工厂自动西门子PLC控制系统方案_第1页
工厂自动西门子PLC控制系统方案_第2页
工厂自动西门子PLC控制系统方案_第3页
工厂自动西门子PLC控制系统方案_第4页
工厂自动西门子PLC控制系统方案_第5页
已阅读5页,还剩16页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、*有限公司控制系统成套设备技术方案*科技有限公司*年*月*曰目录第一章、概述3第二章、总体方案31、设计原则:32、系统配置42.1控制系统主要设备53系统方案63.1 .监控系统方案63.2 逻辑控制方案83.3 过程控制方案103.4 网络配置方案103.5 设备明细144保护方案17第三章、方案编制依据18第一章、概述*有限公司*厂是一座大型*,设计规模为3.00Mt/a(预留150Mt/a主洗车间)。针对*厂的技术方案,我们做了详细的控制方案,包括:集控室上位机监控方案、逻辑控制方案、过程控制方案、网络配置方案。第二章、总体方案1、设计原则:根据技术要求,本厂控制系统成套设备方案分为:

2、系统配置、系统方案、和各种保护方案。根据标书要求系统形成后,*厂在自动化技术装备和控制上达到国内先进水平。生产环节实现自动化检测、控制与监视,实现对设备的远程监控操作。主要生产指标及设备工况信息实现实时采集,并实现信息处埋、查询网络化。建立分层次的网络结构,实现管、控一体化;实现与厂计算机网络与与园区计算机网络的互联,集控数据可通过opcge口上传至园区信息中心。本工程设计满足先进性、可靠性、实用性、经济性、可升级和标准化等方面的要求。2、系统配置根据*厂工艺特点,在厂综合楼集控室内设置控制台1套,配置生产监控工作站,对设备运行集中管理、控制,并打印报表等。PLC控制站分布如下:主厂房配电室设

3、置1套准备车间配电室设置1套压车间配电室设置1套6号转载点变配电室设置2套I/O控制分站分布如下:车间配电室设置1套1号转载点配电室设置1套7号转载点配电室设置1套原仓上配电室设置1套产品仓上配电室设置1套中仓下配电室设置1套2.1控制系统主要设备西门子控制系统SIMATIC过程控制系统的应用,将会使你得到一个真正灵活、集成化系统所拥有的全部优点。高程度的模块化和可扩展性,使系统达到最优,以适应相应的工艺过程,如需要,今后还可进行扩充。巨大的降成本潜能来自于:?整个应用系统范围内,数据仅需输入一次?已制作好的自动化对象的反复应用?通过预制的技术和工业标准块进行面向技术的组态?从现场级到管理级均

4、可识别的通讯装置?高标准的SIMATIC元件的使用保证了系统的长期可靠性,降低了成本,减少了备件存储费用。?标准技术的应用和系统的开放性使之可与任意数量的第三方系统连接,并且可降低培训费用。世界级合作伙伴全球领域内的存在,表明无论你身在世界的何处,你都能获得你所需的任何帮助。本方案采用的S7-400系列的主要性能指标如下:?程序运算速度:位和整数运算0.1us,浮点运算0.6us;?I/O能力:开关量I/O131072,模拟量I/O8192;?板载内存:集成128K用于程序,128K用于数据,扩展内存可至64MB?通讯接口:多点接口MPI;PROFIBUS-DP:12MB/S;以太网?设计制造

5、标准:DIN、ENIEC?国际认证:ULCSAFMClass1div.2GroupA,B,C,D温度组T4(=135C)3系统方案3.1. 监控系统方案在监控系统中,在集控室设上位机,上位机将完成以下功能: 全厂模拟量数据的显示、存储,以趋势图、直方图、馅饼图等多种方式显示全厂水位、皮带运量、灰份、电动机电流,阀门和闸门开度等。 系统参数修改:为了适应生产需要,在集控室可以直接修改各控制回路的给定参数,使操作更简便。 完成模拟量数据的计算、分析。将所得到的有关生产、质量、经营数据的图表显示。 完成全厂工艺流程的选择、启停及设备状态信息的显示。 PLC应用程序的编辑修改。 设置丰富的画面功能:a

6、、总貌画面b、报警画面c、模拟表画面d、流程图画面(含全厂工艺流程图画面、子系统流程图画面)e、工艺设定画面f、历史趋势画面,操作记录(记录操作员每次操作过程和时间) 连续显示各传感器参数及报警信号; 可查询报警信息和历史趋势图;完成生产报表的定时打印、事故报警的随机打印等功能。集控室上位机将数据实时提供给调度员和生产管理者,使他们掌握生产工况,通过调度或直接调整不合理的生产环节和工艺参数,使*厂的生产处于产品质量稳定,效率高,能源消耗低的较理想状态,提高*厂的经济效益和社会效益。3.2逻辑控制方案根据技术要求,本系统选用西门子SIMATICS7-400产品,对工艺系统参控设备进行程序自动控制

