基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统

基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统1基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统摘要：本文分析了火电厂入厂煤采样集中控制的可行性和必要性，介绍了基于WINCC和S7-200的技术方案及先进性，阐述了该系统在电厂提高效率、保证足量合格燃煤供应中的重要作用。应用证明该系统能给电厂带来经济效益和社会效益的显著提高。关键词：入厂煤采样集中监控射频刷卡数据库控件PowerPlantcoalsamplecontrolsystembasedonWINCCandS7-200Abstract:Thepaperanalyzesfeasibilityandnecessaryofcentralcontrolofpowerplantcoalsamplesystem,introducestechnologyschemebasedonWINCCandS7-200,explainsimportantroleofthesysteminimprovingefficiencyandassuringsupplyofsufficientandqualifiedcoal.PracticalApplicationprovesthesystemcanimproveeconomicalandsocialbenefitsremarkably.Keywords:coalsamplecentralcontrolradio-frequencycarddatabasecontrol1火电厂入厂煤采样控制的现状及需求燃煤消耗约占火电厂发电总成本的70％左右，保证燃煤的质量和数量是火电厂安全优质高效生产的前提。由于各地各厂客观条件不同，即使同一煤种，热值差也会不同，例如各地区气候、气温差异，存煤量的热量损失就不一样，因此对燃煤加强管理就成为减少热量损失，提高经济效益的有效途径。作为火电厂燃煤检验第一道关口的入厂煤采样系统，在燃煤管理中起着至关重要的作用。安全、可靠、高效是每个火电厂对入厂煤采样工作的要求。利用汽车运输燃煤的火电厂，根据规模不同设置有多台采样机。针对每台采样机，生产厂家一般都提供控制系统，但对于多台采样机的集中监控，在国内还处于起步阶段。目前火电厂入厂煤采样控制系统普遍存在着如下缺陷：（１）集成化程度低。随着自动化技术的发展，入厂煤采样机的控制方式有了很大的改进，如引入可编程序控制器和工控机，但这种改进仅限于单台采样机。（２）信息流通方式落后。对于火电厂而言，入厂煤采样系统与称重计量系统是两个不可分割的基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统2系统，两个系统之间的信息交换是必然的，但目前单台采样机独成系统，形成了一个个信息孤岛，系统之间的信息流通由操作人员手工实现，成为火电厂燃煤供应流程中的瓶颈。（３）存在安全漏洞。由于燃煤费用在火电厂的成本中占有很大比重，因此必须保证燃煤数量与质量的信息完整性，但由于采样系统和称重计量系统之间存在断层，缺乏必要的验证手段。（４）操作员劳动强度大。采样机单机控制模式使操作员进行采样只能采用串行方式，资源利用率低，工作效率低，使减员增效和保证燃煤供应成为不可调和的矛盾。２入厂煤采样集中控制系统方案介绍针对目前入厂煤采样系统控制模式的不足，引入分散控制概念，利用工业通讯网络，通过设置在集控室的上位机实现对多台采样机的集中监控，并采用一体化工控机进行扣矸扣水扣杂的自动处理。系统结构图如下：系统可实现采样机集中监控、采样信息记录及查询、历史及实时报警、在线帮助等功能，典型监控画面如下：基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统33应用技术分析（１）网络结构系统采用双层结构，上层为由两台工控机组成的集中监控层，安装有通用自动化组态软件WINCC5.1，下层为由六台工控机和六台S7-200可编程序控制器组成的现场控制层，上下层之间采用100M高速以太网连接实现实时数据通信。与扣矸操作员站的通讯采用光纤实现。在S7-200中扩展以太网通讯模块CP243-1，该模块能支持8个S7方式的以太网连接，在上位机中安装SIMATICNETPC6.0软件，配置完成后该软件一方面通过以太网与6台S7-200通信，另一方面通过OPCSERVER提供标准接口与WINCC通信，达到在上位机中集中监控所有采样机的功能。连接配置图如下：基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统4（２）射频刷卡为了实现入厂煤采样的无人值守，采用射频刷卡进行采样控制。在采样机的进口处设置有射频卡读写器，由煤车司机领取的射频卡中保存有卡号、车号、矿名等信息。射频卡读写器距上位机最远有50米，采用RS485的串行通信方式，在上位机的PCI插槽上安装八串口卡，并加装232转485的转换器，实现射频卡的读写。为了在WINCC中实现射频卡读写器的控制，采用定时查询的方法，在定时事件脚本中加载用于读写器读写的动态链接文件并调用其中的函数。全自动模式下，采样过程不需要操作员的参与，在司机刷卡时，如与采样机一一对应的矿名表中有该卡对应的矿名，则自动返回矿名和对应瓶号并开始采样；如矿名表中没有该卡对应的矿名且该矿名表中有空余瓶号时，该卡对应的矿名将添加入第一个空余瓶号中并开始采样；当该矿名表中没有空余瓶号时，将弹出矿名表满报警对话框。（３）自由口编程每台采样机设置有就地上位机，就地上位机采用VB编制的人机界面与S7-200通信采用自由口功能，自定义协议，计算机作为主站，可以实现对S7-200从站各寄存器的读/写操作。计算机通过COM口发送指令到S7-200的PORT1口，S7-200通过RCV中断接收指令，然后对指令进行译码，译码后调用相应的读/写子程序实现指令要求的操作，并返回指令执行的状态信息。为了防止数据收发过程中出错，采用数据和比较的校验方式。基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统5（４）WINCC数据库编程要实现采样信息和刷卡信息的查询，较好的方法是采用数据库。为了在WINCC中使用数据库插入、修改、删除、查询、读取等功能，开发了一个专门的控件来实现这些功能。