西門子(zi)S12電源模(mo)塊6SL3120-2TE21-8AA3詳(xiang)解

工藝系統

    本項目符合標準的電站工藝，工藝流程圖如下圖所示，本機組基本運行方式為兩爐一機母管制、定壓運行（同時存 在單臺爐機運行的工況）。正常時，減溫減壓器不投入運 行；當汽機故障時，減溫減壓器投入運行，保證熱用戶汽 源的穩定。SIEMENS   PCS7   PS過程控制系統的模擬量（MCS）、順序控制（SCS）、數據采集和處理（DAS）、燃燒器 管理系統（FSSS）、汽機跳閘保護（ETS）等功能，以滿足各 種運行工況的要求，確保機組安全、高效運行。
    鍋爐(lu)、汽機(ji)和(he)主要(yao)輔機(ji)可設置保護系統(tong)，當檢測到危(wei)險工況或關鍵(jian)的過程變(bian)量(liang)超過允許值時使系統(tong)及輔機(ji)跳(tiao)閘(zha)，采 用冗余和(he)分散(san)的跳(tiao)閘(zha)原(yuan)則以獲得防止系統(tong)拒動和(he)誤(wu)動的充 分保證。

系統特點

●為了保證系統的穩定運行，我們采用的系統軟件平臺為 英文bbbbbbS NT4.0系統。
●采用了應用于電站控制的PS軟件包，組態方便合理，節 省了大量的時間和人力并且易于擴展。
●在OS上應用了客戶機－服務器系統
●冗余功能
●硬件冗余：控制器冗余系統可以實現雙控制冗余切換的功能，當主控的CPU出現故障時，另一CPU自動地 接替主控CPU的工作，切換時間為毫秒級。
●通訊冗余功能：在本項目中采用了符合PROFIBUS-DP 協議的ET200MI/O站冗余通訊接口和電纜，實現了 與雙CPU的冗余通訊。
●電源冗余:在給CPU和模件供電中采用了電源冗余配置。
●過程控制(zhi)系統(tong)的監視、報警和自診斷功能高(gao)度(du)集中在CRT上(shang)(shang)和在打印(yin)機上(shang)(shang)打印(yin)，控制(zhi)系統(tong)可(ke)在功能和物理(li)上(shang)(shang) 進(jin)行分散(san)。

結束語

    在(zai)(zai)(zai)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)具體設計中，我(wo)們采用了應用于(yu)電(dian)站控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的 PS軟件(jian)包，使得(de)組態方(fang)便(bian)合理，易于(yu)擴展并(bing)節省了大量 的時間(jian)和(he)人力。在(zai)(zai)(zai)冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)功(gong)能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)面，控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)系(xi)統(tong)可 以實(shi)(shi)現雙(shuang)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)切(qie)換(huan)的功(gong)能(neng)，切(qie)換(huan)時間(jian)為(wei)毫(hao)秒級；通訊 上采用了符合PROFIBUS-DP協議的ET200MI/O站冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)通訊接口和(he)電(dian)纜，實(shi)(shi)現了與雙(shuang)CPU的冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)通訊；此外(wai)(wai)還(huan)在(zai)(zai)(zai)給CPU和(he)模件(jian)供(gong)電(dian)中采用了電(dian)源冗(rong)(rong)(rong)余(yu)(yu)配置。另(ling)外(wai)(wai)，過程控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi) 系(xi)統(tong)的監(jian)視、報警和(he)自診斷功(gong)能(neng)都高度集中在(zai)(zai)(zai)CRT上和(he)在(zai)(zai)(zai) 打(da)印機上打(da)印，控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)可在(zai)(zai)(zai)功(gong)能(neng)和(he)物理上進行分散

