6ES7222-1HF22-0XA8支持验货

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一、状况在双良的蒸气双效溴化锂吸收式冷气机组中，使用欧姆龙的PLC（C200HE-CPU42，电源PA204S）来控制两台水泵的启动。在依次启动两台水泵时，经常导致PLC的电源中断，从而程序停止运行。

二、检测

1、使用电压波形测试器来测量两台水泵依次启动时PLC电源PA204S的交流供电端电压变化发现：在未启动水泵时，供电端电压正常，在启动两台水泵时，供电端电压瞬时降至184V—186V且持续时间在25ms以上，PLC停止工作，从而确定是水泵对PLC电源的影响。

2、为解决这个问题，分别作以下几个测试：

 a)先开大泵，延时10s左右再启动小泵，供电电压降至190V左右，说明先开大泵，使电压瞬时下降，稍后启动小泵，会影响较小，但这样需要修改PLC程序。

 b)由于水泵供电是由高压线经变压器转过来，可以考虑将变压器增容，换个大容量的变压器，可能使水泵对PLC供电电压影响会小些。

c) 在PLC供电端接一个大电容，效果不明显。

 d)后在变压器转换后的另一路供电中接一个220V来PLC的电源供电，发现即便在启动两台水泵时，PLC的供电电压下降也只在204V—206V左右，完全可以。

三、结论由于PLC的电源供电是与水泵走同一路供电，且该厂的变压器容量较小，在启动两台水泵时，引起PLC供电电压下降至85%额定电压以下，且持续时间超过10ms，从而导致PLC检测到电源中断，停止工作。故建议从变压器转换后另一路中接一个220V来单独供PLC电源，即能解决这个问题。

一、方案概述

    主机控制信息系统（1＃、2＃机组）的DCS设计为冗余双环环网的拓扑结构，划分为1＃机组、2＃机组，机组DCS系统以千兆（KWES40016）工业交换机双环网和百兆（KWES40016(百兆光口模块)）工业交换机双环网的网络架构，网络中心上连至工作站、工程师站、应用服务器以及SIS系统等。

    二、网络拓扑

    网络拓扑采用两层冗余双环网的总体架构。考虑到I/O站点的个数，如果不够可以通过交换机的级联来实现扩张或者环网上加KWES40016。如下网络拓扑图

    三、方案说明和特点

    主机控制信息系统（DCS）控制网络使用环型结构冗余千兆光纤以太网，通过以太网交换机（KWES40016）光纤接口连接，以实现在机炉集中控制室集中监视和控制。核心交换机连接操作员站、数据库服务器、各I/O站及SIS等。

    本网络方案根据现有的I/O布局和拓扑结构，采用与核心交换机隔离的冗余双环网百兆以太网结构，使网络在发生不同故障点（线路、交换机）的情况下仍然能够正常工作，网络主干交换机采用KWES40016(千兆光口模块)工业交换机，确保了整个网络系统的可靠稳定性。其个案特点主要表现在以下几个方面：

    （1）DCS中的骨干交换全部为千兆交换（通过KWES60008的千兆光口模块实现）。有力的保证了数据交换传输的实时性和可靠性和安全性

    （2）在DCS系统中不但接入了上位操作员站和工程师站，应用了数据库服务器和系统服务器，使得DCS系统的控制和监视功能更具丰富性和灵活性，也为日后附加功能的升级提供了方便。如果需要千兆电口交换机可以添加KWES60008(8个千兆口)加入到环网中

    (3)针对于各个机组的I/O分布的具体情况，低层交换采用了百兆的KWES40016(加百兆的光模块)，在保证效率的对于日后终端I/O的扩展和增容可以级联KWES12016的扩展电口。

    (4)考虑到核心交换的负载，I/O层的网络与核心层分开。从而使得低层交换机接入时负载更加均衡，缓解了核心交换压力。两者之间通信通过前置机数据交换，如果需要千兆电口可以换成KWES60008交换机（8个千兆口）

    (5)所采用的KWES系列以太网交换机均属于工业级以太网产品。冗余电源的设置，牢靠的重负荷设计，电磁兼容性、工作温度、防震等指标完全符合工作现场的要求。

    (6)KWES40016支持IGMP和VLAN和PortPriority（端口优先级）设置，从而可以大程度地限制网络上的广播和组播信息，**网络的可靠性和工作效率。还可以对端口的**进行设置，确保网络的数据可控。网络安装和故障诊断比较方便。KWES40016系列交换机带有SNMP管理单元，还集成有基于WEB的管理系统，这为快速地进行网络组态、诊断、故障定位和管理提供了方便。千兆口的冗余时间也小于20ms

