PLC在發(fā)電輔助系統(tǒng)中的應用

圖3 單cpu單i/o網mb+通訊

　　程控系統(tǒng)主機采用1臺或2臺研華工控機，對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。1臺工控機時安裝的開發(fā)狗，它既是工程師站又是操作站，機組除渣控制系統(tǒng)采用該模式；2臺工控機其中一臺為運行主控器，另一臺為工程師開發(fā)機。當一臺出現故障時，另一臺依然保證運行人員操作，保證系統(tǒng)可靠連續(xù)運行，工控機監(jiān)控軟件采用wonderware的intouch軟件，plc開發(fā)組態(tài)軟件是modsoft2.6，操作系統(tǒng)是windows 98/95，采用modbus plus通訊協(xié)議，以rs485電氣接口連接plc的控制器cpu卡件，另配打印機組成一個監(jiān)控系統(tǒng)，作為運行人員監(jiān)控之用。

　　遠程站與本地站之間采用與modbus plus相同網絡技術，稱為quantuam分布式i/o通信技術，單介質為單路同軸電纜，即140crp與140cra之間只有一路通訊線。當該通訊線路故障時，控制系統(tǒng)將失去監(jiān)控功能。所以保證該系統(tǒng)i/o網通信功能顯得尤為重要。

3 應用軟件

　　3.1 監(jiān)控軟件intouch

　　寶二公司的輔助系統(tǒng)plc控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件采用wonderware公司的intouch軟件，早期的intouch5.x軟件是非漢化版本，只能在win 95/98及以下系統(tǒng)安裝，其軟件包帶的軟件狗具有通用性。現在的intouch8.x軟件是漢化版本，安裝于win2000/nt以上系統(tǒng)，主其軟件包帶的軟件狗不具有通用性，只能一狗對應一套軟件。intouch主要特性：它是基于多任務，多平臺，實時性好，開放性好的集成軟件包。軟件中包含了大量強大的圖形化工具允許用戶能夠快速直觀地建立面向過程的實時窗口，使用戶能夠快速簡單地開啟系統(tǒng)，而且提供了工業(yè)界強大的功能，包括實時過程的監(jiān)視和監(jiān)督控制，報警和報警管理，歷史趨勢，統(tǒng)計過程控制，基于用戶的安全系統(tǒng)，方便的系統(tǒng)擴展，網絡通訊等。而且數據可以很方便地在網絡上共享。intouch提供了數據管理庫的輸入、輸出功能，可以把tag信息輸出到excel工具中，可以在excel中方便地完成繁瑣的tag點定義設置工作，再從excel回輸到數據庫中來等等intouch包括兩個全集成的環(huán)境，組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境，它提供了開發(fā)和顯示的畫面，生成報表和vba語言程序，并與實時數據交互工作，組態(tài)不僅提供了所有圖形，文本，數據。動態(tài)和趨勢圖形工具，通過這些工具生成容易操作和理解的畫面，在運行和組態(tài)環(huán)境之間可快速完成測試對畫面的修改，同時保持實時報警和數據采集。

　　在當時windows98環(huán)境條件下，為了確保intouch的正常運行，在安裝windows98后必須從軟驅中安裝modsoft2.6和intouch5.0的版本的文件。如果現在恢復win98下的控制系統(tǒng)也必須依靠軟驅中安裝。intouch在用戶新建工程必須作以下步驟：

　　(1)數據庫及設備驅動的配置：intouch軟件提供與plc等硬件設備的接口協(xié)議，可將數據從寄存器中讀出(tag名對應plc硬件地址)。modicon的sa85卡設備驅動程序采用modiconmodbusplus技術(實質是rs485串口驅動程序)。數據庫可從驅動程序映射表中檢索數據，處理過程數據(包括指令)等。

　　(2) 應用程序的配置：intouch最重要的功能是為用戶提供了可視化的窗口進行過程信息處理。intouch在用戶屏幕上提供的圖形化過程信息，包括原始數據、計算數據、報警、變量字符串、點信息、趨勢報警或變量狀態(tài)。圖形應用程序的核心是從數據庫訪問信息。為了直接顯示數據，圖形應用程序提供了多樣性的鏈接方式，鏈接可以有多種格式及配置的靈活選擇，對系統(tǒng)或過程數據進行顯示。操作人員使用鏈接也能向數據庫寫數據。

　　(3) 報警的配置：本系統(tǒng)默認可容納的最多報警數為200條。

　　(4) 聲音報警的實現：

　　intouch系統(tǒng)本身系統(tǒng)的聲音報警設置，在系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境中選擇enablehotn啟動報警功能，當有報警產生時系統(tǒng)發(fā)出報警聲音。

　　語音提示報警的設計：因為intouch沒有播放聲音的函數，必須引用winapi函數，播放3d.wav文件。

　　兩種類型的報警實現：

　　一是用基于事件的調度來實現，當系統(tǒng)沒有確認報警數增加時則設置進行長聲音報警。二是語音報警：對于極其重要的點采用語音提示，采用逐點檢測的方式，用基于事件的調度來實現，若當該點報警狀態(tài)變?yōu)閔ihi、lolo或comm這三種類型時，則播放相對應的語音文件進行提示。

　　(5)建立報表及打印功能：根據電廠提供的報表首先用excel建立樣板文件，按各報表和具體情況，用基于時間的調度程序來實現報表的自動抄表功能。

　　(6) 趨勢圖：系統(tǒng)中共有兩種形式的趨勢圖：

　　總趨勢圖：可以在一下拉列表柜中選擇本系統(tǒng)中想要查看的點，同時進行和歷史趨勢的查看，并能對實時趨勢的時間間隔，歷史趨勢的起止時間和時間間隔分別進行調整，在同一圖表中可能同時查看多個點的趨勢曲線，能方便地進行增點與減點的操作。

