西门子1FL6032-2AF21-1MB1

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多种方案的比较

过于系统选型方案的比较，由于以前工程的冗余控制系统一直使用国内的DCS系统或者PLC的硬冗余系统，但从使用效果以及造价成本方面考虑，国外DCS系统价格非常昂贵，国内DCS系统又不是特别稳定；用PLC硬冗余系统也存在价格比较贵的原因；通过比较，决定用价格相对便宜而性能又比较稳定的西门子软冗余系统尝试使用。

四、控制系统完成功能

1．本系统的主要工作分以下几个方面：

Ø 软冗余功能的完成

软件冗余是西门子公司实现冗余功能的一种解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中，节约成本。但在垃圾焚烧项目中对设备的控制要求非常严格，也就是说控制设备在冗余切换中**不能断开，所以本人根据西门子公司的软冗余手册进行调试和编程，最后效果非常好，**不会出现切换设备中断的现象，所以给下面的工作带来了巨大信心，具体调试过程在西门子的“软冗余文章”全部有描述，在此不做过多的描述。

Ø控制功能的完成

本系统的自动控制功能主要分以下几个部分：

一次风机、二次风机以及引风机的联动控制

在本系统中，焚烧系统的焚烧炉体转动的速度、加料电机的转速、一次风机、二次风机以及引风机的运转频率全部联动控制；当引风机开启后，一次风机、二次风机才能开启，根据温度和烟气的氧气含量控制炉体转动的速度、加料电机的转速、一次风机、二次风机的频率进行调速控制，直接利用STEP 7的PID 模块，直接可通过DB 模块直接设定设定值以及积分时间，非常简便；一燃室的烟气温度控制到850度，二燃室的烟气温度控制到1200度，使之不产生；一燃室温度过高时增大进料电机速度，同时减小一次风风机速度，同时要保烟气的氧气含量在19-21之间，反之亦然；二燃室温度过高时增减小一次风风机速度，同时增加二次风风机速度，同时要保烟气的氧气含量在19-21之间，反之亦然；并且在控制一二次风的时候，必须自动调节引风机速度，保烟道压力保证在-150PA左右。

碱液站的自动控制

在除酸喷雾塔中需要喷洒碱液以保证烟气的酸碱度，同上面一样直接利用STEP 7的PID 模块，直接可通过DB 模块直接设定设定值以及积分时间，非常简便；

布袋除尘器的自动控制

设定温度值，利用PLC 内部的比较指令，温度范围在130-190度之间时，启动布袋除尘器，**出范围时，通过PLC程序启动旁通阀，保护布袋。

锅炉给水自动控制

锅炉汽包水位是确保安全生产和维护正常供汽的主要条件，一般要求水位维持在设计水位的±50mm 范围内；设定锅炉给水水位，通过PID 模块自动调节给水阀门的开度，从而达到控制锅炉水位的功能。

系统较终检测结果：

PLC 系统采集正常，数据显示和动作控制的时间不**过500ms ,数据交换的准确率为**；

PROFIBUS 传输正常，没有掉落模块的情况出现；

PLC 精确，模拟量的精确度可以达到13BIT；

冗余系统正常，没有出现主从系统切换时中断，切换时一切控制正常，包括控制继电器不会断开、模拟量输出控制变频器转速不会丢失等；

模拟屏显示正常、数据刷新正常，数据刷新速度为1000ms；

2．在本项目的调试过程中，应该说是非常顺利的，只是在较开始的时候由于软冗余系统在深圳比较少用，所以在刚开始调试时比较担心，但经过西门子公司的技术支持，调试非常顺利，在刚开始就确认冗余切换没问题。

3.工艺及主要设备组态界面

3.1 工艺图界面

3.2 变频器控制画面

3.3 碱液站控制画面

五、结束语

本系统于2005年2月投入使用至今已近20个月，运行顺利，用户非常满意；目前本系统已经成功推广到南昌、长沙、成都、青岛、大连等地的医疗垃圾处理系统以及广东番禺绿由工业危险废物焚烧发电厂中，用户反映非常良好。

该SIEMENS S7-300软冗余系统已在生产中得到实际使用，为企业带来了可观的经济效益，在该系统中，PLC系统的应用得到了充分的展示，这种冗余配置广泛的推广到其它行业应用提供一定的参考价值。

六、应用体会

本系统自选型以来，经历了许多困难，因为以前都使用硬冗余的PLC ，比如AB的PLC5系列或者其它品牌的DCS系统，但由于上述系统造价非常昂贵，而部分国产的DCS系统非常不稳定，我们的项目为BOT 项目而且有要求条件不是太高，所以既要降，又要保证性能，所以通过比较，决定“深圳市废物处置中心”项目实验，如果可行就进行推广，目前已经在公司项目正式批量使用，甚感欣慰。

