蔡文禮 

(大連中德控製係統有限公司， 大連市) 

  摘要：對大型電廠氣力輸灰係統的老控製係統S5-155U/115U進行上位操作的改造
，加裝三台控製電腦，使用Siemens優秀的工業監控軟件WinCC V6擴展原有的傳統大屏幕按鈕/指示燈操作。運用了OPC通訊技術、采用CP5431通訊卡/ CP5613A2提供Profibus接口

，借助第三方OPC Server軟件訪問OMRON的PLC產品。

  關鍵詞：OPC、Profibus、FMS。

  

This paper introduces that ….Using the WinCC, Profibus, OPC technology in a project to realize the control tasks.

Key Words: OPC、Profibus、FMS

 

一、項目簡介

1.    本項目位於天津市西青區，華能天津楊柳青熱電廠。此電廠現擁有兩台套200MW發電機組及兩台煤粉鍋爐，是一家大型火力發電廠。

2.    項目的簡要工藝：在火力發電行業中，煤經鍋爐燃燒後加熱汽包中的水                           產chan生sheng蒸zheng汽qi

，推tui動dong汽qi機ji旋xuan轉zhuan帶dai動dong發fa電dian機ji發fa電dian。鍋guo爐lu出chu口kou的de煙yan中zhong含han有you大da量liang粉fen塵chen顆ke粒li
，按an照zhao環huan保bao要yao求qiu必bi須xu經jing過guo除chu塵chen後hou才cai能neng排pai入ru大da氣qi中zhong。本ben電dian廠chang現xian在zai采cai用yong高gao壓ya靜jing電dian除chu塵chen器qi
，利li用yong靜jing電dian吸xi塵chen然ran後hou通tong過guo震zhen打da、收集手段將灰收集到灰鬥中
，再經氣力輸灰裝置輸送到灰庫中，供水泥行業等使用。氣力輸灰屬於鍋爐輔機部分，通常使用PLC實現其控製功能。

3.    項目當中使用的西門子自動化產品：一套S5-115U

、兩套S5-155U作為控製裝置，控製了兩台爐的全部氣力輸灰裝置

，包括氣動閥門、壓力變送器、溫度傳感器等過程控製對象。新進行的改造包括WinCC監控軟件
， PROFIBUS總線板卡CP5431、CP5613A2

， Siemens的SimaticNet2006。

  

二、控製係統構成

1.    整個項目中的硬件配置、係統結構；各組成部分選擇的依據。與S5PLC的通訊方式有許多種，基於Profibus的FDL、FMS等，或者基於Ethernet上都有成熟的通訊方案，我們選用的是基於Profibus的FMS方式。為了實現FMS通訊
，3套AS站側選用3塊CP5431卡件分別插到S5-115U/155U的可用擴展插槽上，建立了AS站側的Profibus接口


；3台上位機監測電腦上各安裝了1塊CP5613A2通訊卡，從而為上位機提供了Profibus接口。使用專用的Profibus電纜及總線連接器將3套PLC與3台上位機連接到同一個Profibus網絡上，建立起通訊總線的物理連接。

2.    選用Profibus網絡與選用Ethernet網絡相比較
，主要優點是實現成本較低。在網絡規模不大
、通訊負荷較輕時Profibus完全能夠勝任。

 

