西门子模块6ES223-1PL22-0XA8原装代理
在石油化工企业的生产与经营过程中，油品储运是一个不可缺少的重要环节，油品储运是一门综合性的工程科学，涉及面广，不同的企业和部门要求的知识面也有所区别，例如民用油品储运与军用油品储运、矿场石油储运与炼油厂油品储运，它们的基本理论大体相同，但在设备和技术措施上各有特点。油品储运业务非常广泛，例如液态介质(如原油、成品油、渣油等)的存储、计量、核算和管理等工作都是储运业务的重要主成部分，事实证明tigao储运自动化及管理水平对石油化工企业用户减少损耗、降低成本、增加效益具有明显的作用。
1、储运自动化系统的组成
石油化工企业的储运自动化系统分为鹤管装卸车控制及销售管理自动化系统,罐区监控管理系统(含油品在线调合)，有的还包括储运污水处理监控管理系统。储运自动化系统框图见图(1)。其中罐区自动化的水平基本代表了储运系统总体的自动化水平。因为围绕储罐乃至整个罐区的监控与管理，是储运作业中基本的工作内容。我们以PLC(可编程序控制器)在罐区监控管理系统中的应用为例，简要介绍PLC在储运自动化系统中的应用。
2、PLC在罐区监控系统中的应用
PLC主要对罐区现场的数据进行采集，并将采集到的数据传至上位机，接受上位机发出的指令对罐区现场的执行机构进行控制执行，罐区现场采集的信号种类比较多，包括；开关量(如电磁阀回讯及各类报警信号的输出等)、标准的模拟量信号(如可燃气体报警器等现场各种变送器)、脉冲信号(如刮板、涡轮等liuliang计)数字信号(如质量liuliang计、液位计)等。控制输出信号有开关量、模拟量和PID调节的模拟量等。
PLC主要技术指标：
输入指标：所提检测精度，均指系统本身，不包括传感器和变送器。以下相同
(1)数字检测:无附加误差。
兼容带各种通讯协议的数字输出变送器。如钢带液位计、质量liuliang计等。
(2)模拟量检测：精度优于±0.1％。
4—20mADC、0—20mADC、1—5vDC、0—10VDC输出的变送器。
(3)脉冲量检测：无附加误差。
大计数频率50KHz 输入电压5-24VDC
如涡轮、腰轮、齿轮、刮板等liuliang计。
开关状态检测:
均以开关量形式读入，无触点开关容量24V DC500mA。如阀位及泵开关状态和液位开关、气体报警开关等。
输出指标：
(1)控制信号输出:
无触点开关，容量24V DC500mA。
(2)4—20mADC、1—5vDC、0—10VDC模拟量输出和比率PID调节输出。
用PLC进行数据采集一般有两种方法：
一是定时采集，就是按照采样时间，分别采集被控对象的数据，并存入数据区。二是变化采集，即跟踪被采集量，视其变化情况，若变化值超过使用它的精度，则采集，并记下采集时间。如果被采集的量变化不大，用变化采集可节省数据区。
在储运罐区系统中，对于现场模拟量信号的采集采用的是定时采集，每500ms为一个采集周期，如图(2)为其中一路模拟量信号的定时采集的梯形图。这里的T0.1为定时器，每500ms把30001通道(要采集数据的通道)的内容存于以40020为指针的数据区中，存后指针加1，指针加1后再判断指针是否超出数据范围，若超，则把00000再赋给指针，既令其再从存储区开始处存数。