通过上述项目，证实西门子S7-300软冗余系统完全可以满足“垃圾焚烧发电厂”的技术要求，基本实现无扰切换。并且通过WINCC6.0开放的OPC接口，完成了与模拟屏的数据通讯，积累了一定的应用经验。

丰炜产品特点是贴近市场，创新而实用，在功能齐全、性能稳定性方面也深得客户**。丰炜PLC的使用方式与三菱PLC有较多相似，学习起来十分方便。它具有实用需要的各种特殊功能，并且相对其它台系PLC都具有功能或价格上的优势，每台丰炜PLC都配备有业界**的多功能显示幕，能适时告诉操作者机器的运行状况而不需另外增加成本。丰炜提供创新的连接器型式PLC，相比端子台型式PLC，能有效降低配线工时，减少配线错误，也让机器的维修变的简单方便。大量使用时，效果尤其显著。VH、VBO、VB2三个系列PLC。

7、南大傲拓PLC

南大傲拓*生产大中小型全系列可编程控制器NA600、NA400、NA200，具有完全自主知识产权的产品覆盖人机界面、变频器、伺服系统、组态软件等，为各行业用户提供自动化产品的整体解决方案。同时，公司积极与科研院所和行业用户紧密合作，联手开发基于行业自动化解决方案的企业管理信息系统。

NA系列可编程控制器是南大傲拓科技有限公司较新研制出的新一代控制装置，它采用了工业控制领域的一系列较新成果，选取了崭新的软硬件平台，具有快速的处理能力、强大的抗干扰性能、灵活的可扩展功能，适应复杂环境及处理要求。产品已经通过了CE认证、FC认证以及电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心的严格测试和检验，各项性能指标均达到或**过相关标准要求。

8、信捷PLC

无锡信捷PLC产品现拥有XC系列、XD系列，主要应用在纺织行业、机床行业、包装机械行业、食品机械行业、暖通空调行业、橡胶行业、矿用行业、塑料机械行业、印刷行业、汽车制造行业等。每系列产品都覆盖了标准型、经济型、增强型、基本型、运动控制型、高性能型等供用户任意选择的产品。

信捷作为国产PLC的代表企业，其PLC的优势主要在于，能够将C语言应用于梯形途中，集运动控制于一体，具有更加安全的程序保密功能及丰富的软元件容量和种类，快速的处理速度和I/O切换更方便用户使用。

9、黄石科威PLC

黄石市科威自控有限公司是一家开发、生产、销售嵌入式PLC、伺服驱动器和自动化系统的省级企业、软件企业。

嵌入式PLC是将PLC梯形图编程语言嵌入到特定的控制装置中，使该装置具有PLC的基本功能，开发在该软件平台上，能轻松、快捷地设计出通用PLC、客制式PLC和各种控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自动化仪表技术、现场总线技术和10多年的自动化工程项目经验，在华中科技大学、武汉理工大学的协作下，经过3年多的努力攻关，**成功的。由于嵌入式PLC的社会、经济

10、正航PLC

正航PLC是上海正航电子科技有限公司出品的高品质小型PLC，属于国产PLC中的精品PLC，产品性能安全、稳定、可靠,性价比高。为了满足客户对产品性能的更高要求，正航推出了CHION——驰恩系列PLC。CHION驰恩系列PLC是正航公司引进德国技术，在国内生产的高品质PLC，与西门子S7-200系列PLC产品完全兼容。可以使用西门子S7-200的软件STEP7-MicroWin进行编程调试，并且其CPU、模块可以完全兼容，互换使用。

目前公司主要产品包括有PLC、HMI、伺服、**控制系统、远程I/O和现场总线产品等，其高性能自动化产品与控制方案广泛应用于塑料机械、电子设备、纺织机械、新能源、制冷制热、设备、包装设备、数控设备等众多行业。经过多年发展，正航PLC已经发展成为国产PLC**品牌。

二、可编程自动化控制器（PAC）

PAC（可编程自动化控制器）的概念是由ARC咨询集团的高级研究员CraigResnick提出的，在谈到创造这个新名词的意义时，他认为，“PLC在市场相当活跃，而且发展良好，具有很强的生命力。然而，PLC也正在许多方面不断改变，不断增加其魅力。自动化供应商正不断致力于PLC的开发，以迎合市场与用户需求。功能的增强促使新一代系统浮出水面。PAC基于开放的工业标准、具多领域功能、通用的开放平台以及高性能。ARC创造了这个词，以帮助用户定义应用需要，帮助制造商在谈到其产品时能更清晰。”

PAC的概念定义为：控制引擎的集中，涵盖PLC用户的多种需要，以及制造业厂商对信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和扩大的控制能力，以及PC-based控制中基于对象的、开放数据格式和网络连接等功能。

