一系統(tǒng)概述
某柴油機發(fā)電廠于15年前配套了9套柴油發(fā)電機組，采用西門子公司S5系列PLC實現(xiàn)柴油機組的核心控制和危急保護(hù)。經(jīng)過十多年的運行,發(fā)生故障的危險大大增加,經(jīng)常發(fā)生誤動作,造成突然停機,對生產(chǎn)造成極大的影響.西門子公司已推出新一代的控制系統(tǒng),老系統(tǒng)的備件價格逐漸加高,供貨周期較長,而且部分設(shè)備已很難訂到備件，無法滿足電廠系統(tǒng)維護(hù)的要求,為節(jié)省長期投資,計劃采用西門子新一代的控制系統(tǒng)逐步代替原有系統(tǒng)。
原有SIEMENS-S5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
系統(tǒng)由以下幾個部分組成：
1. 由S5-115U構(gòu)成的柴油機控制系統(tǒng)
2. 由ET100U構(gòu)成輔機系統(tǒng)
3. 由S5-95U構(gòu)成安全系統(tǒng)
4. 由S5-95U構(gòu)成的發(fā)電機控制系統(tǒng)
5. MP14顯示系統(tǒng)
6. 以及由S5-95U構(gòu)成的其他控制系統(tǒng).
7. 上位監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)由COROS計算機構(gòu)成
整套系統(tǒng)由SIEMENS的SINEC L2-DP總線相連，數(shù)據(jù)信息經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后由COROS完成上位機的監(jiān)控功能。
二 系統(tǒng)要求
1． 采用成熟可靠的控制產(chǎn)品替代舊產(chǎn)品，保證控制產(chǎn)品升級和替換容易；
2． 系統(tǒng)升級要實現(xiàn)原系統(tǒng)的所有監(jiān)控功能；
3． 根據(jù)現(xiàn)場實際需要，增加相應(yīng)的監(jiān)控；
4． 現(xiàn)場實施時間短，不影響系統(tǒng)的正常開機發(fā)電；
5． 升級后的系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡單。
三 系統(tǒng)配置與功能實現(xiàn)
為了保證系統(tǒng)運行的高可靠性和系統(tǒng)改造的經(jīng)濟性，我們采用SIMATIC S7-300控制系統(tǒng)替換原來的S5控制系統(tǒng)，采用成熟的人機界面軟件WINCC替代原系統(tǒng)的COROS操作站，僅對有關(guān)的接口進(jìn)行必要的修改。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1．柴油機控制系統(tǒng)由帶有Profibus DP通訊總線接口的新S7-CPU 315-2DP控制器替換現(xiàn)有的S5-115U控制器；
2．由帶有Profibus DP通訊總線接口的新遠(yuǎn)程I/O站ET200M替換輔機系統(tǒng)現(xiàn)有的ET100U；
3．安全系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)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(jìn)行通訊，保持和現(xiàn)有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(tǒng)采用SIMATIC S5 PROGRAMMER PORT AS511通訊協(xié)議與WinCC之間通過RS232串口通訊，改造的S7系統(tǒng)采用PROFIBUS通訊協(xié)議，實現(xiàn)了在一臺WINCC操作站上監(jiān)控所有柴油機組；
6．WINCC操作站同時作為WINCC 服務(wù)器，通過電廠內(nèi)部局域網(wǎng)連接了若干臺遠(yuǎn)程監(jiān)控站，實現(xiàn)辦公室的遠(yuǎn)程生產(chǎn)監(jiān)控；
7．監(jiān)控功能：操作員站作為監(jiān)視、控制、維護(hù)和事故處理的HMI（人機界面），可以調(diào)出系統(tǒng)任何一個信息畫面進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。操作員、維護(hù)人員和系統(tǒng)工程師在操作站上根據(jù)口令等級進(jìn)行常規(guī)控制、復(fù)雜控制、系統(tǒng)維護(hù)、控制環(huán)節(jié)的建立和擴充。為了實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控，我們通過組態(tài)主要提供以下操作畫面：
A． 操作菜單畫面
B． 系統(tǒng)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(jiān)控界面
四 使用效果分析
通過本次改造實現(xiàn)了原有的全部控制功能，而且在原有操作監(jiān)視功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)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(jìn)行生產(chǎn)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(tǒng)響應(yīng)速度還是維護(hù)調(diào)試都較之以前都有很大的改觀。系統(tǒng)改造完成到現(xiàn)在已經(jīng)安全穩(wěn)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(jié)束語
西門子的S5系統(tǒng)作為S7系統(tǒng)的上一代產(chǎn)品，曾經(jīng)是非常優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。但是隨著S7系統(tǒng)的推出，老的S5系統(tǒng)諸如配件短缺、相關(guān)技術(shù)支持資源缺乏等問題日益突出，導(dǎo)致系統(tǒng)的維護(hù)難度日益增大。將S5系統(tǒng)升級為S7系統(tǒng)不失為一個理想的解決辦法，不僅可以保證系統(tǒng)功能的完全保留，而且備品備件、調(diào)試維護(hù)等問題都得以解決。