对于现场仪表输出的脉冲量，PLC当成高速计数输入，用高速计数单元采集，利用PLC定时中断功能计算出采集信号的频率。对于现场通过通信传递的数字仪表信号(如液位计或质量liuliang计的数字信号)，为了保证系统采集数据与现场测量仪表之间没有精度转换误差，信号可由通讯口连接到PLC的ASCII模块(即PLC专用的语言模块，以串序的方式与现场不同ASCII装置沟通)，这样数字信号就与其它常规的I/O信号(DI、DO、AI、AO、FID等)一起，由PLC统一采集和控制了，日后构成计算机冗余系统就比较容易了。再就是在采集数据中避免干扰的问题，对于采集的脉冲量，一般采取定时中断的办法执行采集子程序，主要是避免丢失脉冲。若采集的为模拟量，一般可通过程序进行数字滤波，克服干扰。滤波的方法很多，可以求平均值，也可加权平均等等。图(3)为其中一路模拟量信号采用求平均值法进行滤波采集的梯形图，程序中通过5个周期连续采集5次数据，存于40021至40025单元中，对5个数据求和并作平均，并以其值作为采集数即为滤波后的值，存于40060单元(余数在40062单元)。
对罐区现场执行机构进行可靠的控制执行和过程监控，特别是罐区每个储罐的收油、付油、循环、注水等重要阀门的控制执行和监控是罐区监控系统中基本、也是重要的工作内容。
采用PLC对现场执行元件进行监控有两种方法：一是用“看门狗”(英文称Watchingdog)；二是用动作反应检测，这两种方法本质上是相同的，只是，一个是看在给定的时间内动作完成了没有；而另一个不太考虑延时，只看动作执行了没有。两者的逻辑关系并无两样，只是一个用步的正常时间监控，不必读回讯信号，不增加可编程序控制器的I/O点，比较容易实现，图(4)为这种监控的梯形图。
而另一个则要有反馈的回讯信号，要增加I/O点，但可进行实时监控，图(5)为这种监控的梯形图。
罐区储罐的控制阀门因为隔爆的原因采用的是气动阀门，是通过电磁阀对其进行控制的。在罐区监控系统中对罐区储罐阀门的监控采用了动作反应检测和“看门狗”检测相结合的方法，在气动阀开启或关闭时，都检测气动阀的两点回讯反馈(气动阀的回讯反馈原理请参阅有关说明书，不在这里叙述)，通过PLC编程，使气动阀的两点回讯形成一定的逻辑关系，使气动阀的控制执行和监控更加可靠，达到零失误。图(6)是采用这种逻辑方式监控一个气动阀的梯形图。其中00001为电磁阀线圈，10002、10003为气动阀回讯反馈动作,00008、00016为回讯报警。
以上都属于开关量检测范畴。如果工作现场有条件的话，PLC还可以对模拟量进行监控，办法是冗余，用两个传感器，采集两个传感器的信号，对两个测量值进行比较，视其偏差是否在允许的范围内，若超过允许范围，再判断是否处于允许的时间之内，如既超过允许误差范围，又超过允许的超差时间，即说明其中之一必有故障。
在罐区油品调合的处理中，系统采用的是多组份配比调节。PLC接受上位机设定的PID系数，使用PLC本身的PID指令控制D/A模块的模拟量输出，分别控制主管线liuliang调节器和副管线liuliang调节器，根据预定的调合数学模型和调节方式进行实时计算和控制。在装有质量分析仪表的场合，质量分析仪的信号直接由PLC采集，经过运算处理后在线修正调合过程的各组份比率，可确保调合成品的质量。整个调合过程能按照用户所要求的质量和速度进行。
3、结束语
事实证明用PLC采集数据和控制执行与用其它采集方式相比，其实时性好，可靠性也高。脱离上位机后，PLC仍可按照预定的程序执行，tigao了系统的可靠性、安全性，特别是进来新型PLC的数据存储区增大后，采集与存储的数据量可以很大。这样庞大的数据存储区可存储大量的数据，加之PLC本身的控制的可靠、稳定性，使得PLC在储运自动化系统中的应用越来越广泛。
一、引言
以太网作为一项比较成熟的技术正向自动化领域逐步渗透，从企业决策层、生产管理调度层向现场控制层延伸。
以太网由于采取冲突竞争的传输方式，具有传输不确定性的特点。但随着带宽的增加、冗余措施的加强和自诊断程序的完善，以太网完全可以满足中大型控制系统实时性的要求。现代工业控制系统通常以PC机为上位机，通过与现场工控设备如PLC的数据交换与处理，实现对生产过程的自动控制。
对于自动化行业的不同厂家都规定了自己的通讯方式，都形成了自己的通讯标准，在众多厂家的兼容性问题上，为了克服这样的障碍，那么每个厂家要预留第三方的通讯接口，这时OPC的出现，随着OPC技术的成熟发展和普及，它已成为工业过程控制的通信标准。