概述
    華新水(shui)泥有(you)限公司(si)日產(chan)(chan)(chan)5500 噸的(de)(de)水(shui)泥生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)線，從石(shi)灰石(shi)破碎(sui)到水(shui)泥包裝的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程監控(kong)、信息管(guan)(guan)理(li)(li)全部納入計算機(ji)控(kong)制(zhi)系統(tong)。整(zheng)個(ge)(ge)控(kong)制(zhi)系統(tong)以(yi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程控(kong)制(zhi)為核心，將(jiang)高(gao)低壓電動(dong)機(ji)、自動(dong)化(hua)儀表、生(sheng)(sheng)料質(zhi)量控(kong)制(zhi)、工廠信息管(guan)(guan)理(li)(li)等通過網(wang)(wang)絡(luo)連接(jie)成一(yi)個(ge)(ge)整(zheng)體(ti)。經營管(guan)(guan)理(li)(li)層采用以(yi)太網(wang)(wang)，生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)管(guan)(guan)理(li)(li)層采用工業(ye)以(yi)太網(wang)(wang)，現場控(kong)制(zhi)層以(yi)現場總線為主，常規分布式I/O 為輔(fu)，組成了一(yi)個(ge)(ge)適于(yu)大型水(shui)泥生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)高(gao)水(shui)平、低投資的(de)(de)完整(zheng)管(guan)(guan)理(li)(li)控(kong)制(zhi)一(yi)體(ti)化(hua)系統(tong)。整(zheng)個(ge)(ge)系統(tong)的(de)(de)基(ji)本配置見系統(tong)配置圖(tu)。

控制系統配置

整個控制系統網絡分為經營管理層、生產管理層和現場控制層。
1） 經營管理層
    經營管理層依托華新水泥有限(xian)公司已建成的管理網絡，通過(guo)標準以太網與生產管理層連接。

2） 生產管理層
    整個系統根據生(sheng)產線(xian)的布置情況(kuang)和運行管(guan)理要(yao)求共設6個控(kong)制(zhi)室：中央控(kong)制(zhi)室、原(yuan)料(liao)控(kong)制(zhi)室、石(shi)灰石(shi)破碎控(kong)制(zhi)室、水泥包裝控(kong)制(zhi)室、碼頭控(kong)制(zhi)室、總配電站。生(sheng)產管(guan)理層采用標準TCP/IP 協議通過工業以太網(wang)實現(xian)(xian)現(xian)(xian)場控(kong)制(zhi)站與操作員站、工程師站和服務器之間(jian)的通訊。

· 操作員站(zhan)/ 工程(cheng)師站(zhan)、PCS7 服務(wu)器、現場(chang)PLC 站(zhan)和MIS 服務(wu)器通過(guo)OSM 連(lian)接(jie)到工業(ye)以(yi)太光(guang)纖環網上，可以(yi)實時共享現場(chang)PLC 站(zhan)的信息。

· 正常操(cao)(cao)作時(shi)(shi)，操(cao)(cao)作員站配置相同(tong)，互為備(bei)用。可獨立工作，也(ye)可同(tong)時(shi)(shi)工作，顯示不(bu)同(tong)畫面。調試和維(wei)修時(shi)(shi)工程(cheng)師站可用作軟件(jian)開發、診斷現場PLC 站故障原因并進(jin)行(xing)排除等工作。

· 中控(kong)室(shi)配置彩色(se)噴墨打(da)印(yin)(yin)機和(he)激光打(da)印(yin)(yin)機，分別用(yong)于(yu)報(bao)表(biao)打(da)印(yin)(yin)、畫面及趨(qu)勢曲線(xian)打(da)印(yin)(yin)和(he)實時報(bao)警(jing)打(da)印(yin)(yin)。

· 管理功能：通過(guo)清晰友好的人機界面（HMI） 監(jian)控生產線工藝流程(cheng)實時數據。

· 控(kong)(kong)制(zhi)功能：用圖形菜單，即中控(kong)(kong)室(shi)操作人員(yuan)通(tong)過操作站的(de)鍵盤(pan)或鼠標對(dui)現場設(she)備(bei)進行(xing)開停(ting)控(kong)(kong)制(zhi)，也(ye)可對(dui)現場控(kong)(kong)制(zhi)站的(de)調節參(can)數、設(she)定值(zhi)進行(xing)修改。

· 趨(qu)勢(shi)圖顯示功(gong)能：用棒(bang)狀圖和趨(qu)勢(shi)曲(qu)線顯示主要工藝(yi)參(can)數的歷史趨(qu)勢(shi)和實時趨(qu)勢(shi)。通常在一幅(fu)趨(qu)勢(shi)圖中顯示

1-4 個工(gong)藝參數。趨勢圖中的時間坐(zuo)標可以選(xuan)擇調整，并能(neng)保(bao)存兩年的歷史(shi)數據(ju)。

· 報警處理功能(neng)：在操(cao)(cao)作(zuo)員站(zhan)的(de)CRT 上，不(bu)論當前顯示何種畫(hua)面(mian)，都會在畫(hua)面(mian)的(de)報警欄處顯示出醒目(mu)的(de)故障狀態(tai)，使(shi)得操(cao)(cao)作(zuo)人員隨時了解生產線的(de)故障狀態(tai)。

