循環水 PLC上位機升級改造
一. 設備簡介:
廠區循環水處理機組為2009年建設、 2009年投入運行。原循環水PLC上位機系統采用了一種IFIX4.0上位機操作系統經過15年連續運行,現系統很多設備已經老化,故障率高、性能降低,影響機組安全穩定運行,同時由于計算機的升級換代,目前最新的IFIX 2022版本工業軟件機對 WindowsXP系統不兼容,且大部分操作員站硬件無 WindowsXP 系統驅動軟件?,F系統上位機軟件采用IFIX4.0,下位機為系統采用EMERSON PACSystems RX3I。 PLC通過ContorlNet通訊方式將數據傳輸至上位機系統,整個SCADA系統在基于Windows平臺的OLE、COM、DCOM的基礎上通過OPC UA協議將數據采集傳輸至廠部智慧平臺。
二. 現循環水系統存在問題以及需要優化的地方:
1、 性能降低,安全性差:
循環水PLC上位工控機為2009年投入使用,操作系統使用WindowsXP,已使用15年故障率較高。由于計算機的升級換代,目前工控機對 WindowsXP 系統不兼容,且大部分軟件無 WindowsXP系統驅動軟件,而且PLC上位機使用的軟件版本較低,與新操作系統完全不兼容。經常出現死機、脫網、過熱故障,通訊不穩定、操作延時給機組安全帶來很大的隱患。
2、 硬件版本低,軟件無授權。
由于計算機技術硬件升級換代較快,WindowsXP系統兼容性較差,且大部分軟件無WindowsXP系統驅動軟件,上位機系統發生故障沒辦法進行重新安裝系統,由于我廠原使用的軟件都是沒有授權的盜版軟件,不能二次安裝給日常維護帶來很大不便。
3、上位機軟件版本過低,維護不方便。
此次改造對循環水車間 PLC 上位機系統進行升級,由于現在版本過于陳舊,軟件穩定性相比現在新版軟件低,且無法兼容現在普遍使用Windows系統,造成維護困難。
三、 循環水 PLC上位機改造方案:
本次改造采用 ifix最新版本2022 軟件升級并優化。
Ifix2022 版本與ifix4.0 版本軟件的比較:
1、新版本具有更加強大的圖形化編程功能,可以更方便地創建和編輯人機界面(HMI)。支持更多的數據源,包括各種工業設備和傳感器。還提供了穩定實時的數據監控、報警管理和歷史數據記錄等功能。并且具有高度可定制性,用戶可以根據自己的需求來設計和配置界面和功能。
1. 改造的原則和要點
為最大限度地節約改造成本、縮短改造工期、控制改造費用,同時顯著提升輔網改造后的整體效益,技術改造必須遵循如下原則:
1、 采用原循環水車間控制組態和人機界面進行轉換移植,控制畫面、控制邏輯完全符合原有習慣。
2、 系統設計和通訊方式必須充分考慮原有電纜走向,盡量減少接線改動和電纜對接。
3、 針對原系統畫面設計、不合理部分,在原設計的基礎上進行重新優化設計。
4、對新加的點位增加對應的畫面監控。
2. 改造方案
1、根據目前情況,擬對上位機軟件進行升級改造,更換為新版本軟件系統: 選擇軟件為: ifix 2022,版本為主流最新版本。
2、對上位機系統改造要求盡量不停機;畫面編寫調試應不影響原系統正常運行,系統調試不一定安排在大、小修期間進行,對主要系統的畫面對點等應先模擬進行,各系統隔離調試,分步對點逐級驗收,驗收通過后再進行實際帶設備操作,運行畫面一次到位,無誤動。
3、畫面要求操作風格基本和原來一致,避免操作人員大量二次培訓工作和不熟悉帶來的誤操作
4、各車間畫面獨立調試,互相隔離,杜絕避免各車間信號誤寫、顯示混亂,動作混亂,給設備運行帶來安全隱患。
5、在完成現場設備層和上位機安裝調試后,再基于SCADA系統Windows平臺通過配置COM、DCOM以OPC UA協議將現場數據傳輸至廠部智慧平臺。
六、具體技術要求
1、各控制室布置