本文描述了SIEMENS公司的400HPLC和上位机IFIX之间的冗余OPC通讯的实现方法。
二、OPC技术简介
OPC(OLE forProcessControl—用于过程控制的对象连接与嵌入)是一套以微软对象连接与嵌入OLE、组件对象模型COM、分布式组件对象模型DCOM(DistributedCOM)技术为基础，基于bbbbbbs操作平台，为工业应用程序之间提供高效的信息集成和交互功能的组件对象模型接口标准。OPC实际上是提供了一种机制，通过这种机制，系统能够以服务器/客户端标准方式从服务器获取数据并将其传递给任何客户应用程序。这样，只要生产商开发一套遵循OPC规范的服务器与数据进行通信，其他任何客户应用程序便能通过服务器访问设备。
OPC技术建立了一组符合工业控制要求的接口规范，将现场信号按照统一的标准与SCADA、HMI等软件无缝连接起来，将硬件和应用软件有效地分离开。只要硬件开发商提供带有OPC接口的服务器，任何支持OPC接口的客户程序均可采用统一的方式存取这些设备，无须重复开发驱动程序。这样大大tigao了控制系统的互操作性和适应性。
三、系统设计
1、配置说明：
结合OPC的特点，SIEMENS针对第三方的产品开发了SIMATICNET软件，SIMATIC NET是SIEMENS在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元化的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATICNET 推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，OPC是其中的一种通讯方式。SIMATIC NET OPC 服务器随SIMATIC NET软件光盘提供， 其名称为OPC.SimaticNET。OPC 客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。
SIEMENS为了解决冗余PLC到OPCServer的数据交换，需要采用SIEMENS公司的 CP1613冗余通讯卡来实现冗余网络的OPC数据交换。
在HMI组态方面，采用当前比较流行的，使用非常广泛的IFIX作为上位机监控软件，为了解决IFIX 与 SIEMENS PLC之间的通讯，可以从SIMATIC NET中读取数据，IFIX提供了SI7 的通讯驱动，只要安装了SI7驱动，就可以对SIMATIC NET OPC Ser-ver中进行数据读写。从理论分析的到的框架结构如图一所示。
2、控制系统硬件和软件需求：
在控制系统的设计方面，硬件和软件需求如下：
1)、SIEMENS414-4H 控制系统一套
2)、CP1613冗余通讯卡
3)、Step7V5.4编程软件
4)、SIMATIC NETOPC服务软件
5)、IFIX3.5组态软件
6)、SI7驱动软件
图一、SIEMENSPLC和IFIX的实现方法
3、控制系统的网络结构：
结合以上的硬件和软件的需求实现的网络架构如图二所示：
图二、控制系统的网络结构
4、OPC通讯方法测试
步、在Step7中对SIEMENSPLC进行组态，组态的时候需要进行网络组态，具体的组态配置如图三所示：
图三、PLC的硬件组态和OPC的组态
第二步、组态完毕后通过Ethernet对PLC硬件下载和SIMATICNET的OPC下载。只有这样才能使得OPC Server 正常运行。
第三步、当OPC正常运行后，在SIMATICNET中启动OPC SCOUT，在OPC SCOUT中创建需要跟S7通讯的变量。通过编程测试PLC通过冗余以太网跟OPCSCOUT之间的通讯正常。