7、。控制系统具有数字量、模拟量和特殊信号处理功能、诊断功能、PID回路调节功能、通讯接口功能和强大的网络控制功能。主机结构为模块式结构,便于系统维护和扩展。顺控逻辑设计符合工艺系统的控制要求。系统采用在集控室计算机上集中进行操作,由操作人员对运行系统和控制方式进行选择,以实现单台设备启动和自动顺序启停功能。控制功能包括: 启动预告功能:系统启动前,设备启车预告功能可以通过笛、铃或语音向现场设备发启动预告信号,以提醒工作人员注意安全; 具有设备禁止启动功能:在预告期间,监控系统上位机若接收到现场禁启信号,则禁止启动设备,并自动记录禁启设备号;否则按逆流顺序启车; 启动/暂停功能:在启车过程中,若有

8、任一台设备故障或禁启,系统立即暂停启车过程,闭锁来源设备,延时一定时间(延时时间可在一定范围内设定),在延时时间内,己启动的设备不停,若故障能短时排除,可继续启车;否则,瞬时停止已启动的设备; 事故处理、暂停/解除功能:在设备运行过程中,当某台设备发生故障时,故障设备至源侧各设备立即停车,故障点以后的设备延时停车。若故障能尽快处理,现场人员可解除故障。这时停车过程自动停止,未停完的设备不再继续停车。系统向各设备重新发启动预告信号,预告结束后,便自动启车至源头,使系统恢复正常运行,以减少设备的频繁启停,降低设备的损坏率; 诊断功能:系统具有先进的综合诊断功能,能快速正确地识别模块配置错误、模拟量

9、超程、线路断线等故障,并自动报告故障 网络功能:系统与I/0之间采用远程I/0体系结构,该远程I/0系统将I/O分别设置在配电室。系统主机与上位机之间采用工业以太环网连接,用于传送控制信息; 通讯功能:具有直接通讯、高速对等通讯和开放性标准通讯功能,使系统通讯结构简单,性能高,满足计算机与控制器之间的紧密联系,完成实时数据的传送与统计;自动方式:自动方式的所有操作均可通过调度人员在计算机键盘实现;手动方式:手动方式有两种:一种是联锁手动,另二种是解锁手动。联锁手动远万操作,解锁手动在就地操作箱上操作;联锁手动是运行人员按逆流方向一对一启动设备,按顺流的方向一对一停止设备,流程内设备存在联锁关系

10、;9解锁手动是运行人员可随意启停任一台设备,此时无任何联锁关系。每个保护联锁均设置软手动解除开关;3.3 过程控制方案在*厂中,过程控制是至关重要的,模拟量参数控制的精度直接影响着*厂的产品质量和经济效益,所以设计的思路、编辑的程序非常重要。本系统将完成以下模拟量的控制:a、合格介质悬浮液密度自动测控系统过程变量大于设定值过程变量小于设定值b、介质桶液位自动调节控制系统c、旋流器压力自动调节控制系统3.4 网络配置方案经过对技术要求的详细研究与理解,为了充分满足该技术要求,对本工程的自动化控制系统采用以下解决方案:-通讯网络应该是分级的:现场监控级要求时实性高、数据通讯安全、可靠;工业园区级的

11、监视要求数据可靠,对时实性要求不高;另外,全厂的数据流是比较大的。因此,制定方案时要用可行、先进的方法将系统合理分级,每级的通讯负荷要均衡。10-现场控制站采集的过程数据种类多、地点分散,既有离散的I/O量又有自成系统的控制装置的数据以及Profibus总线设备等。因此,采集过程数据的方式要灵活、可靠、先进,如:采用分布式I/O,现场总线的主从通讯技术及FDL接口技术等。针对上述特点,下面进行详细介绍。本系统通讯网络共分两级:1)现场监控级采用100M光纤环路工业以太网,以满足时实性高、通讯安全可靠的要求。此网段共有6个站点,2个操作站和4个现场控制站。其中2个操作站采用OPC技术做服务器,(

12、以满足未来园区网络管理的要求)负责上一级(数据服务器)的服务请求,这样上一级不会对本级产生影响。本级的站点是4个,所以,通讯负荷突变不大,保证了4个控制站之间的快速点对点通讯、不同站的设备之间的连锁及数据交换的要求和2个操作站命令的快速传达及工艺流程画面上的过程数据的快速更新。2)PLC控制站与远程I/O站采用工业以太网通讯。随着未来园区发展,我们预测将来的网络架构为:两个操作站具有双网卡,一块西门子专用网卡与交换机连接,负责在操作站与现场控制站之间过程数据和命令的传输;另一块与数据服务器所在网连接,这样使数据服务器所在网与现场监控级100M光纤环网物理上隔离开,数据服务器装有杀毒软件并更新升