    四、

    国内火电行业中的DCS系统，大多采用百兆双环网架构或者采用一层千兆双环网架构。相比而言，本方案采用两层冗余双光纤环架构，还可以增加KWES60008产品，应用和数据库服务器来丰富完善DCS系统的千兆电口需求功能，I/O层和核心层有效隔离。从系统的可靠性，安全性，还是性价比方面都处于。

根据客户提供的相关资料，本项目共计：

　　AI（模拟量输入）点数：16

　　AO (模拟量输出) 点数：2

　　DI（开关量输入）点数：160

　　DO（开关量输出）点数：32

　　与上位机通讯方式：以太网

　　开关量输出信号多是控制动力设备或阀门，如：水泵、搅拌机、电动蝶阀；

　　开关量输入信号则是相关设备手动信号；

　　模拟量输入是液位、PH值、温度等模拟量参数的采集。

另附系统要求：(均可通过软件功能实现)

　　（1）所有自控联锁均可人工断开并采用手动操作；

　　（2）所有液位都以各池池内底为0.00M开始计算；

　　（3）所有设备运行时间累计并显示；

　　（4）故障详细内容指示，故障历史记录及查询；

　　（5）所有设备运行参数设定值可变更输入；

　　（6）所有报表可人工输出；

　　（7）系统中“就地操作”指在配电柜选为手动时可以就地手动开停；“配电柜操作”指不符合电气运行参数时，配电柜可以停止（优先）；“中控室操作”指在满足工艺、电气要求时，自动控制。

三、【系统配置】

　　根据系统需求，以及现场设备的分布情况，控制系统选用基于泓格科技WinCon-8000系列控制产品，集中式控制模式。本方案所选用的泓格系列产品，均可工作在-25℃～+75℃的极限温度范围内，而其储存温度可达-30℃～75℃，无冷凝时湿度可达5℃～95℃；工作电源为工业现场常见的10VDC～30VDC直流电源，并支持电源反接保护；WinCon-8000采用RISCCPU低功耗及无风扇无硬盘设计，具有抗冲击，抗振动的特点。

3．1 控制系统配置如下：

3．2 系统描述

产品I/O扩展如图一所示。

　　整个系统构架如图二所示：电控设备列于中控室和配电控制室，中控室可通过工控机监视现场所有分散设备状态，以自动或者手动方式发出控制指令通过WinCon-8000驱动相应设备，进行工艺生产。配电控制室主要放置开关柜和控制柜，控制柜内置泓格的WinCon-8000控制器及相关I/O扩展模块。各现场的设备通过屏蔽信号电缆与控制柜中的WinCon-8000相连，WinCon-8000则通过以太网将信号传至中控室的上位机（工控机），供操作人员和管理人员进行监控。如图二所示。

四、【控制流程】

　　系统运行时，厂区污水进入到格栅井，WinCon-8000控制器（W-8747）按照工艺流程设计的时间要求（运行1小时停0.5小时）来控制数字量输出模块（I-87064）的数字量输出，从而实现对集水井中一级**泵（J102abc）的控制。一级**泵（J102abc）的启停还将受到集水井内的液位仪(LIS11)的控制，当液位高于3.2m的时候将高限报警，低于0.6m的时候将底限报警，0.8米的时候两个一级**泵低限连锁，2.5米的时候两个一级**泵高限连锁，3.0米的时候两个一级**主泵和备用泵都将高限连锁。

　　水质在线检测仪（AIS11）将对集水井中的PH值进行检测，将检测得到的值传入到模拟量输入模块（I-87017RC）中。IPAC控制器(（W-8747)对传入的PH值进行判断：当PH值﹤5时低限报警，PH值﹥10时高限报警，PH值=9时则通过数字量输入模块（I-8040）启动出水电动蝶阀(F102)，在PH=6时低限连锁启动回流电动蝶阀(F101)。

　　在集水井的处理过程中，一旦出现了问题，事故池中的事故泵(J110)将根据集水井中的液位计（LIS11）信息做出启停动作；为保障此判断可靠准确，事故池采用同样原理，设置对应的液位计，从而判断事故泵的运行状态是否准确，并根据此时的液位做出相应的控制调整。

