电除尘系统监控改造方案

电除尘监控系统改造技术方案一、系统概述目前电厂锅炉电除尘监控系统是由大连电子研究所开发，现场3套除尘控制系统共用1台工业控制计算机进行监控，每套系统通过工控机的一个串口进行通讯，采用RS485总线结构，计算机的每个RS232串口经一块泓格I-7520RS232/485转换模块去连接现场控制PLC及高压柜，上位机监控程序为VB编写开发。具体结构如下图：二、改造要求增加一台电除尘上位机（包括一台工控机、一套上位组态软件），在系统中做到两台上位机相互冗余备用，一台做工程师站（兼操作员站），另一台为操作员站；如果一台机器故障，则通过另一台机器也能监控和控制，不影响电除尘系统的正常运行。另外，上位机与控制站和高压柜通过以太网进行通讯，完成数据采集和设备控制功能，替上位监控机COM1COM2COM31#高压柜RS232/485...高压柜16#高压柜1#程控柜1#高压柜RS232/485...高压柜16#高压柜2#程控柜1#高压柜RS232/485...高压柜16#高压柜3#程控柜换原来串口RS485通讯方式，以提高通讯速度和上位监控系统的可靠性。三、系统改造的思路由于电除尘监控系统是由原集成单位自己开发，除PLC为施奈德的PremiumTSX系列外，高压柜配套的智能仪表是定制的，所以其通讯协议不开放，这就给系统改造造成了困难，因为PLC是标准设备，采用以太网通讯方式我们可以加装以太网通讯模块的办法来解决，但是对于高压柜来讲，只具备RS485通讯接口没有以太网接口，在技术上不具备直接进行以太网通讯的条件。因此要实现整个监控系统的以太网通讯监控条件还不具备，需要对系统结构进行调整，将上位机与高压柜的通讯通过以太网串口服务器的方式，实现以太网和RS485的无缝连接。四、改造方案1.PLC站目前硬件配置如下图：扩展底板5、6号插槽为空，所以可以在空槽中加装一块TSXETY4103以太网通讯卡就可以实现PLC和上位机的以太网通讯功能。上位机安装施奈德电气公司的OPCFactoryServer软件，直接负责与PLC之间的通讯，上位软件我们采用VB6.0专业版开发定义OPC接口连接就可以完成上位机与PLC之间的通讯。2.上位机与高压柜的通讯不能直接采用以太网的方式，采用串口服务器方式，串口服务器可以通过以太网把串口设备联入网络，由于采用的是实端口驱动，原来的驱动程序可以直接使用，解决了底层通讯协议不开放的问题。3.3号PLC站距离较远采用多模光纤，控制室安装一台8口网络交换机，另外在PLC站侧安装一个带光口的交换机即可，其它配置同1、2号站。改造后的系统结构如下图：在控制室配置一个壁挂式控制箱，内部安装模块式工业交换机及直流电源和光纤转换模块，现场控制PLC站只需要安装以太网模块即可，高压柜通讯原来为RS485总线已经连接到一起，在PLC柜内安装串口服务器模块，将PLC脱开原通讯网络接入系统。总体上来说，这样系统的硬件配置及安装比较快捷迅速，网络结构清晰合理，完全可以满足改造的技术要求。五、改造的关键点：本系统的改造关键在于软件开发，采用VB6.0编制组态画面和设备驱动接口程序，完成监控功能，工作量很大，需要对原有系统进行深入细致的了解，对系统构成有个清楚认识，关键在于以下两点：1.上位机与高压柜的通讯，由于高压柜设备通讯协议不开放，为了能够完成数据采集控制，必须利用原来的驱动程序（动态链接库），我们在设备上选择了以太网转串口的端口服务器，这样可以虚拟成串口使用，软件可完全兼容。关键是要编制接口程序，与现场设备对应起来。2.