13、级,保证了监控级光纤环网上的站点安全可靠的运行。数据服务器可以11配置为冗余服务器,具有双网卡使其与园区局域网物理隔离,更进一步保证了监控级光纤环网上的站点安全可靠的运行。园区管理级利用局域网从数据服务器读取数据,以获取*厂的生产数据,可以采用西门子WebNavigator技术,也可以采用OPCActiveX控件技术读取动态数据。综上所述,系统通讯网络采用分级结构,根据每一级的不同要求采用针对性技术,防止了各级的互相干扰,均衡了各级的负荷,保证了整个系统安全、可靠地运行。3.4.1 现场控制站现场控制站用于控制全厂工艺处理流程的各个环节。每个现场控制站由SIMATICAS400系列现场控制器、

14、中间继电器、小型断路器、24V直流电源、风扇和箱内照明等器件构成。所有现场控制站都通过有线网络方式连接到系统总线上并与集控室服务器通过工业以太网通讯。每个现场控制站都自成系统,可以独立运行。不受其他现场控制站或服务器故障停机的影响。现场控制站的控制器选用西门子S7-400系列,主要是为了满足分布式I/O、现场总线技术的要求。S7-400有以下特点:- -功能强大的PLC,适用于中高性能控制领域。- -满足最复杂的任务要求。12-实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便,组成系统灵活自如。- -用户友好性强,操作简单,免风扇设计。- -随着应用的扩大,系统拓展无任何问题。对AS400系列及ET200

15、S而言,在CPU和模板设计时就已经充分考虑了带电插拔输入、输由模块的功能,在运行时即可更换模板,以保证系统连续不间断运行,显著节省维护时间和减少维护时间。密封的模块、无风扇运行以及安全起动和停止更能保证AS400的经久耐用。机架内底板并行I/O总线保证快速交换I/O信号,底板串行通讯总线专门用来将数据传送到通信处理器和功能模板。电源冗余:从安全角度考虑,CPU电源安装冗余电池,以提高模板本身和整个控制器的平均无故障时间(MTBF),使之双倍可靠。同时,所有分布式ET200S模板电源均为西门子SITOP冗余电源.3.4.2 远程I/O站ET200繇列远程输入输由模块用于扩展中央控制器的远程输入输

16、由能力,在SIMATICPCS用,I/O模板插入到ET200ss程站中。它们通过PROFIBUS-DP3与中央单元连接。这为远程I/O的配置提供了13极大的灵活性,即可在控制室内集中配置,也可在另外的开关柜室内或分站控制室内分布配置。一个中央单元可配置多条SIMATICNET网络。这可通过在中央处理单元插入多个通讯处理器来实现。为及时排除可能的故障,本方案中的模块可以带电插拔,具有自诊断能力的模件具有特殊功能,如通道故障显示、自诊断中断、内部模件监视、中央单元或电源故障时数据保持或连接替代值等等。这些检测包括:断线、短路、负载电压故障和内部模件故障等。3.4.3 I/O模块的选择及与外部的连接

17、方式DI选用16点的AC220V模块,DO选用32点的DC24V莫块,其平均无故障时间比AC220V的模块要长;AI、AO选用4-20mA的模块,以提高抗干扰能力。DI选用AC220V中间继电器与外部连接;D0选用DC24V中间继电器与外部连接;AI、AO选用有源隔离器与外部连接。这样,整个系统的控制核心与外界完全隔离,这就是电磁兼容性理论所说的“孤岛”技术,可以保证控制核心稳定、可靠地运行。另外,偶然的外界危险信号(高电压、大电流),只能损坏隔离器件,而对控制核心没有影响,控制核心无瘫痪之忧。3.5设备明细序号描述订货号参数数量主厂房141SIMATICPCS7AS416-212后备电池23

18、CP441-214MODBUS主站软件V3.115IM153-256DIN53057SM321DI32328SM322DO3279SM331AI8910SM332AO8311FM350-211220针前连接器,螺钉型91340针前连接器,螺钉型4314BMPS/IM153515BM2X402616PS3075A51IM153-212DIN53013SM321DI3244SM322DO3215SM331AI816SM332AO817FM350-21820针前连接器,螺钉型1940针前连接器,螺钉型710BMPS/IM153111BM2X40412PS3075A11IM153-212DIN5301

19、3SM321DI3274SM322DO3225SM331AI816SM332AO81720针前连接器,螺钉型1840针前连接器,螺钉型10159BMPS/IM153110BM2X40611PS3075A11SIMATICPCS7AS416-212后备电池23CP441-214MODBUS主站软件V3.115IM153-216DIN53017SM321DI3288SM322DO3239SM331AI811020针前连接器,螺钉型11140针前连接器,螺钉型1112BMPS/IM153113BM2X40614PS3075A11IM153-212DIN53013SM321DI3254SM322DO3

20、215SM331AI81620针前连接器,螺钉型1740针前连接器,螺钉型68BMPS/IM15319BM2X40410PS3075A11SIMATICPCS7AS416-212后备电池23IM153-224DIN53025SM321DI3296SM322DO322167SM331AI818FM350-21920针前连接器,螺钉型11040针前连接器,螺钉型1211BMPS/IM153212BM2X40713PS3075A21IM153-212DIN53013SM321DI3224SM322DO321520针前连接器,螺钉型1640针前连接器,螺钉型27BMPS/IM15318BM2X4029PS307

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论