基于iFIX的车间级离散设备数字化集成系统的设计及实施.pdf

电气自动化基于iFIX的车间级离散设备数字化集成系统的设计及实施侯冉刘成辉（机械工业第六设计研究院有限公司，450 0 42，河南郑州）控，上位机组态软件为iFIX3.5，下位机为1问题的提出HoneywellDCS控制器。4座干燥房无上位机，上海某磨料磨具工厂烧成车间的热工设备下位机为宇电智能温控仪表。2 台固化炉上位布置分散，且设备为不同厂商提供，控制系统机为现场触摸屏，下位机为日本SHIMAX智多样，上位机种类多，操作人员有时需要到现能控制仪表。另外4台固化炉由3号工控机监场操作和抄表，即使在中控室操作和抄表也需控，组态软件为经典版WINCC7.4SP1，下位要频繁切换电脑，增加了操作人员的工作量及机为S7-300PLC。转运小车系统上位机为现设备维护成本。该公司委托笔者所在公司完成场触摸屏，下位机为S7-200smart PLC。车间烧成设备的数字化集成项目，即将所有烧3系统集成设计思路成设备的数显及集控功能统一到2 台工控机上。2 台工控机各用一套组态软件完成车间所有烧成设备的信息采集、控制、记录、报表、曲线等功能。下面进行具体介绍，供同行参考。2车车间原有控制设备情况车间原有控制设备情况如表1所示。2台车式窑由互为热备的1号工控机和4号工控机监控，上位机组态软件为iFIX3.5，下位机为HoneywellDCS控制器。另外2 台车式窑由互为热备的2 号工控机和5号工控机监设备名称1号车式窑2号车式窑3号车式窑4号车式窑1号干燥房2号干燥房3号干燥房4号干燥房1号固化炉2号固化炉3号固化炉4号固化炉5号固化炉6号固化炉转运车霍世界(2 0 2 3-3)3.1组态软件选型及工控机硬件配置因iFIX组态软件的I/O驱动种类齐全，软件稳定性强，故新增的2 台工控机沿用原iFIX3.5组态软件。在此基础上进行系统集成，也便于后期直接将iFIX3.5升级为更高版本。工控机安装WindowsXPSP3操作系统，硬件按可兼容该操作系统的最顶配进行配置。因原中控室内的多台工控机用到了2 个网段的IP地址，为不改变下位控制器的IP地址，故在新设的2 台工控机上各安装了2 块网卡，分表1车间原有控制设备情况下位机及型号上位机及组态软件Honeywell DCS1号工控机iFIX3.5HC900控制器4号工控机iFIX3.52号工控机iFIX3.5Honeywell DCS HC900控制器5号工控机iFIX3.5宇电温控仪表AI808P、A I 7 0 8日本SHIMAX仪表mac50a西门子PLCS7-300西门子PLCS7-200 smart通信接口以太网接口以太网接口无RS485接口现场触摸屏RS485接口现场触摸屏和3号工控机以太网接口经典版WINCC现场触摸屏通信协议Modbus TCPModbus TCPModbus RTUModbus RTUS7 TCP/IP以太网接口S7 TCP/IP17955电气自动化别配置为不同网段的IP地址，中控室原工控机舍弃不用。3.2底层通信设计及实施车式窑下位机均为DCS控制器，自带以太网接口，通信协议为Modbus TCP。此次车式窑的集成，底层通信不做改动，只是在iFIX组态软件上将多台车式窑数据进行集成。干燥房的多台控制仪表只有RS485通信接口，且现场控制柜距离中控室较远，不能连接以太网，于是敷设1根2 1.5mm的屏蔽双绞线进行通信。因干燥房数据需要在2 台工控机上同步显示，故选用了1个2 路缓存隔离型RS485集线器，安装在中控室机柜内，该RS485集线器具有两主一从功能，可实现2 台主机和多台从机通信的功能，再增加2 个RS485/RS232转换头分别接在2 台工控机的串口上。经长期使用观察，数据的同步性、一致性、稳定性较好。有2 台固化炉的下位机为智能温控仪表，该仪表仅有的1个RS485接口已被触摸屏占用，即现场触摸屏为主站，温控仪表为从站。为了实现远程抄表，现场增设了1个带RS485接口的多通道无纸记录仪。将温控仪表上的热电偶信号输人端并联上补偿导线，将补偿导线的另一端接至无纸记录仪的信号输入端。