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西门子S5系列PLC在柴油发电机组控制系统升级改造中的应用
日期:2007-6-20 0:30:02 来源:本站整理  
点击: 作者:未知
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  一、系统概述
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  某柴油机发电厂于15年前配套了9套柴油发电机组,采用西门子公司S5系列PLC实现柴油机组的核心控制和危急保护。经过十多年的运行,发生故障的危险大大增加,经常发生误动作,造成突然停机,对生产造成极大的影响.西门子公司已推出新一代的控制系统,老系统的备件价格逐渐加高,供货周期较长,而且部分设备已很难订到备件,无法满足电厂系统维护的要求,为节省长期投资,计划采用西门子新一代的控制系统逐步代替原有系统。
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  原有SIEMENS-S5系统结构如下图所示:
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  系统由以下几个部分组成:
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  1. 由S5-115U构成的柴油机控制系统
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  2. 由ET100U构成辅机系统
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  3. 由S5-95U构成安全系统
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  4. 由S5-95U构成的发电机控制系统
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  5. MP14显示系统
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  6. 以及由S5-95U构成的其他控制系统.
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  7. 上位监控与数据管理系统由COROS计算机构成
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  整套系统由SIEMENS的SINEC L2-DP总线相连,数据信息经协议转换后由COROS完成上位机的监控功能。
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  二 系统要求
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  1. 采用成熟可靠的控制产品替代旧产品,保证控制产品升级和替换容易;
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  2. 系统升级要实现原系统的所有监控功能;
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  3. 根据现场实际需要,增加相应的监控;
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  4. 现场实施时间短,不影响系统的正常开机发电;
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  5. 升级后的系统必须稳定可靠,维护简单。
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  三 系统配置与功能实现
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  为了保证系统运行的高可靠性和系统改造的经济性,我们采用SIMATIC S7-300控制系统替换原来的S5控制系统,采用成熟的人机界面软件WINCC替代原系统的COROS操作站,仅对有关的接口进行必要的修改。
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  系统网络结构如下图所示:
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  1.柴油机控制系统由带有Profibus DP通讯总线接口的新S7-CPU 315-2DP控制器替换现有的S5-115U控制器;
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  2.由带有Profibus DP通讯总线接口的新远程I/O站ET200M替换辅机系统现有的ET100U;
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  3.安全系统和发电机系统的S5-95U控制器都替换成新的CPU313-2DP控制器;
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  4.S7-300PLC以及ET200之间通过Profibus-DP总线进行通讯,保持和现有系统网络结构的一致性;
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  5.安装WinCC操作站替代原有的COROS站,未改造的S5控制系统采用SIMATIC S5 PROGRAMMER PORT AS511通讯协议与WinCC之间通过RS232串口通讯,改造的S7系统采用PROFIBUS通讯协议,实现了在一台WINCC操作站上监控所有柴油机组;
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  6.WINCC操作站同时作为WINCC 服务器,通过电厂内部局域网连接了若干台远程监控站,实现办公室的远程生产监控;
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  7.监控功能:操作员站作为监视、控制、维护和事故处理的HMI(人机界面),可以调出系统任何一个信息画面进行集中监视和控制。操作员、维护人员和系统工程师在操作站上根据口令等级进行常规控制、复杂控制、系统维护、控制环节的建立和扩充。为了实现对生产过程的监控,我们通过组态主要提供以下操作画面:
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  A. 操作菜单画面
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  B. 系统总貌画面
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  C. 用户流程图画面
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  D. 趋势显示画面
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  E. 测点总览画面
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  F. 报警查询画面
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  G. 打印功能
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  8. 主要监控界面
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  四 使用效果分析
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  通过本次改造实现了原有的全部控制功能,而且在原有操作监视功能的基础上实现了诸如历史趋势、报警查询等用户定制的实用功能,为厂方进行生产管理和事故分析提供了强有力的工具。同时由于S7相对于S5更强大的功能,使得无论是系统响应速度还是维护调试都较之以前都有很大的改观。系统改造完成到现在已经安全稳定运行2年,得到了厂方运行人员和管理人员的普遍好评。
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  五 结束语
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  西门子的S5系统作为S7系统的上一代产品,曾经是非常优秀的控制系统。但是随着S7系统的推出,老的S5系统诸如配件短缺、相关技术支持资源缺乏等问题日益突出,导致系统的维护难度日益增大。将S5系统升级为S7系统不失为一个理想的解决办法,不仅可以保证系统功能的完全保留,而且备品备件、调试维护等问题都得以解决。

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