　　此后，污水进入预沉池，并有一部分流入调节池。控制室中的WinCon-8000控制器同样根据时间来控制潜水搅拌机（J103ab）的启停。而在污水经过了调节池进入酸碱调配池后，池中的水质在线检测仪（AIS12）会将酸碱调配池的PH值采集并发送至IPAC控制器中，IPAC控制器根据PH值的强弱发出不同的控制指令，如：PH=9的时候高限报警，并通过对数字量输出模块（I-8040）发出命令停止水泵（J104），PH=8.5的时候高限连锁并加酸，PH=8的时候中间连锁加酸碱，PH=7.5时低限连锁加碱，PH=7时停水泵(J104)；池中的二级**水泵(J105a-f)也将根据酸碱池的液位和PH值的信息联合控制水泵的启停：液位为5.8米的时候高限报警，液位为0.6米的时候低限报警，在5.7米时高限连锁，0.8米时低限连锁。

　　当一部分污水进入污泥浓缩池，整个池的操作采用全手动的方式。池中装置有水质监测仪，操作人员可以根据监测仪的显示参数，通过手动方式控制污泥浓缩池的污泥进料泵等设备和仪器，而过滤的上清液将回流到格栅井中。

　　当污水进入EGSB反映塔的时，其中的内回流泵（J106abc）与酸碱调配池中的潜水搅拌机（J105a）进行联动。由于处理过程中有沼气的产生在反映塔顶部设置的有一个沼气自动点火燃烧装置，该燃烧装置直接受中控室WinCon-8000控制器（（W-8747）直接启停控制。

　　污水在EGSB反映塔处理后流入到耗氧反应池，操作人员在现场通过手动的方式按键，按键信息随后会发送到中心WinCon-8000控制器（（W-8747），控制器判断处理以后会发出相应的指令来启停鼓风机。

　　后，处理过的水流进入二沉池，池中的中心传动刮泥机将按照控制系统程序中的时间设置对污水进行后的沉淀处理，终通过加药装置以实现消毒杀菌，达标以后即可以排放。

五、【软件功能】

　　5．1开发软件

　　W-8747控制器的开发模式和传统PLC开发方式基本一致，完全符合IEC61131，编程软件为罗克韦尔公司旗下的ISaGRAF。它可以支持梯形图、顺序功能图等5种通用编程语言。该软件与传统的PLC厂家的编程软件（如西门子的STEP-7）相比属于开放类的通用性软件，是建立在通用平台之上的软件，软件的兼容性和可移植性更强，用户使用ISaGRAF开发的程序，当其需要移植到其它系统时，只需要更改参数，拷贝既可；软件程序掌握不再局限于固定的厂家，用户在使用ISaGRAF后，可以把这种技术掌握在自己手中，而不必再依赖厂家。泓格科技也针对所选用的I/O模块提供了相应的功能框图函数，客户可以方便的在程序中直接调用，程序编写将更加方便快捷。ISaGRAF软件也和传统的PLC软件一样可以支持在线调试和仿真功能，客户可以方便的对预编的程序进行在线调整。

　　用户可以把它当成PLC，来进行系统开发；但实际效果，它的开发和使用比PLC更方便。

5．2与上位机软件的衔接

　　用户在PC机上根据工艺要求编写好相应的控制程序，将此程序进行编译并通过PC机上的串口或网口下载到WinCon-8000主控制器（（W-8747）中，开机运行后，IPAC主控制器就可按照此程序，以类似现场总线的方式对厂区的各种设备进行监控。通过modbus或者其他协议方式与上位机软件实现通讯，由于上位机组态软件通常支持modbus通讯，可以很方便的与用户的组态软件联接，用户也可以通过调用泓格提供的功能块函数，实现PAC主控制器与上位机的通讯。上位机中用户可以选择组态软件（如组态王）或者VB等编程语言开发的监控组态平台，从而以图像化方式显示和记录现场的数据信息，并将需要的现场信息存入数据库中并保存；中控室中的工作人员也可以根据现场设备反馈的数据，通过组态软件来发出各种命令，命令通过以太网传后递给WinCon-8000主控制器（（W-8747）,主控制器通过接收到的不同命令，编译成相应指令控制各I/O模块的输出，以实现对现场设备的控制。

六、【方案特点】

　6．1软件开发、售后维护方便

　　泓格科技提供所有I/O模块的函数功能块，用户可以直接使用相应的I/O模块，而不用单独对各个模块进行大量的设置，从而节省大量初始化时间，使系统在运用和使用上更加容易，在系统维护时，也无须单独对各模块进行设置，极大的节省了系统维护的时间和人力。

　6．2标配以太网络接口，降低通讯成本

　　WinCon-8000控制器直接实现以太网通讯而勿需添加专门的以太网通讯模块，从而大幅度的降低成本，在程序上实现以太网通讯上也更加的方便快捷，而不必再编写专用的通讯程序。