数据库采用SQLSERVER2000，安装在专用的服务器上，在数据库中建立操作员、矿名表1、矿名表2、矿名表3、矿名表4、矿名表5、矿名表6、采样信息记录1、采样信息记录2、采样信息记录3、采样信息记录4、采样信息记录5、采样信息记录6等表。数据库控件采用VB6.0开发，控件完成的功能有：数据库连接、查询、删除、插入、更新、显示等。采样记录查询界面如下：列出开始查询按钮脚本如下：#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){char*dsnname;charcstring[100];charsearch[500];charriqi[100];sprintf(riqi,%d-%02d-%02d,GetTagWord(查询年),GetTagWord(查询月),GetTagWord(查询日));if((strlen(riqi)=8)||(strlen(GetTagChar(车号))=8)||(strlen(GetTagChar(矿名))=2))基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统6{sprintf(search,%s%d%s,Select*from采样信息记录,GetTagByte(CYJL_NO),where);if(strlen(riqi)=8){sprintf(search,%s采样时间='%s%s'AND采样时间='%s%s'ORDERBY采样时间DESC,search,riqi,0:0:0,riqi,23:59:59);if((strlen(GetTagChar(车号))=8)||(strlen(GetTagChar(矿名))=2))sprintf(search,%sAND,search);}if(strlen(GetTagChar(车号))=8){sprintf(search,%s车号='%s',search,GetTagChar(车号));if(strlen(GetTagChar(矿名))=2)sprintf(search,%sAND,search);}if(strlen(GetTagChar(矿名))=2)sprintf(search,%s矿名='%s',search,GetTagChar(矿名));SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Vi,0);dsnname=nycy;sprintf(cstring,DSN=%s;UID=sa;PWD=ndrgb;,dsnname);SetPropChar(main.pdl,Ctrl_1,Cs,cstring);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,Rs,search);if(Conn_Status(lpszPictureName,lpszPictureName,Ctrl_1,Rf)==1){SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Wd,10400);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,序号);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,500);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,车号);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,1200);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,矿名);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,2000);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,车位);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,500);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,采样点);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,800);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,瓶号);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,500);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,采样人员);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,1000);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,采样时间);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,2300);SetPropChar(lpszPictureName,Ctrl_1,fn,备注);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Cwd,1000);SetPropWord(lpszPictureName,Ctrl_1,Vi,1);}}else基于WINCC和S7-200的火电厂入厂煤采样控制系统7{MessageBox(NULL,查询错误，应给出一个查询条件！,操作提示,MB_YESNO);}}4技术特点（1）完整实现了入厂煤采样、称重、计量一卡通。煤车采样、称毛、扣矸扣水扣杂到称皮，完全由刷卡信息控制，有效消除了错瓶采样、错卡称重现象。（2）采样过程全自动，不需操作员干预。系统提供全自动采样模式，在该模式下，采样过程由司机启动，提高了采样信息的准确性，减少了人为因素。（3）各系统间信息实时共享。采样系统上位机接收刷卡器的刷卡信息并将该信息写入称重计量系统数据库的相应中间表中，称重计量系统利用该中间表来保证信息的一致性。通过刷卡器自动选择相应