SIMATIC PCS 7 ――一個真正的現代DCS係統

HMI

 

6、 疑難與解答

1） 標準化編程
　　大(da)型(xing)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)很(hen)難(nan)一(yi)個(ge)人(ren)完(wan)成(cheng)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)很(hen)多(duo)人(ren)的(de)分(fen)工(gong)與(yu)合(he)作(zuo)。標(biao)準(zhun)化(hua)編(bian)程(cheng)就(jiu)是(shi)要(yao)使(shi)軟(ruan)件(jian)工(gong)程(cheng)師(shi)編(bian)寫(xie)的(de)程(cheng)序(xu)整(zheng)齊(qi)劃(hua)一(yi)，通(tong)用(yong)性(xing)和(he)可(ke)讀(du)性(xing)強(qiang)，除(chu)了(le)作(zuo)者(zhe)本(ben)人(ren)的(de)閱(yue)讀(du)者(zhe)也(ye)能(neng)輕(qing)而(er)易(yi)舉(ju)地(di)理(li)解(jie)作(zuo)者(zhe)的(de)編(bian)程(cheng)思(si)想(xiang)和(he)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)。這(zhe)樣(yang)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)使(shi)編(bian)程(cheng)人(ren)員(yuan)不(bu)再(zai)糾(jiu)纏(chan)編(bian)程(cheng)的(de)枝(zhi)節(jie)問(wen)題(ti)，縮(suo)短(duan)編(bian)製(zhi)程(cheng)序(xu)的(de)時(shi)間(jian)，集(ji)中(zhong)精(jing)力(li)解(jie)決(jue)更(geng)加(jia)困(kun)難(nan)的(de)工(gong)藝(yi)上(shang)的(de)問(wen)題(ti)；而(er)且(qie)有(you)利(li)於(yu)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)對(dui)程(cheng)序(xu)的(de)理(li)解(jie)，為(wei)生(sheng)產(chan)保(bao)駕(jia)護(hu)航(hang)提(ti)供(gong)了(le)更(geng)加(jia)寶(bao)貴(gui)的(de)經(jing)驗(yan)。標(biao)準(zhun)化(hua)編(bian)程(cheng)的(de)實(shi)現(xian)是(shi)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de)，首(shou)先(xian)根(gen)據(ju)設(she)計(ji)圖(tu)紙(zhi)編(bian)製(zhi)各(ge)係(xi)統(tong)的(de)點(dian)號(hao)表(biao)（用EXCEL表格）；再根據點號表編製STEP7符號表（SYMBOL）；再根據點號表找出各控製設備的輸入/輸出點號，據此定義下列STEP7使用的點號：模擬手/自動轉換選擇開關
；啟動按鈕、停止按鈕（對單線圈的泵或電磁閥）；開啟按鈕
、關閉按鈕、停止按鈕（對雙線圈的電動閥）；手動輸出值、給定值、比例係數
、積分時間（對PID調節閥）
；再根據各控製設備的輸入/輸出點號和中間線圈點號編製各控製設備的手動程序

；最後根據設計說明書編製各控製設備之間的邏輯連鎖程序，即自動程序。

　　

2） 數據通訊。
　　這裏的數據通訊包括SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間，SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數據通訊。其中
，SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間是通過SIMATIC 工業以太網通訊，編程使用FB205（FR_AGSEN/發送數據功能塊）和FB206（FR_AGRCV/接收數據功能塊）；SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數據通訊也采用相同的方法處理。值得注意的是FB205（FR_AGSEN/發送數據功能塊）和FB206（FR_AGRCV/接收數據功能塊）必須在OB35（100s時間中斷組織塊）中調用。

 

3） PID調節
　　水泥生產過程中有很多控製對象，諸如係統風力壓力、物料流量等都需要穩定的值。以前這些模擬量的調節采用智能儀表
，現在有了西門子SIMATIC 400 PLC就可以取代這些智能儀表
，PID調節在STEP7中使用FB513（連續PID調節控製）；在WINCC中使用PID調節器的操作麵板
，完成PID調節控製中的手/自動切換
、給定值輸入、手動輸出值輸入、PID參數（比例係數、積分時間）輸入等功能。

4)畫麵強製
　　大da型xing工gong廠chang自zi動dong化hua控kong製zhi係xi統tong涉she及ji的de控kong製zhi設she備bei很hen多duo，控kong製zhi工gong藝yi複fu雜za，導dao致zhi控kong製zhi過guo程cheng中zhong的de邏luo輯ji連lian鎖suo非fei常chang複fu雜za，主zhu要yao設she備bei動dong作zuo的de諸zhu多duo條tiao件jian很hen難nan同tong時shi滿man足zu。為wei了le調tiao試shi程cheng序xu的de需xu要yao，在zai畫hua麵mian上shang增zeng設she許xu多duo選xuan擇ze開kai關guan
，當dang某mou開kai關guan置zhi“1”shi
，jiujiashecitiaojianmanzu。dangsuoyoutiaojianmanzushi，chengxujiukeyiduishebeijinxingcaozuo，erbubidengdaishijitiaojianmanzu。zaishengchanzhongyoushimoushebeichuxianlinshiguzhang，weibuyingxiangzhengchangshengchan，yekeyizaihuamianshangqiangzhi，jixushengchan，zhidaoshebeixiuhao，zaibaqiangzhijiechujike。