　6．3强大的通讯能力，方便实现与标准设备或非标准设备通讯，或者通讯扩展。

　　由于W-8747属于模块化结构的产品，它除了本身自带的3串口，一网口外，还可以根据用户的需求，进行多串口或者多网口的扩展，而不必去做硬件和软件大量的更改工作，在通讯上为用户提供了更大的选择和扩展空间。

　6．4方便实现系统扩展，为系统变更或升级留有空间

　　W-8747控制器预留了一个插槽供用户系统扩展。也可以采用总线的方式来进行扩展，对于由于工艺或设备的更改而导致自控配置变更，优势巨大。

　6．5控制器提供加密功能，保密用户工艺信息

　　控制器提供64位唯一的硬件序列号，可以保密客户程序信息。如水处理中重要的工艺算法，在编译成程序来计算某些参数的时候，用户可以通过硬件序列号的功能，加密此程序，从而有效的保护公司机密。

　6．6本地数据保存、掉电保持、实时时钟、防止数据丢失

　　WinCon-8000有本地存储的EEPROM、电池后备SRAM，可以保存本地需要存储的一些数据，并且具有掉电保持功能，在停电的情况下也能够将一些重要的数据进行存储，配合实时时钟功能，为后期**分析事故原因和发生时间，提供了重要的判断依据。

　6．7看门狗功能，加强系统稳定可靠性

　　WinCon-8000控制器和I/O自带的双看门狗功能（硬件看门狗和软件看门狗），能在系统死机情况下，快速自启，**了系统的可靠性和稳定性。

　6．8可以实现复杂工艺算法的程序开发，满足用户高技术的水处理自动化

　　WinCon-8000产品由于其软件平台的公用性，故它不但可以使用传统PLC方式进行程序开发，还可使用如C语言等计算机语言进行程序开发。在水处理工程需要复杂算法的时候，采用C语言进行开发将比着传统PLC开发模式更节省开发费用，有些程序还是PLC梯形图所不能编写的。

　七、【小结】

　　在选取自控产品阶段，考虑到客户以往使用PLC方式进行系统开发的习惯，以及对于水处理工程可靠稳定的要求，再综合整体性价比的衡量，终我们选取了泓格科技的W-8747控制器搭配相应I/O模块的方案。此方案以PAC控制器件为核心，它除了具备PC强大的控制计算能力、通讯处理、广泛的第三方软件支持外，还结合了PLC可靠、坚固、易于使用的特性，也为用户节省了工程项目开发时间，简化了现场布线的麻烦，**了系统的可扩展性，为现在乃至将来降低了整体成本。

　　泓格科技的WinCon-8000系列产品，经过市政水治理项目以及工厂、工业园区生产、生活污水项目的多次成功案例运用，已经证明了它在可靠、稳定的；还以其独特性能，让用户有了一个更具市场竞争力的水处理自控方案

由于智能建筑中大量电子设备的应用使得建筑的人力物力投入远远大于传统建筑物，其中空调系统、生活用水（电）系统和门禁系统成为受监控的核心设备，只有建立完善的楼宇自控系统，才能有效地降低能耗，将所有设备信息汇集到操作站，实现数据集中监控管理。
一．各子系统的具体设计：
1、中央空调：设置监控阿点实现对变风量空调机组远程开关控制、实时监视和故障诊断
(1)远程开关控制，在楼控工作站上可远程起动或停止风机。
(2) 实时监视，实时监视各空调机运行状态及空调机有无故障报警。故障诊断 当检测到空调机出现故障时，楼控工作站立即发生故障报警。
2、生活用水系统包括生活热水和生活凉水的控制和数据监测生活用水的压力和温度，电磁阀的开度控制，远程抄表。设置采样点对各楼层总照明配电箱进行监控，在控制室可手动控制照明控制箱的开关，还可对各路照明配电状态进行监视，一旦出现异常情况，立即产生报警。对每个楼层的的用电量监测。
3、门禁系统控制每道门的锁和开，监控每道门的开和关。
二．阿尔泰解决方案

DAM-30588路热电偶输入模块（16bit，8差分，热电偶、mV、V、mA信号）
DAM-3039F8路模拟量输入模块（16bit，6差分2单端/8差分，mV、V、mA信号）
DAM-30702路频率/计数输入采集模块（32位计数器、频率大100KHz）
DAM-3501单项智能交流电量采集模块，外置电流互感器
DAM-3011D8路隔离数字量输入模块（6路差分、2路单端或8路差分）
DAM301416路隔离集电极开路输出模块
DAM-3210隔离RS-232转RS-485转换模块