·工(gong)藝(yi)參數設定(ding)功能：工(gong)藝(yi)參數設定(ding)分為二類，連續回路控(kong)制(zhi)中的控(kong)制(zhi)值(zhi)設定(ding)和報警的設定(ding)。

·其它功能(neng)：故障次數記錄、主要設備(bei)運行累計時(shi)間記錄、大修(xiu)周(zhou)期時(shi)間、自動(dong)生成(cheng)日(ri)/ 月/ 年(nian)報表，并可選擇打(da)印(yin)方式、自動(dong)記錄設備(bei)或生產過程出現的非正常現象、發生時(shi)間、排除(chu)時(shi)間，并打(da)印(yin)報表、歷(li)史(shi)數據(ju)恢復(fu)和歷(li)史(shi)趨(qu)勢曲(qu)線顯示，實(shi)時(shi)數據(ju)和歷(li)史(shi)數據(ju)分(fen)析處理(li)。

3） 現場控制層
    現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)層用于控(kong)(kong)制(zhi)水泥(ni)(ni)生產(chan)(chan)線工(gong)藝過程(cheng)(cheng)的各個(ge)現(xian)(xian)(xian)場環節(jie)。根據本生產(chan)(chan)線現(xian)(xian)(xian)場I/O 信號的分布，現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)層分成6 個(ge)現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、3 個(ge)遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)I/O 站(zhan)：原料(liao)(liao)控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、石(shi)灰(hui)石(shi)破碎遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)I/O 站(zhan)、碼頭遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)I/O 站(zhan)、原料(liao)(liao)磨控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、窯尾控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、窯頭現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、水泥(ni)(ni)磨現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)、熟料(liao)(liao)庫底遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)I/O 站(zhan)和水泥(ni)(ni)包裝現(xian)(xian)(xian)場控(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)。

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·現場控制(zhi)站(zhan)采(cai)用SIMATIC S7-400 系列控制(zhi)器，每個現場控制(zhi)站(zhan)都自成系統，可以獨立運行，不(bu)受其他(ta)現場控制(zhi)站(zhan)或(huo)服務器故障停機的影響。

·遠(yuan)(yuan)程(cheng)I/O 站采用SIMATIC ET200M 遠(yuan)(yuan)程(cheng)I/O 站，配(pei)(pei)置(zhi)CPU315-2DP 通(tong)(tong)過(guo)PROFIBUS-DP 與S7-400 系列現(xian)場控制器(qi)進行(xing)通(tong)(tong)信，遠(yuan)(yuan)程(cheng)I/O 用于擴(kuo)展現(xian)場控制器(qi)的遠(yuan)(yuan)程(cheng)輸入輸出(chu)能力。在(zai)(zai)SIMATIC PCS7 中， ET200M 遠(yuan)(yuan)程(cheng)站中的分布(bu)式I/O 模板，通(tong)(tong)過(guo)PROFIBUS-DP 與中央單(dan)元連接(jie)，為遠(yuan)(yuan)程(cheng)I/O 的配(pei)(pei)置(zhi)提供了極大的靈活性，即可(ke)在(zai)(zai)控制室內集(ji)中配(pei)(pei)置(zhi)，也可(ke)在(zai)(zai)現(xian)場電力室或分站控制室內分布(bu)配(pei)(pei)置(zhi)。可(ke)通(tong)(tong)過(guo)在(zai)(zai)中央處理(li)單(dan)元插(cha)入多個通(tong)(tong)訊處理(li)器(qi)來(lai)配(pei)(pei)置(zhi)多條(tiao)SIMATIC NET 網絡。

·10kV 系(xi)統(tong)采用SIPROTEC 4 7SJ62 綜合保護(hu)器，通(tong)過(guo)PROFIBUS-DP 現(xian)(xian)場(chang)總線與(yu)S7-400 系(xi)列(lie)現(xian)(xian)場(chang)控(kong)制器進行通(tong)訊，實現(xian)(xian)對高壓電機(ji)和10kV 配電系(xi)統(tong)的控(kong)制和保護(hu)。

·低(di)壓電(dian)動機(ji)采(cai)用(yong)3UF5 SIMOCODE-DP 電(dian)機(ji)保(bao)護控(kong)制器(qi)(qi)，通過PROFIBUS-DP 現場總線與S7-400 系列現場控(kong)制器(qi)(qi)進行(xing)通訊(xun)，系列實(shi)現對(dui)低(di)壓電(dian)動機(ji)的控(kong)制和保(bao)護。

