聯誠典型應用之柴油發電機組控制系統升級改造
一系統概述 某柴油機發電廠于15年前配套了9套柴油發電機組,采用西門子公司S5系列PLC實現柴油機組的核心控制和危急保護。經過十多年的運行,發生故障的危險大大增加,經常發生誤動作,造成突然停機,對生產造成極大的影響.西門子公司已推出新一代的控制系統,老系統的備件價格逐漸加高,供貨周期較長,而且部分設備已很難訂到備件,無法滿足電廠系統維護的要求,為節省長期投資,計劃采用西門子新一代的控制系統逐步代替原有系統。 原有SIEMENS-S5系統結構如下圖所示:

系統由以下幾個部分組成: 1. 由S5-115U構成的柴油機控制系統 2. 由ET100U構成輔機系統 3. 由S5-95U構成安全系統 4. 由S5-95U構成的發電機控制系統 5. MP14顯示系統 6. 以及由S5-95U構成的其他控制系統. 7. 上位監控與數據管理系統由COROS計算機構成 整套系統由SIEMENS的SINEC L2-DP總線相連,數據信息經協議轉換后由COROS完成上位機的監控功能。 二 系統要求 1. 采用成熟可靠的控制產品替代舊產品,保證控制產品升級和替換容易; 2. 系統升級要實現原系統的所有監控功能; 3. 根據現場實際需要,增加相應的監控; 4. 現場實施時間短,不影響系統的正常開機發電; 5. 升級后的系統必須穩定可靠,維護簡單。 三 系統配置與功能實現 為了保證系統運行的高可靠性和系統改造的經濟性,我們采用SIMATIC S7-300控制系統替換原來的S5控制系統,采用成熟的人機界面軟件WINCC替代原系統的COROS操作站,僅對有關的接口進行必要的修改。 系統網絡結構如下圖所示:

1.柴油機控制系統由帶有Profibus DP通訊總線接口的新S7-CPU 315-2DP控制器替換現有的S5-115U控制器; 2.由帶有Profibus DP通訊總線接口的新遠程I/O站ET200M替換輔機系統現有的ET100U; 3.安全系統和發電機系統的S5-95U控制器都替換成新的CPU313-2DP控制器; 4.S7-300PLC以及ET200之間通過Profibus-DP總線進行通訊,保持和現有系統網絡結構的一致性; 5.安裝WinCC操作站替代原有的COROS站,未改造的S5控制系統采用SIMATIC S5 PROGRAMMER PORT AS511通訊協議與WinCC之間通過RS232串口通訊,改造的S7系統采用PROFIBUS通訊協議,實現了在一臺WINCC操作站上監控所有柴油機組; 6.WINCC操作站同時作為WINCC 服務器,通過電廠內部局域網連接了若干臺遠程監控站,實現辦公室的遠程生產監控; 7.監控功能:操作員站作為監視、控制、維護和事故處理的HMI(人機界面),可以調出系統任何一個信息畫面進行集中監視和控制。操作員、維護人員和系統工程師在操作站上根據口令等級進行常規控制、復雜控制、系統維護、控制環節的建立和擴充。為了實現對生產過程的監控,我們通過組態主要提供以下操作畫面: A. 操作菜單畫面 B. 系統總貌畫面 C. 用戶流程圖畫面 D. 趨勢顯示畫面 E. 測點總覽畫面 F. 報警查詢畫面 G. 打印功能 8. 主要監控界面 四 使用效果分析 通過本次改造實現了原有的全部控制功能,而且在原有操作監視功能的基礎上實現了諸如歷史趨勢、報警查詢等用戶定制的實用功能,為廠方進行生產管理和事故分析提供了強有力的工具。同時由于S7相對于S5更強大的功能,使得無論是系統響應速度還是維護調試都較之以前都有很大的改觀。系統改造完成到現在已經安全穩定運行2年,得到了廠方運行人員和管理人員的普遍好評。 五 結束語 西門子的S5系統作為S7系統的上一代產品,曾經是非常優秀的控制系統。但是隨著S7系統的推出,老的S5系統諸如配件短缺、相關技術支持資源缺乏等問題日益突出,導致系統的維護難度日益增大。將S5系統升級為S7系統不失為一個理想的解決辦法,不僅可以保證系統功能的完全保留,而且備品備件、調試維護等問題都得以解決。

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