1、采用DAM-3058、DAM-3039F对现场的实时水温度、压力进行采集。
2、采用DAM-3070进行远程抄表（水表中每流过0.1t水，霍尔传感器就发出一个脉冲信号）。
3、采用DAM-3501进行用电量监测。
4、采用DAM-3011D、DAM3014对设备启停信号进行采集，控制和对门禁监控。
5、采用DAM-3210实现模块与计算机的通讯。
三．结论：
通过DAM-3000系列采集控制模块使用，以提供楼宇管理和集中监控,完成全部楼宇自动化的控制功能,此系统对采暖通风空调系统、电力供电系统、生活用水以及保安、消防系统的监控具有**、可靠、快速的响应,有效而简便的接口,高效的菜单式人机对话窗口,友好的人机界面.以用于及时进行全部信息的存取及系统监测控制,通过系统内优化程序和预设时间程序,全面节能和节省设备、人力物力。

理控制系统解决方案，该方案采用集散型控制系统，整个控制系统是分层次、分布式的结构。全厂控制系统分二级，即现场控制站级和中央监控管理级。根据设计，污水厂自控系统采取“集中监测，分散控制”的原则，由厂级中央监控工作站和现场分散控制站通过工业以太网络共同组成全厂控制系统网。

    现场控制级与中控室1台中央监控操作站及1台工程师站之间的通讯，采用光纤为介质的工业以太网络通过交换机连接，通讯速率为100MB/S。通讯网络采用开放式的结构及目前国际上主流的TCP/IP通讯规约，可以非常方便地与其他标准网络相兼容。

    一、系统运行特点

    1.现场控制站负责设备的自动控制及状态信号采集。

    2.中央管理工作站负责设备的控制方式，能进行单独设备或系统的控制，全厂控制中心提供下述功能：

    1）显示所有工艺设备流程图显示，实时设备运行参数状态及故障信息。

    2）所有设备的自动/手动方式选择

    3）使用/备用泵的顺序选择。

    4）手动形式下的设备控制。

    5）全厂范围的报警记录。

    6）被选择设备的管理控制。

    7）过程变量的实时趋势。

    8）历史趋势。

    9）报表。

    二、系统的基本组成

    控制系统设置1台厂级中央监控操作站，负责与现场各个控制站通过工业以太网现场总线通讯；中控室另设1台工程师站，负责控制系统的维护，也通过以太网与现场各个控制站通讯。中央监控操作站与工程师站互为热备。在粗格栅控制室（PLC1）、细格栅控制室（PLC2）、变配电间控制室（PLC3）、脱水机房控制室（PLC4、PLC4-1）、加氯间控制室（PLC5），分别设置有现场控制站。

    三、控制系统的技术特点：

    1.系统结构

    控制网络的设备容量≥64台，通讯速率100MB，通讯距离≥2.0Km，在出现故障时，增加或删除任意一个节点，都不会影响到其他设备的运行和通讯。在2.0KM的通讯距离之间不允许增加任何中继设备。

    本系统采用先进的工业级计算机控制系统，主要用于污水厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统不仅要有可靠的硬件设备，还有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件和编程软件。

    2.系统的可靠性

    控制系统可在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准，并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围，能够承受工业环境的严格要求。3.故障诊断

    控制系统具有自诊断功能，可以在运行中诊断出系统的部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。在系统发生故障后，I/O地状态返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。

    4.通讯系统的性能

    控制系统为开放的控制系统。它除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯的功能和标准的对外通讯接口，网络连接无特殊要求。

    5.扩展性和兼容性

    控制系统具有较强扩展能力，并且系统的关键部件如主机、电源及通讯网络均可进行扩展。

    四、监控软件—RSView32

    对自动控制设备或生产过程进行高速与有效的监视和控制的RSView32是以MFC（微软基础级），COM（元件对象）组件技术为基础的中文MicrosoftbbbbbbsNT平台下的汉化MMI（人机接口）软件包；是个在图形显示中利用ActiveX,VisualBasicApplication,OPC(面向过程控制的OLE)的MMI产品，提供了监视、控制及数据采集等必要的全部功能且使用方便、统一；是一个可扩展性强，监视性能高并有很高再利用性的监控组态软件包。由于支持ODBC、OLE2.0，勿需再购入其他图形数据接口功能或数据库存取功能的软件，可大大节约开发时间和费用。