· 調速(su)裝(zhuang)置采用6SE71 系列(lie)變頻(pin)調速(su)，通過CBP2 的PROFIBUS-DP 現(xian)場總線與S7-400 系列(lie)現(xian)場控制器進行(xing)通訊。

·電(dian)動執行(xing)機構(gou)采用SIPOS 5 通(tong)過PROFIBUS-DP 與(yu)S7-400 系(xi)列(lie)現場控制器(qi)進行(xing)通(tong)信(xin)。

· 現(xian)場(chang)智能(neng)儀(yi)表(biao)（ 壓力、溫度(du)、氣體分析等(deng)） 通過PROFIBUS-PA 與S7-400 系列現(xian)場(chang)控制器進行通訊

SIMATIC 網絡系統
    PCS7 的SIMATIC NET 工業(ye)通(tong)訊(xun)網(wang)絡結構，擁(yong)有(you)豐富(fu)靈活的網(wang)絡層(ceng)級(ji)。各(ge)個層(ceng)級(ji)的通(tong)訊(xun)協(xie)(xie)議(yi)均采(cai)用(yong)(yong)國(guo)際標準的網(wang)絡協(xie)(xie)議(yi)，保證了系統的開放性(xing)。SIMATIC NET 的網(wang)絡產品和模件都采(cai)用(yong)(yong)工業(ye)標準制(zhi)造，適用(yong)(yong)于有(you)電磁干擾和污染的工業(ye)環境。

1） 現場總線級
    SIMATIC PCS7 的(de)現(xian)場(chang)儀表和設備級采用PROFIBUS現(xian)場(chang)總線(xian)進行(xing)通訊(xun)，中央控制器與(yu)現(xian)場(chang)I/O 站通過(guo)PROFIBUS-DP 互相進行(xing)通訊(xun)。

2） 系統總線級
    工(gong)業以太網作為連(lian)接操作員站、工(gong)程師站和自動化系(xi)統(tong)站的(de)系(xi)統(tong)總線(xian)。SIMATIC NET 中的(de)高(gao)速以太網采(cai)用全雙工(gong)并(bing)行（FDX） 通(tong)訊模式。

3） 工廠管理級
    SIMATIC PCS7 提供開放的(de)系統平臺(tai)，支持將系統連接到工廠管(guan)理(li)級(ji)，以實現工廠管(guan)理(li)層上眾多軟(ruan)件包(bao)快速簡(jian)便的(de)集成，實現無(wu)縫管(guan)理(li)和(he)(he)控制層上的(de)數據交換和(he)(he)共(gong)享，并(bing)以WEB 方式實現與(yu)集團(tuan)經(jing)營管(guan)理(li)網的(de)過程數據共(gong)享。

結束語
    現(xian)(xian)場(chang)(chang)總(zong)線技術的出(chu)現(xian)(xian)和(he)(he)成熟，使傳統的DCS 控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統在結構(gou)(gou)和(he)(he)性(xing)能上都發生了(le)巨大(da)的飛躍。系(xi)(xi)統結構(gou)(gou)的簡(jian)化(hua)，使其從(cong)設計(ji)、安裝、投運到正常生產(chan)(chan)運行及(ji)檢修維護，都體(ti)現(xian)(xian)出(chu)諸多(duo)優越性(xing)。它不僅節省了(le)硬件數量與投資，節省了(le)安裝費用(yong)，而(er)且系(xi)(xi)統的維護費用(yong)也大(da)大(da)地降低。SIMATIC PCS7 過(guo)程控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統豐富的產(chan)(chan)品支撐和(he)(he)多(duo)層(ceng)次的通訊網(wang)絡(luo)可滿足(zu)現(xian)(xian)代(dai)大(da)型水泥工廠在傳統的以生產(chan)(chan)管理(li)為核(he)心(xin)的控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統結構(gou)(gou)上向經營管理(li)層(ceng)和(he)(he)現(xian)(xian)場(chang)(chang)控(kong)制(zhi)層(ceng)兩端延伸(shen)的控(kong)制(zhi)要求。上層(ceng)通過(guo)標準以太網(wang)接入(ru)經營管理(li)層(ceng)，下(xia)層(ceng)根據水泥生產(chan)(chan)線的特(te)點(dian)，靈活(huo)地組成現(xian)(xian)場(chang)(chang)總(zong)線和(he)(he)分布I/O 現(xian)(xian)場(chang)(chang)控(kong)制(zhi)層(ceng)