上位机与PLC的通讯，原来PLC与高压柜一起通过RS485和上位机通讯，现在单独与上位机经以太网进行通讯，没有现成的驱动可以使用，我们选用了施奈德公司的OPCFactoryServer进行参数配置，专门负责与PLC的通讯，这样底层通讯的任务就不需要处理了，上位软件做好客户端接口程序即可，这样实现起来系统更加可靠稳定。六、系统改造主要设备清单：序号名称型号数量单位备注1工控机IPC610H（P42.8G/1G/160G）1台研华2显示器22’液晶1台三星3PLC以太网模块TSXETY41033块施奈德4交换机FLSWITCHSFN7TX/FX1台菲尼克斯5交换机FLSWITCHSFN4TX/FX1台菲尼克斯6串口服务器EKI15213台研华7直流电源QUINT-PS/1AC/24DC/3.51台8光纤D174-4150米一周9光纤跳线S9174根一周10光纤终端盒S953-8B2套一周11网线300米,带屏蔽1箱安普12OPC软件TLXCDLTOFS331套施奈德13编程软件TLXCDPL7PP451套施奈德14控制箱500*500*2501台正泰七、设备性能介绍1.工业控制计算机IPC610-H·中央处理器：P42.8·硬盘：160GB·32速可读写光驱DVD-RW·1G内存·标准键盘及鼠标·USB口·串/并口：双串单并·以太网卡：10/100M自适应2、菲尼克斯7电1光工业以太网交换机FLSWITCHSFN7TX/FX提供7个10/100Mbps以太网端口（RJ45）支持MDI/MDI-X自动跨接支持全双工/半双工流量控制提供广播风暴保护支持4000VDC以太网ESD保护支持3000VDC电源浪涌保护细长设计，IP30金属外壳支持－10~60℃工作温度嵌有一个转换控制器，支持自协商嵌有一个存储缓冲，支持存储转发提供灵活的安装方式：DIN导轨安装，面板安装3、菲尼克斯1光4电工业以太网交换机FLSWITCHSFN4TX/FX支持全双工／半双工流量控制支持MDI／MDI-X自动交叉连接提供广播风暴保护内置交换控制器，支持10/100M自适应内置内存缓存器，支持存储转发传输模式支持3000VDC电源浪涌保护支持4000VDC以太网ESD保护提供1个100Mbps多模SC型光纤端口支持－10~60℃工作温度5、研华串口服务器EKI1521EKI-1521提供多种操作：COM端口重定向（虚拟COM端口），TCP服务器，IP客户机和UDP模式。采用COM端口重定向模式，标准串行操作调用可透明地重定向到EKI-1521，保证对原有串口设备的兼容性并能够向后扩展对现有软件的兼容性。采用TCP服务器、IP客户机和UDP模式，EKI-1521和EKI-1522能够兼容使用标准网络API的网络软件。此外，用户的串行设备还可以与其他设备进行点对点通信，无需任何中间宿主电脑和软件编程。八、施工方案为了保证项目改造的顺利实施，特制定如下施工方案1.首先熟悉现场，消化原监控系统程序结构及通讯接口驱动程序，理清系统控制点数及具体监控点地址分配。2.编写新的控制程序，进行模拟调试。3.进入现场布线安装设备。4.进行新系统的联机调试(旧系统保留)。5.系统试运行及功能检查。6.提交竣工资料，进行系统验收。7、工程进度表合同签订后，我们将按照以下进度安排实施：时间第一周第二周第三周第四周第五周第六周第七周设备订货系统摸底程序开发现场布线安装通讯调试软件现场调试系统综合调试资料交付验收具体调试时间可能会根据实际进度有所调整，但总体时间基本不变，保证系统正常运行，新旧系统平稳过渡。九、调试人员安排表项目名称中国铝业股份有限公司兰州分公司自备电厂电除尘监控改造工程姓名职称职务项目经理魏乐工程师工程部经理吴虎年工程师技术工程师王宝天工程师技术工程师