第四步、通过IFIX的SI7实现与OPC SCOUT之间的数据交换。简单的测试结果如图四所示：
图四、OPC通讯测试结果显示
从图四中可以看出，OPCSCOUT与PLC的冗余网络通讯正常，通讯质量OK。在IFIX中，创建了2个变量访问OPCSCOUT，得到的结果可以证实，OPCServer在IFIX与SIEMENSPLC之间的通讯起到了承前启后的作用。
三、项目应用
通过OPC在SIEMENSPLC与IFIX的冗余网络测试成功后，对现有的测试结果应用到项目中。
河南省南阳天益电厂2X600MW的锅炉补给水系统采用SIEMENS414-4H冗余控制器，上位机采用IFIX组态软件对现场设备进行监控、操作、数据存储，由于OPC的灵活开放的功能，才能够简单、方便、无需编程的方法实现了通讯功能。
四、结束语
采用OPC的通讯方式，编程方便、调试简单，OPC通讯，解决了各大自动化厂家的通讯难题，打破了各大自动化厂家垄断的格局。该项目2007年10月运行至今，系统运行稳定、良好可靠。
1、原系统简介
（1）取料机有四种工作方式，退避工作方式、机侧工作方式、手动工作方式、自动工作方式。其中只有手动和自动工作方式是在机上PLC控制下运行。
（2） 手动工作方式为司机在司机室内通过控制手柄操纵取料机进行取料作业。
（3）自动工作方式为司机在司机室内设定取料作业所需参数，PLC内自动作业程序接到取料作业所需参数后，按设定程序完成取料作业。
2、工艺过程
斗轮皮带机、大臂旋转和俯仰、行走、洒水、集中润滑系统组成。
3、当前装置
当前PLC系统采用的是西门子90年代产品S5-150U，大约I/O点为400点以内。
该设备已经陈旧、技术也落后于时代，备品备件供货困难，拟对其进行改造。
4、改造内容
（1） PLC控制系统更换为西门子功能强大的SIMATICS7-400系列的可编程控制器。它具有模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，完成S7-400的硬件组态。
（2） S7-400系列程序含有大量标准功能块，我们依据工艺重新编制PLC程序。
（3） 将旋转检测装置更换为值编码器。
（4） 人机界面是采用西门子新产品MP370并编程。
（5） 原端子排更新为万可端子。
（6） 原大车行走监控系统由增量型编码器和智能型I/O组成，现更换为增量型编码器和FM450计数模块所组成。
5、改造原则
保证实现取料机原功能及招标书中新增功能。
在改造过程中，不影响取料机的正常作业。
此项目使用了西门子S7-400的PLC，此工程要求在不连续停机的状态下，将原有的线路接线端子进行更换，将S5切换到S7－400。工程难点为利用每天有限的0.5－3个小时的时间，进行端子更换和程序调试，要求能随时切换到S5作业，并且原有图纸缺少端子图。技术难点为FM450-1、CP441-2和DATA-LINCSRM6100的通讯。
根据现场实际状况，我利用一周时间根据电气原理图、现场情况，重新画出端子接线图，做出新S7-400的硬件配置，如下图：
根据项目状况，编制施工方案，同甲方协商一致后，正式施工。
做好新端子排，利用有限的时间将线路从旧端子排移到新端子排（保证硬件连接的无误），将S7-400PLC的前连接器做好。
设计一套切换装置，以便能随时进行S5到S7-400的切换。
后进行程序的调试，在调试过程中，技术难点出现在编码器上，现场共有行走和旋转两个编码器，行走编码器调试过程比较顺利。旋转编码器调试时，出现数据负漂、角度相差10º的现象，后在启动门上加上启、停指令解决此问题。
根据技术协议，选用SiemensMP370，在M370上进行设备运行状态显示，进行故障引发点的状态显示，以方便现场维修人员的维修工作。