　　實時彈出趨勢圖：在圖片的初始化時，我們將作為參數帶入的節(jié)點設置為當前節(jié)點，以便顯示其趨勢曲線，在監(jiān)控流程畫面上點擊相應設備時彈出的當前點的實時趨勢圖。

　　(7)報警一覽表：在報警一覽表中可進行確認單個報警、刪除單個報警，確認所有報警、刪除所有報警的功能，當從某一畫面打開報警一覽表時，只顯示與本畫面有關的報警，實現方式：在配置模式下，雙擊報警一覽表中的報警匯總控件，在filter表單中設置過濾條件，即需查看的相應報警區(qū)，為了實現顯示報警的監(jiān)控流程圖畫面的功能，在添加數據點時，須在報警擴展字段中填寫相應的監(jiān)控畫面圖的圖形名稱，此功能才能實現。

　　3.2 編程軟件modsoft/concept

　　modicon公司早期的plc編程軟件是modsoft2.x系列，是非漢化版，必須用軟驅安裝，安裝于win98以下系統(tǒng)，其實質運行環(huán)境就是dos6.x系列操作系統(tǒng)，對于現在恢復系統(tǒng)工作比較困難。

　　在dos6.x系列操作系統(tǒng)下編程和組態(tài)很不方便。現在modicon公司推出了plc編程軟件是concept系列，完全用圖形化界面進行各項組態(tài)和編程工作。寶二發(fā)電公司現化學處理控制系統(tǒng)應用concept系列，其余部分都用modsoft2.x系列。無論是concept或者modsoft2.x其基本功能是一致的，核心部分相同。

　　concept和modsoft2.x的指導原則基本一樣，此處主要以concept介紹功能。plc系統(tǒng)配置程序以及所有編輯器都具有相同的外觀和感覺。配置的大多數步驟，尤其是程序創(chuàng)建，都是在不依賴于要編程的plc的情況下設計的。整個程序被分成與邏輯結構相對應的若干區(qū)段。配置工具允許對象( 例如功能塊、步以及轉移)被輕易地以圖形形式選定、放置或移動。在對象放置過程中，可行性測試已經在sfc(順序功能圖/順序語言)編輯器中發(fā)生，因為對象之間的大部分連接都是在放置的過程中自動生成的。硬件組態(tài)(例如cpu、程序內存、輸入/輸出單元等)可以在程序創(chuàng)建之前、之中或之后進行。配置任務可以以在線(連接到plc)和本地(只在pc上)兩種方式進行。配置接受concept檢測，并且只使用有效的組合。這樣就避免了配置錯誤。在在線模式中，配置好的硬件會立即測試有效性，而輸入錯誤將被排除。

　　在concept中項目的創(chuàng)建有7 個主要步驟：

　　(1) 啟動concept并開始一個新的項目；

　　(2) 配置 plc，設定硬件配置；

　　(3) 創(chuàng)建用戶程序，創(chuàng)建程序新的區(qū)段。

　　(4) 保存項目。

　　(5) 載入并測試項目，在pc和plc之間創(chuàng)建鏈接。將項目下載到plc中并啟動。用在線測試功能來測試程序。現在修改刪除程序中的任何錯誤，將修改過的部分下載到plc 中。

　　(6) 優(yōu)化及分離，建議優(yōu)化程序存儲容量并將優(yōu)化過的程序重新加載到plc中。在成功的加載、測試和優(yōu)化以后，您可以將pc從plc上斷線。程序將離線運行。

　　(7) 創(chuàng)建一套所建項目的完整文檔，為工程項目日后維護、修改提供資料。

4 應用中出現的問題及解決

　　通過8年連續(xù)運行，plc控制系統(tǒng)工作一直比較穩(wěn)定。據統(tǒng)計，在plc控制系統(tǒng)的故障中，cpu的故障率0%，網絡通訊故障率2%，plc底板故障率1%，i/o板故障率15%，傳感器及開關故障率占45%，執(zhí)行裝置占30%，接地方面故障占3%，工控機故障率5%。運行中出現問題就地設備故障率98%，軟件出現問題故障率2%。根據上述故障分析，我們針對性對執(zhí)行設備(在溫度高的石子煤系統(tǒng)氣動執(zhí)行器，在濕度較大的精處理系統(tǒng)電動執(zhí)行器)進行治理改造；對一些性能較差的閥門開關、操作按鈕、傳感器改型改造，減少了傳感元件故障對程序控制的正常運行，對控制系統(tǒng)線路核查整理減少線路接地現象，對除灰除渣等室外設備進行加裝防雨措施，減少了接地或短路而使卡件損壞故障；利用停機時間對工控機進行清灰，更換工控機風扇，減少了工控機的故障，現在plc控制系統(tǒng)整體工作狀況良好。系統(tǒng)經過一段時間運行后，發(fā)現了一些軟件編程缺陷：比如部分“成組、連鎖”運行條件與現場設備條件不一致，使得運行人員操作總是用“單步”操作；也有些監(jiān)控畫面顯示出現問題：

　　如就地設備與crt設備不對應；

　　就地設備運行狀態(tài)與crt顯示設備狀態(tài)不對應；

　　部分“步序”畫面不刷新。經過對這些問題分析，分別對modsoft中邏輯、intouch中設置和mbplus組態(tài)設置重新處理，現在軟件出現問題基本都已經處理正常。