站画面没有线路选定功能（3）水化集控系统多介质过滤操作画面与主画面通讯不稳定（5）水化集控室需要优化的部分超滤、反渗透自动程序需优化，加装生水泵变频后需加到超超滤、反渗透自动反洗程序中，各系统运行时运行倒计时、或反洗进行倒计时时间显示。（6)输灰系统画面与程序需要增加以下部分：4号250空压机空压机远方启动，停止，运行，故障信号以及电流；#1，2炉输灰A,B侧输送阀，补气阀，助吹阀反馈信号（共12台）；4台250空压机出口气动门反馈信号；250空压机系统干燥塔切换阀反馈信号。(7)输灰集控系统删除石灰石系统画面与程序。（8)输煤自动配煤程序优化。三、辅助车间PLC改造方案：本次改造采用INTOUCH10.1软件兼容并优化。INTOUCH10.1系统与其它两种主流操作系统软件的比较：各自的优缺点：1、wincc支持西门子的PLC方便一点，比较经典，连接其他PLC要使用OPC软件，通讯速率有所下降。对辅控系统而言基本属于可以忍受。2、ifix需要看懂vb脚本，操作繁琐。3、intouch使用方便，上手快。但是对于类似读取西门子PLC数据，需要专门的西门子软件支持，并且需要收费。具体详见（附表）4、软件方面：在原有功能的基础上进行了改进和提高，并提高操作的方便性，比如对原有的PLC系统配置文件采用统一界面管理，使用更加简洁、方便；四.改造的原则和要点为最大限度地节约改造成本、缩短改造工期、控制改造费用，同时显著提升辅网改造后的整体效益，技术改造必须遵循如下原则：1、采用原辅助车间控制组态和人机界面进行转换移植，控制画面、控制逻辑完全符合原有习惯。2、系统设计和通讯方式必须充分考虑原有电缆走向，尽量减少接线改动和电缆对接。3、针对原系统画面设计、不合理部分，在原设计的基础上进行重新优化设计。五.改造方案1、根据目前情况，拟对我厂辅控系统上位监控软件进行改造，更换为统一的监控软件系统：选择软件为：INTOUCH10.1,版本为主流最新版本。42、对上位机系统改造要求尽量不停机；画面编写调试应不影响原系统正常运行，系统调试不一定安排在大、小修期间进行，对主要系统的画面对点等应先模拟进行，各系统隔离调试，分步对点逐级验收，验收通过后再进行实际带设备操作，运行画面一次到位，无误动。3、画面要求操作风格基本和原来一致，避免操作人员大量二次培训工作和不熟悉带来的误操作4、各车间画面独立调试，互相隔离，杜绝避免各车间信号误写、显示混乱，动作混乱，给设备运行带来安全隐患。六、具体技术要求1、各控制室布置辅网程控系统按照原来的风格配备控制操作员站，中控室的计算机、等均安装在控制台上（内）。具体配置见配置设备清单。2、各控制室的常规功能描述：在各控制室配备集中监控管理计算机，输煤2台、输灰2台、除尘2台、水化2台、九米加药间1台，担负监视和管理工作；采用监控系统软件编制系统监控画面，完成现场数据的分析处理、数据存储、显示、报表打印等功能；支持标准的通用协议，包括OPC、VBA、COM/DCOM、DPC、ODBC、Activex、PZ系统、SQLServer等。中控室控制系统的功能主要有以下三大类：⑴管理功能：生成各车间工艺流程，提供清晰、友好的人机界面，生动形象地反映工艺流程的实时数据和设备运行状态，在设备图形适当的位置显示各种检测量数值；通过点击鼠标可方便地切换画面和实行现场设备远程控制；完成报警、历史数据、历史趋势曲线的储存、显示和查询；生成、打印各类生产运行管理报表。⑵监控功能：在基于图形和菜单的方式上，操作人员可以在中控室监视各设备运行状态和对部分设备进行控制；主要监控画面有各控制站系统流程模拟图、各设备分组模拟图等，每个画面以不同颜色直观动态显示设备运行状态，分别以三种颜色显示运行状态、停止状态、故障状态；显示设备是手动运行状态、自动运行状态，并以文字给出提示。⑶通讯功能：中控室控制系统与各现场PLC站之间的通讯，与SIS系统等的通讯。A、画面功能在控制中心的上位机工作站中，为了便于直观地看到各个所属车间的总貌和生产流程，同时为了显示监测到的实时数据，需要实现以下图形的画面功能：①网络系统布局图；②生产工艺流程图；③数据点趋势图；④实时数据总表；⑤系统报警图；⑥设备状态分5析。◆总貌画面：显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全过程参数变量的状态、测量值、设定值、控制方式（手动／自动状态）、高低报警等信息，从各显示块可以调出其他画面。◆分组画面：以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显示几个回路的信息，如过程参数变量的测量值、调节器的设定值、输出值和控制方式等。变量每秒更新一次，分组可任意进行，操作员可从分组画面调出任一变量（模拟量或离散量）的详细信息。