功能优势

从PAC的定义可以看出PAC具各的特性，可以完成复杂的功能，并且系统的硬件和软件无缝集成，提高了控制系统的性能。而要完成这些功能，PLC需要额外的扩展卡才能完成。

编程时，集成的硬件和软件也是一个优势，用于PAC编程的集成开发环境（IDE）包括一个所有开发工具共享的标签名数据库。PAC使用同一个软件包来满足现有的和未来的自动化要求，而不是使用来自不同供应商的多个软件包。

PAC结合了PC的处理器、内存及软件，并且拥有PLC的稳定性、坚固性和分布式本质，PAC采取开放式结构，使用COTS（Commercialoftheshelt），也就是它是选用市面上已经成熟可用的产品组合成PAC平台，如此一来有几个好处：**，产品彼此兼容性高，整合性强；*二，这些已经上市的产品技术都已相当成熟，无论是用户或组装者都容易上手；*三，市面上已经成熟的产品在价格上都已相当低廉，在成本控制方面效果十分明显；*四，使用这些市面上已有的产品，将来升级时也较容易；*五，市场已有的现成产品，各种规格、标准都相当齐全，用户可视本身需求，快速开发出产品。

PAC系统可以使用LO所用的同一个控制器，因此不需要额外的内嵌控制器，即可在HMI中显示图形，与大部分控制系统（尤其是在混合和过程控制业界）需要连接至控制系统的人机界面（HMI）相比，更具竞争优势。

更佳的控制运算

在控制方面，PAC提供了较传统PLC更佳的控制运算，PLC使用的PID控制算法在某些程序下并未较佳化。高级控制算法不但需要强大的浮点运算处理器，也需要大量的内存，PAC平台可以同时提供这两项资源。自从**经济快速起飞，原料需求大增，价格不断上升，因此工程师必须将其控制算法较佳化，使它不只是简单的PID控制，以使浪费的情形降到较低。这些复杂的运算法往往运用控制设计技术（例如离散逻辑或神经网络），将过程的稳定时间（settlingtime）减到较短，在这方面PAC提供了很大的帮助。

实时分析能力

在机器监视应用中，来自模拟和数字LO线路的数据必须实时进行撷取和分析，以便有效地侦测到错误情况。复杂的例程用来有效地监督机器的状况，PAC提供了率平台，让此类应用环境可进行实时分析。

安全性更胜一筹

PAC目前锁定的较大应用领域仍是工控，而来自工厂的实时数据可以令管理人员拥有更丰富的信息资源，以便借此进行决策，但是要安装能够提供工厂数据的系统可能相当困难。企业系统通常会通过0DBC、ADO及XML等标准输人来自自动化系统的数据。PLC的做法是通过OPC之类的标准提供通信能力，也就是说，必须加入PC才能使用。

数据反馈

通过OPC来取得数据，并且使用ODBC、ADO和XML之类的标准将数据反馈给企业，而PAC可以有效地将工厂数据整合至ERP系统中，让控制系统能够直接和外部数据库通信。而当控制系统连接至数据库及网站时，安全性的问题开始出现。为了获得较高的安全性，许多厂商选择不要将自动化系统与企业连接◇但是大致上来说，连接的优点远**过安全问题，虽然PLC可以保护它不被工厂的人侵者偷窃，但是PLC难以对抗以以太网络连接端口未受保护封包为目标的。PAC可以在利用网络传输数据之际进行编码，因此而保护资料。虽然这在今天可能不是关注的焦点，但是在将来，它可能会是影响PAC进驻工厂的主要因素。

一机多用节省成本

就成本配置来看，在小型的数字控制应用中，控制器的价格可能比LO模块的价格更高。对这些应用环境而言，一个仅控制数字LO线路的微型PLC可能是理想的解决方案。但是，如果系统需要视觉或仪器控制，就必须为这些功能另外购置独立的控制器。PLC控制器并非为了仪器控制所需的高速模拟I/O或视觉应用所需的高速速度而设计，因此PLC没有视觉或仪器控制模块，必须为这些应用配置独立的控制器，从而提高成本。而以PAC的状况来看，一部控制器和机架就可以处理数字及模拟LO、动作、视觉及仪器，因此节省多部控制器的费用，每当控制系统需要多重功能时，PAC相比之下成本较低。

稳定运行

在工厂中，震动常常是造成PC死机的原因，这也是PLC的长项，大部分的PLC是采用NEMA封装。在这种环境中，具备额外冷却设计、坚固外壳、加强震动及冲撞规格的PXI平台可以提供近似于PLC的可靠性，不过此类的PXI平台上面无法配置硬盘，而用内存来取代，以避免震动所带来的不稳定。也有部分厂商将软件刻录在FPGA上来取代硬盘，如此一来可完全将机械运作排除于PAC之外，增强稳定性。