 

5)SIMATIC Web Navigator：
   Web Navigator 軟件包可使用戶通過Internet或局域網同過IE瀏覽器直接訪問WINCC過程畫麵。客戶端無須安裝WINCC應用程序，所有WINCC應用都位於服務器上，因此降低了對客戶端的係統要求。通過Web Navigator 可實現辦公室與現場的數據實時交換
，滿足當前對現代化DCS係統的基本要求。同時隻需要較少的軟硬件配製就可同時滿足50個操作員站。由於此功能是通過Internet來實現，所以安全性是必須考慮的問題。

 

　　

    由於華新水泥項目中使用了大量的Profibustongxun，qiedisanfangshebeijiaoduo。zuichushifendanxinshebeidehunhetongxunyijixianchangshebeijiandexianghuganrao。danzaishijishiyongguochengzhong，shenkedetihuidaoxianchangzongxianjishusuodailaidefangbian。tongshiyeganjiaodaoximenziPCS7的開放性對華新水泥過程控製係統項目的幫助。由於第三方設備較多
，因此使用大量的自編寫的CFC功能塊
，但是正是由於PCS7的開放性能夠為這些CFC功能塊生成相應的BlockIcon

、FacePlate、報警信息等DCS係統所必須的功能；不(bu)僅(jin)第(di)三(san)方(fang)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)這(zhe)樣(yang)處(chu)理(li)，一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)也(ye)采(cai)用(yong)了(le)同(tong)樣(yang)的(de)方(fang)法(fa)，取(qu)得(de)了(le)滿(man)意(yi)的(de)效(xiao)果(guo)，得(de)到(dao)分(fen)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)的(de)好(hao)評(ping)。在(zai)通(tong)訊(xun)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)，調(tiao)試(shi)設(she)備(bei)通(tong)訊(xun)時(shi)應(ying)注(zhu)意(yi)係(xi)統(tong)的(de)接(jie)地(di)
，通(tong)訊(xun)電(dian)纜(lan)的(de)短(duan)路(lu)，係(xi)統(tong)的(de)等(deng)電(dian)位(wei)等(deng)因(yin)素(su)都(dou)會(hui)導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)總(zong)線(xian)的(de)癱(tan)瘓(huan)。

 

（近年投運窯生產係統以SIEMENS的PCS7+CEMAT為主）

 

宜都公司1#窯及2#窯----------PCS7 V5.2                    

（一期於2003年2月，原為PCS7 V5.1采用SYBASE數據庫
；

二期於2005年9月
，使用PCS7 V5.2，將原一期同步升級，均采用SQL數據庫）

陽新公司1#窯及2#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                     

（一期於2004年3月，

二期將於2006年9月投運
，並將一期項目合並，）

恩施公司----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                    

（2004年9月）

武穴公司1#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                    

（2005年4月）

西藏公司----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                    

（2005年7月）

蘇州金貓8#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                    

（2005年9月）

武漢粉磨站----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0                    

（2006年3月）

雲南昭通公司----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1                    

（2006年5月）

黃石公司4#窯----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1                     

（2006年6月，原為ABB係統
，後改造）

襄樊公司----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1                    

（2006年7月）

 

1）CEMAT係統介紹

    CEMAT是英文CEMent AuTomation的縮寫，CEMAT軟(ruan)件(jian)包(bao)是(shi)西(xi)門(men)子(zi)公(gong)司(si)專(zhuan)門(men)為(wei)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)開(kai)發(fa)的(de)水(shui)泥(ni)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)集(ji)成(cheng)化(hua)的(de)標(biao)準(zhun)軟(ruan)件(jian)，具(ju)有(you)多(duo)個(ge)專(zhuan)門(men)用(yong)於(yu)水(shui)泥(ni)工(gong)廠(chang)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)優(you)化(hua)的(de)功(gong)能(neng)塊(kuai)，具(ju)有(you)簡(jian)潔(jie)的(de)顯(xian)示(shi)方(fang)式(shi)，不(bu)需(xu)附(fu)加(jia)另(ling)外(wai)的(de)專(zhuan)家(jia)係(xi)統(tong)就(jiu)可(ke)完(wan)成(cheng)組(zu)態(tai)和(he)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)。該(gai)軟(ruan)件(jian)包(bao)集(ji)成(cheng)於(yu)PCS7係統，在PCS7集成的功能上增加了針對水泥工程的工程操作、故障診斷及聯鎖等功能塊，是具有獨特的、開放式的接口及經濟的解決方案。

    CEMAT係xi統tong在zai啟qi動dong之zhi前qian可ke獲huo得de整zheng個ge係xi統tong詳xiang細xi的de狀zhuang態tai報bao告gao
，不bu會hui出chu現xian任ren何he不bu合he理li的de驅qu動dong係xi統tong或huo組zu的de啟qi動dong