对模拟回路可以手动改变设定值、输出值、控制方式等，对离散量可以手动操作设备的开启和停止、画面显示指令状态和实际状态。◆单点画面（调整画面）：显示一个参数，控制点的全部信息、实时趋势和历史趋势，从调整画面也可直接对模拟回路进行设定和调整操作。◆趋势画面：系统具有显示任何数据点趋势的能力，并在同一坐标轴上显示至少四个变量的趋势记录曲线；有可供用户选择的参数变量，不同颜色和不同的时间间隔，也可对数据轴进行任意放大显示。◆报警画面：显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警，并按报警的时间顺序从最新发生的报警开始排起，报警优先级别和状态用不同的颜色来区别，未经确认的报警处于闪烁状态。报警内容包括：①报警时间；②过程变量名；③过程变量说明；④过程变量的当前值；⑤报警设定值；⑥过程变量的工程单位；⑦报警优先级别。◆图形画面：生产装置的图片、工艺流程图、设备简图、单线图等都可以在CRT上显示出来，每个画面都包括字母数字字符和图形符号，通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态，所有过程变量的数值和状态每秒动态刷新；操作员在此画面对有关变量实施操作和调整。◆棒图：棒图可表示过程变量的变化，如池内的液位，棒图能以水平或垂直方式显示。所有图形间可以利用图标方便地切换，对于数字，既有数字显示，又有仪表或刻度尺动态模拟显示。生产工艺流程图上可以动态地看到各阶段测点的数据，同时可以清楚地看到整个生产过程及设备的运行状态。控制系统的组态图主要是介绍整个控制系统组态，监视控制系统各个模块的状态。B、主要曲线功能所有曲线均分为历史曲线和实时曲线；既可以单独显示，又可以同屏显示，显示的时6间区段可以根据需要随时调整。，使操作人员对模拟信号有一个直观的了解；操作人员也可以方便地查出任意一时段时间的某种曲线，也可以前台显示实时曲线。C、报表功能拟设定设备工作运行报表（设备名称、工作方式、设备状态、运行时间累计等）。各类报表既可以屏幕查看，也可以按时自动打印输出。报表类型主要包括：①格式报表；②事件顺序报告；③诊断报表；④设备操作报告；⑤过程变量趋势。以上图形、曲线、报表可根据操作者的实际要求进行修改或增加。C、主要报警拟设定以下报警：①原系统画面要求的报警，②需要新增的报警，③声光报警。D、打印打印机共1台(远期2台,配备1台针式打印机)：１台为报警打印机，另1台为图形、曲线打印机。报警打印过程既可按时间间隔定时打印，也可随机打印（通过图中按钮）；图形和曲线打印机为手动打印（通过图中按钮）。两台打印机的管理采用打印机管理器来完成，打印机管理器可直接联在以太网上。工程进度表（1个辅网车间工期15天）工作内容D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16D17D18D19D20原辅网各站I/O点及原始画面信息采集辅机操作员站安装测试版操作软件进行模拟对点调试上位机站安装运行版注册软件画面控制逻辑组态下装系统授电，网络，通讯联调分布试运转八、预估价格表7序号内容单位数量单价总价备注一水化车间1调度监控软件SCADAINTOUCH10.1开发版套19000090000见技术要求2调度监控软件SCADAINTOUCH10.1运行版套16500065000见技术要求3编程调试11800018000二输煤车间2调度监控软件SCADAINTOUCH10.1运行版套24500090000见技术要求3编程调试11800018000三输灰车间2调度监控软件SCADAINTOUCH10.1运行版套24500090000见技术要求3编程调试11800018000四除尘车间1调度监控软件SCADAINTOUCH10.1运行版套14500045000见技术要求2编程调试180008000五九米加药车间1调度监控软件SCADAINTOUCH10.1运行版套14500045000见技术要求2编程调试180008000合计495000九、附表三种软件的比较表：序号名称iFixInTouchWinCC1系统稳定性较为稳定较为稳定项目比较庞大，有时会出现不易查明的故障2架构支持多服务器/多客户端结构支持分布式服务器/客户端结构，架构最先进支持多服务器/多客户端结构3系统扩展性支持微软的VBA，做一些二次开发较容易集成.Net框架，扩展性强自己封装的函数，不宜做较多的拓展开发4加密方式硬件狗硬件狗可使用软授权5I/O通讯支持多种通讯协议通讯协议较少通讯协议较少6数据点管理数据类型多，有独立的数据点管理平台有独立的后台数据对象管理通常4－6M7图形功能强强一般88远程发布支持支持支持9市场占有率市场占有率稍低