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SIMATIC S7-1500, CPU 1511-1 PN, Central processing unit with working memory 150 KB for program and 1 MB for data, 1. interface: PROFINET IRT with 2 port switch, 60 NS bit-performance, SIMATIC memory card necessary

 工控組態軟件WinCC(Windows Control Center)是一個集成的人機界面（HMI）和監控管理系統，它是西門子公司在過程自動化領域中的先進技術和微軟公司強大軟件功能相結合的產物，是一個集成的人機界面（HMI）軟件系統。它真實的將工廠控制軟件集成到自動化過程中。HMI人機界面系統作為基礎自動化系統重要組成部分，用于控制系統的各種數據的設定、顯示、故障報警，以及相應操作和設備的在線調試及維護，發揮越來越重要的作用。換熱首站HMI系統信息以友好方式與用戶交互。通過自動化控制系統接收過程計算機（PCS）和操作人員通過HMI輸入的數據進行處理，處理后再將過程數據信息、機組狀態信息和各種測量值以符號、數值、曲線、圖表及歷史記錄的形式在HMI畫面上顯示。終實現了在HMI操作站（上位機）上以少的設備數量提供大可能的信息，幫助操作人員和設備維護人員快速準確的了解系統當前狀態及其相關信息的設計目標。
　　
    在上位機上用WinCC軟件設計了標準的人機界面，主要包括以下幾個方面的內容：
　　
    （1）工藝流程圖：在畫面中通過編程實現模擬顯示整個換熱站現場進汽供水的全過程，并且在換熱器本體上實時顯示了各路汽、水的溫度與壓力，以便于操作者能及時準確的掌握本體內的換熱情況，能夠對現場設備的故障進行實時診斷。
　　
    （2）手操器的操作與對現場儀表的監控：手操器有手動和自動兩種工作方式，在設備安裝調試階段一般用手動操作方式，進入正常運作時常用自動方式，以實現對一些重要的模擬量數據的**控制，自動調節程序由PID閉環控制回路完成。
　　
    （3）報警記錄：對于如進汽流量、供水壓力等一些重要的模擬量輸入參數進行實時報警，當處于監控下的任何一個變量超出預先設定的安全值時，報警燈就會立即閃爍，同時通過報警一覽表對話框可以檢查報警超出的范圍以及錯誤的出處，并對此采取相應的措施。
　　    （4）歷史趨勢：在此畫面中除了實時顯示變量的變化趨勢，操作員還可以檢查過去的過程數據記錄，通過對過去歷史趨勢的比較進而可以對變量未來的發展趨勢做進一步的預測。另外，還具有報警或變量記錄檔案庫數據的運行報表。
　　
    （5）攝像監控：通過攝像及圖像采集設備對圖像的處理，使操作人員通過視頻窗口實時監控現場設備運行狀況。

  可編程邏輯控制器（PLC）是八十年代發展起來的新一代工業控制裝置，是自動控制、計算機和通信技術相結合的產物，是一種專門用于工業生產過程控制的現場設備。

    由于控制對象的復雜性，使用環境的特殊性和運行的長期連續性，使PLC在設計上有自己明顯的特點：可靠性高，適應性廣，具有通信功能，編程方便，結構模塊化。

    在現代集散控制系統中，PLC已經成為一種重要的基本控制單元，在工業控制領域中應用前景極其廣泛。在筆者參與開發的某電廠輸煤自控系統中，系統要求在遠離輸煤廊的主廠房控制室里，對兩條輸煤線的18臺設備進行控制，并實時監測設備的運行狀態及皮帶跑偏的情況。

    鑒于電廠輸煤系統的重要性，我們采用PLC實現輸煤設備的聯鎖控制以保證其可靠性和特殊性，工業控制計算機則作為上位機與PLC互相配合，共同完成輸煤系統的監控功能。本文將主要介紹PLC的控制應用。

    1輸煤系統控制要求
    輸煤系統有兩條輸煤線，包括給煤機、皮帶機、振動篩、破碎機等共18臺設備，在電廠中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發電就會受到影響。為了保證生產運行的可靠性，輸煤系統采用自動（聯鎖）、手動（單機）兩種控制方式，自動、手動方式由開關進行切換。由于輸煤廊環境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進行，儀表盤上設有各個設備的啟、停按鈕，還有為PLC提供輸入信號的控制開關。輸煤設備控制功能由PLC實現，設備狀態監測和皮帶跑偏監測以及事故紀錄功能則由上級工業控制計算機完成。

    為了保證輸煤系統的正常、可靠運行，該系統應滿足以下要求：
    · 供煤時，各設備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設備進行聯鎖控制；
    ·各設備啟動和停止過程中，要合理設置時間間隔（延時）。啟動延時統一設定為12s。停車延時按設備的不同要求而設定，分為10s、20s、30s、40s、60s幾種，以保證停車時破碎機為空載狀態，各輸煤皮帶上無剩余煤；
    ·運行過程中，某一臺設備發生故障時，應立即發出報警并自動停車，其前方（指供料方向）設備也立即停車。其后方的設備按一定順序及延時聯鎖停車；
    ·各輸煤皮帶設有雙向跑偏開關，跑偏15度時發出告警信號，跑偏30度時告警并自動停車；
    ·可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；
    ·可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；
    ·可顯示各機電設備運行狀況，并對輸煤過程有關情況（報警、自動停機等）做出實時紀錄。

    2 PLC控制系統設計

    2.1 PLC選型

    根據輸煤系統的自控要求，我們選用了德國SIEMENS 公司新推出的S7-200型PLC，具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點。基本CPU單元選用的是CPU214，性能如下：2048程序存儲器；2048數據存儲器；14點輸入，10點輸出；可擴展7個模塊；128個定時器；128個計數器；4個硬件中斷、1個定時器中斷；實時時鐘；高速計數器；可利用PPI協議或自由口進行通信；3級密碼保護。擴展模塊選用EM221,8個輸入點；EM223,16個輸入點，16個輸出點

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