，該gai係xi統tong采cai用yong似si然ran性xing邏luo輯ji，不bu會hui發fa生sheng不bu合he理li的de路lu由you選xuan擇ze。操cao作zuo員yuan可ke輸shu入ru每mei個ge單dan獨du事shi件jian的de注zhu意yi事shi項xiang
，並bing由you其qi他ta操cao作zuo員yuan讀du取qu。CEMAT係統采用集成的全局數據庫和統一的組態工具，即SIMATIC程序管理器。在項目管理上
，SIMATIC程序管理器從係統硬件和水泥生產工藝兩個視角

，同時進行管理。這兩個視角在程序管理器中分別稱為標準分級(Standard Hierarchy)和工藝分級(Plant Hierarchy)。qizhongbiaozhunfenjizhuyaoguanlixitongdeyingjian，ergongyifenjizhuyaoguanlishuinigongyiguocheng
，tajiangzhenggeshuinichangangongyiguochengdeyaoqiu
，fenweigegezixitong，anshuinichangdeshijijiegoucaiyongfencengdexingshijianggegezixitongyingshedaokongzhiqishang。yuchuantongDCS係統的模塊相比，CEMAT係統的組態直接麵向水泥工藝過程，且模塊的I／O參數數量較少，工程與組態非常容易，可以顯著減少編程錯誤，同時可以大大避免係統中資源的浪費。

 

2）CEMAT係統功能

    水泥行業的基礎自動化控製除了常規的電機控製、儀表信號監控外，還具有一些的特殊要求。如設備的成組控製（包括組啟動、組暫停、組停止），兩路閥的控製等
，不同方式對同一控製設備有不同的啟停要求。CEMAT軟(ruan)件(jian)具(ju)有(you)多(duo)個(ge)水(shui)泥(ni)工(gong)程(cheng)的(de)專(zhuan)用(yong)功(gong)能(neng)塊(kuai)，可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)實(shi)現(xian)各(ge)種(zhong)功(gong)能(neng)的(de)控(kong)製(zhi)。用(yong)戶(hu)可(ke)根(gen)據(ju)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu)連(lian)接(jie)相(xiang)應(ying)的(de)管(guan)腳(jiao)實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)。對(dui)於(yu)每(mei)個(ge)功(gong)能(neng)塊(kuai)均(jun)可(ke)使(shi)用(yong)在(zai)線(xian)查(zha)找(zhao)幫(bang)助(zhu)。以(yi)下(xia)介(jie)紹(shao)了(le)常(chang)用(yong)的(de)功(gong)能(neng)塊(kuai)的(de)功(gong)能(neng)及(ji)應(ying)用(yong)：
    1）組（GROUP）功能塊的應用：在CEMAT中特有的組（GROUP）功能塊，可用於輸送係統成組順序啟動；可方便的實現組啟動、組單步（本組設備單機啟動）、組暫停、組停止以及組間啟停聯鎖。在實現輸送係統或磨機順序控製時，編程簡單
，動作可靠。
    2）DAMPER功能塊的應用：可用於切斷閥
、調節閥、雙向電機的控製，有模擬量和數字量控製輸出。常用於風機入口閥門、兩路閥等的控製。
    3）ROUTE功能塊的應用：主要用於順控路徑的選擇，如生料入窯/倒庫選擇
、熟料入庫選擇等。
    4）單向電機（Unidirectional Drive）功能塊應用：用於單向電機的手/自動控製，有外部速度信號及電流信號監控
，適用多種電機設備的控製，如皮帶電機（有速度開關信號監控聯鎖）、破碎電機（可設定電機電流監控聯鎖）。
    5）測量（Measuring value）功能塊的應用：模擬量信號監控，該功能塊多與CH_AI塊聯合使用
，可在線更改輸入的模擬量信號的量程。
    6）功能塊的應用舉例：在以下一個原料入配料倉組的程序中
，應用了組（GROUP）、路徑選擇（ROUTE）、三通閥（DAMPER）
，單相電機（收塵風機、皮帶輸送機）功能塊。整個程序結構清晰，調試方便。

    CEMAT係(xi)統(tong)有(you)一(yi)個(ge)專(zhuan)門(men)針(zhen)對(dui)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)開(kai)發(fa)的(de)特(te)征(zheng)模(mo)塊(kuai)數(shu)據(ju)庫(ku)
，通(tong)過(guo)它(ta)能(neng)知(zhi)道(dao)怎(zen)樣(yang)去(qu)運(yun)作(zuo)一(yi)個(ge)水(shui)泥(ni)廠(chang)，怎(zen)樣(yang)通(tong)過(guo)診(zhen)斷(duan)將(jiang)故(gu)障(zhang)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)
，以(yi)及(ji)怎(zen)樣(yang)將(jiang)電(dian)動(dong)機(ji)
、節氣閥、傳送帶和工廠的測量結果互相結合起來。CEMAT係統還集成了CEMAT-KCS回轉窯優化控製係統和CEMAT-MCS磨機優化控製係統