三、控製係統完成的功能

1.    本案例中
，原有控製方式是傳統的操作屏模式
，在操作間設有一5000*1200的(de)按(an)鈕(niu)操(cao)作(zuo)屏(ping)
，屏(ping)上(shang)刻(ke)畫(hua)出(chu)了(le)除(chu)灰(hui)過(guo)程(cheng)的(de)設(she)備(bei)及(ji)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)圖(tu)，並(bing)安(an)裝(zhuang)了(le)大(da)量(liang)的(de)開(kai)關(guan)和(he)按(an)鈕(niu)，當(dang)前(qian)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)狀(zhuang)態(tai)通(tong)過(guo)操(cao)作(zuo)屏(ping)上(shang)的(de)指(zhi)示(shi)燈(deng)進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)
，設(she)備(bei)、gongnengzudeqitingquanbutongguokaiguanheanniukongzhi。weiletigaokongzhidezidonghuachengdu，jiangdishebeijianxiuqiangdu，tongshiweilemanzukongzhishidebanqianyaoqiu，juedingjinxingcaozuomoshidegaizaoshengji，zaiweichiyuanyoucaozuopingcaozuodejichushang，zengshe3台上位機
，使用WinCC實現一套新的控製平台。選用WinCC是因為其靈活快速的畫麵組態、報警組態功能，完善的曆史數據歸檔
、曲線、報表功能，豐富的圖庫、腳本函數庫資源。WinCC V6版本使用了SQL Server2000數據庫，開放的接口
，廣泛的使用麵更為WinCC增添了新的亮點。WinCC對OPC技術的支持與應用，使用戶獲得了自由擴展的接口
，WinCC即可以作為標準的OPC Client使用，同時又是標準的OPC  DA/HDA/A&E Server。作為標準的OPC Client，我們可以用WinCC通過添加OPC  Suite來訪問所有支持OPC DA接口的OPC Servers，即可以是象SimaticNet這樣的Siemens自己的產品，也可以是第三方廠家產品。而作為標準的OPC  DA/HDA/A&E Server，我們可以開發自己的OPC Client應用程序實現對WinCC過程數據/曆史數據/報警事件數據的訪問
，現在較為流行的工廠SIS/MIS係統軟件多數支持OPC訪問接口，WinCC完全支持他們的訪問。SimaticNet也是一套標準的OPC Server產品，同時它又提供了對Siemens各網絡類型板卡的支持，項目中就是借助CP5613A2板卡 通過SimaticNet中的OPC  Server實現與S5係列AS站之間的FMS連接
，上位機中FMS連接的建立是在安裝了SimaticNet後生成的PC Station中實現的，借助SimaitcNet的PC Station組態工具，將建立好的FMS連接下裝到PC Station中
，要注意的是所建的連接一定要與AS站上的CP5431的設置參數相一致，CP5431的設置工作是在專用軟件COM5431中完成的。AS站加裝CP5431板卡，對程序作相應更改並調試通過後
，應能建立上位機與S5  PLC之間的數據通訊，在此調試過程中，SimaticNet提供了一個很好的OPC調試工具----OPC Scout，利用OPC Scout我們可以方便直觀的瀏覽、連接、測試當前能夠連接上的OPC數據源。當然WinCC也不甘落後，在添加了OPC驅動包後，右擊此OPC驅動包並選擇System Parameter，打開的窗口同樣具有OPC掃描、瀏覽功能，利用其完美的瀏覽選擇功能我們能快速
、方便的建立我們所需要的數據標簽。此項目中除了采集3套S5  PLC數據外，同時又連接了4套OMRON的小型PLC
，我們采用的依然是OPC技術，選購了OMRON的SYSMAC OPC產品，用WinCC與SYSMAC建立OPC通訊，從而實現了對OMRON PLC產品的監控，更體現了WinCC對OPC的支持所帶來的益處。經以上各技術點的應用


，我們成功實現了對除灰係統的WinCC監控改造。

2.    項目中的難點：在zai項xiang目mu實shi施shi過guo程cheng中zhong，遇yu到dao的de最zui大da困kun難nan是shi通tong訊xun響xiang應ying速su度du問wen題ti。原yuan有you控kong製zhi方fang式shi中zhong，設she備bei的de狀zhuang態tai顯xian示shi借jie助zhu指zhi示shi燈deng的de狀zhuang態tai來lai實shi現xian，指zhi示shi燈deng有you兩liang種zhong閃shan爍shuo頻pin率lv

，1Hz和0.5Hz。為了不改變程序中的邏輯處理部分
，我們力圖在WinCC畫麵上實現與操作屏上指示燈的同步閃爍


，這就要求WinCC上的數據刷新周期要快於燈的閃爍周期。為了實現這一目的，在WinCC中的畫麵元素的刷新周期要一致
，全部設為500ms周期；關鍵的設置在於CP5431的發送周期上
，若將SendAll/ReceiveAll的調用安排在OB1中是不合理的，因為此項目的程序量較大，導致OB1的完全執行周期較長且不穩定，對於S5-155U/948CPU，我們選擇了較快的定周期中斷OB11。另外，在組態CP5431的COM5431中zhong的de數shu據ju排pai列lie順shun序xu也ye要yao作zuo相xiang應ying考kao慮lv
，力li求qiu使shi與yu顯xian示shi有you關guan的de所suo有you數shu據ju能neng在zai一yi個ge發fa送song包bao中zhong傳chuan遞di完wan畢bi。經jing過guo對dui以yi上shang幾ji點dian的de著zhe重zhong處chu理li，最zui終zhong獲huo得de了le令ling人ren滿man意yi的de同tong步bu顯xian示shi效xiao果guo。

3.    附加生產工藝當中的工藝照片。

 

 

  到目前為止

，項目已經投入運行近一年了，係統運行很穩定

，用戶反應良好。

 

五、應用體會

  通過這一項目

，切身體會了WinCC的OPC接口的方便性與開放性。SimaticNet體係邏輯結構清晰，接口全麵使用方便，其附帶的調試工具非常實用。