因2台工控机的RS232通信口已被占用，在现场控制柜内增设了1个Modbus网关，Modbus网关网口连至现场交换机，RS485接口接无纸记录仪。该Modbus网关可将Modbus RTU协议转换为ModbusTCP协议；同时，网关具备多主机功能，即支持网口端有多台计算机同时访问同一个串口设备，也便于后期扩展带RS485接口的设备。有4台固化炉的下位机为S7-300PLC，且原上位机组态软件为经典版WINCC，通过1根网线进行通信。于是，敷设了1根从现场控制柜内交换机到中控室的网线，将2 根网线分别接至2 台工控机。转运车在地坑轨道往返运行，采用滑触线给转运车供电，转运车的开关量和模拟量信号56180没有引出。如果安装拖链引出信号，则施工难度较大，且强弱电无法分开。于是，在转运车端和控制室端分别增设了无线网桥。转运车控制柜外部安装主网桥，转运车PLC通过以太网接口连接主网桥。在中控室外墙顶部固定子网桥，子网桥再连至控制室内交换机。通过无线传输的方式获取转运车PLC的内部数据。系统集成拓扑图如图1所示。3.3iFIX组态软件驱动设置iFIX组态软件需要配置多种驱动，具体如下。（1）MBE驱动，用于车式窑和2 台固化炉。（2）O PC 驱动，用于干燥房的智能仪表和转运车。这需要先在工控机上安装OPC服务器，包括宇电OPC服务器和PCAccessforS7-200 smart OPC 服务器。（3）S7 A 驱动，用于4台固化炉。42台工控机的穴余设计思路笔者最初通过iFIX自带的穴余设置进行双机热备配置，但配置完后发现备机反应迟钝，于是将2 台工控机各自配置成独立的SCADA服务器，各自采集数据，互不影响。需要同步的数据，如曲线配方名称、炉次名称等，通过iFIX脚本编程，使用Winsock控件进行数据交换，即更改任意一台工控机的曲线名称或炉次名称后，通过UDP协议自动向另外一台工控机发送数据，改变另一台工控机对应的变量值。5结语此次系统集成实施过程中，笔者所选用的RS485集线器和Modbus网关均为国产工控产品，其功能不仅能够满足需求，而且可靠性和稳定性较强，配置软件简单易用。此次系统集成在交换机上预留了多个接口，便于以后对接上层MES软件或ERP软件，为实现设备的透明化管理以及生产排程、质量追溯等功能做准备。電世界（2 0 2 3-3)电机与控制：锅炉吸风机反转导致高压变频器跳闸故障分析程浩（中国石化仪征化纤有限责任公司,2 1 1 9 0 0,江苏仪征）A。高压变频器一次接线图如图2 所示。1热电厂烟气排放工艺2故障经过某热电厂烟气排放工艺流程示意图如图1所示。锅炉尾部烟道分2 路经空预器、电除尘由甲乙两侧吸风机抽风至脱硫系统。两侧烟道有挡板A、挡板B灵活调整烟气流通方式，部分烟气经干燥塔后回电除尘至脱硫系统。电除尘出口两侧吸风机采用6 kV高压变频调速系统，变频器为深圳英威腾GD5000-A0900-06-L，功率7 1 0 kW，额定电流8 72021年9 月2 8 日1 9 时3 4分，值班长报告：3 号炉吸风机甲起动过程中，其配套变频器转速至45 0 r/min时跳闸，锅炉控制系统显示“变频器重故障”。检查3 号炉吸风机甲变频器及相关断路器，无异常。故障复归后，再起动3 号炉吸风机甲，变频器运行正常。电气技术人员现场查看3 号炉吸风机甲高压变频1号2 号固化炉IP:192.168.0163号固化炉IP:192.168.0.03 IP:192.168.0.11 IP:192.168.0.23 IP:192.168.0.244号固化炉5号固化炉6号固化炉S7 TCP/IP协议Modbus TCP14号干燥房协议Modbus RTU协议网卡AIP:192.168.20.101网卡BIP:192.168.0.3S7 TCP/IP协议网卡AIP:192.168.20.108网卡BIP:192.168.0.2Modbus TCP协议IP:192.168.20.39转运车IP:192.168.20.109IP:192.168.20.254IP:192.168.20.2531号车式窑電世男(2 0 2 3 -3)2号车式窑图1 系统集成拓扑图3号车式窑4号车式窑(编辑志皓）18157