輔網程控系統按照原來的風格配備控制操作員站,中控室的計算機、等均安裝在控制臺上(內)。
具體配置見配置設備清單。
2、各控制室的常規功能描述:
在各控制室配備集中監控管理計算機,擔負監視和管理工作;完成現場數據的分析處理、數據存儲、顯示、報表打印等功能;支持標準的通用協議,包括OPC、VBA、COM/DCOM、 DPC、 ODBC、 Activex、 PZ 系統、 SQL Server等。
中控室控制系統的功能主要有以下三大類:
(1) 管理功能:生成各車間工藝流程,提供清晰、友好的人機界面,生動形象地反映工藝流程的實時數據和設備運行狀態,在設備圖形適當的位置顯示各種檢測量數值;通過點擊鼠標可方便地切換畫面和實行現場設備遠程控制; 完成報警、歷史數據、歷史趨勢曲線的儲存、顯示和查詢; 生成、打印各類生產運行管理報表。
(2) 監控功能:在基于圖形和菜單的方式上,操作人員可以在中控室監視各設備運行狀態和對部分設備進行控制;主要監控畫面有各控制站系統流程模擬圖、各設備分組模擬圖等,每個畫面以不同顏色直觀動態顯示設備運行狀態,分別以三種顏色顯示運行狀態、停止狀態、故障狀態; 顯示設備是手動運行狀態、 自動運行狀態,并以文字給出提示。
(3) 通訊功能:中控室控制系統與各現場PLC站之間的通訊,與SIS 系統等的通訊。
A、畫面功能
在控制中心的上位機工作站中,為了便于直觀地看到各個所屬車間的總貌和生產流程,同時為了顯示監測到的實時數據,需要實現以下圖形的畫面功能:① 網絡系統布局圖; ②生產工藝流程圖; ③數據點趨勢圖 ; ④ 實時數據總表; ⑤ 系統報警圖; ⑥設備狀態分析 。
總貌畫面:顯示系統各設備、裝置、區域的運行狀態以及全過程參數變量的狀態、測量值、 設定值、控制方式(手動/ 自動狀態)、 高低報警等信息,從各顯示塊可以調出其他畫面。
分組畫面:以模擬儀表的表盤形式按事先設定的分組,同時顯示幾個回路的信息,如過程參數變量的測量值、調節器的設定值、輸出值和控制方式等。變量每秒更新一次,分組可任意進行,操作員可從分組畫面調出任一變量(模擬量或離散量) 的詳細信息。對模擬回路可以手動改變設定值、輸出值、控制方式等,對離散量可以手動操作設備的開啟和停止、畫面顯示指令狀態和實際狀態。
單點畫面(調整畫面):顯示一個參數,控制點的全部信息、實時趨勢和歷史趨勢,從調整畫面也可直接對模擬回路進行設定和調整操作。
趨勢畫面:系統具有顯示任何數據點趨勢的能力,并在同一坐標軸上顯示至少四個變量的趨勢記錄曲線; 有可供用戶選擇的參數變量,不同顏色和不同的時間間隔,也可對數據軸進行任意放大顯示。
報警畫面:顯示當前所有正在進行的過程參數報警和系統硬件故障報警,并按報警的時間順序從最新發生的報警開始排起,報警優先級別和狀態用不同的顏色來區別,未經確認的報警處于閃爍狀態。報警內容包括:① 報警時間; ② 過程變量名; ③ 過程變量說明; ④ 過程變量的當前值; ⑤ 報警設定值; ⑥ 過程變量的工程單位; ⑦ 報警優先級別。
圖形畫面:生產裝置的圖片、工藝流程圖、設備簡圖、單線圖等都可以在CRT上顯示出來,每個畫面都包括字母數字字符和圖形符號,通常采用可變化的顏色、圖形、閃爍表示過程變量的不同狀態,所有過程變量的數值和狀態每秒動態刷新;操作員在此畫面對有關變量實施操作和調整。
棒圖:棒圖可表示過程變量的變化,如池內的液位,棒圖能以水平或垂直方式顯示。所有圖形間可以利用圖標方便地切換,對于數字,既有數字顯示,又有儀表或刻度尺動態模擬顯示。生產工藝流程圖上可以動態地看到各階段測點的數據,同時可以清楚地看到整個生產過程及設備的運行狀態。控制系統的組態圖主要是介紹整個控制系統組態,監視控制系統各個模塊的狀態。
B、主要曲線功能
所有曲線均分為歷史曲線和實時曲線; 既可以單獨顯示,又可以同屏顯示,顯示的時間區段可以根據需要隨時調整。,使操作人員對模擬信號有一個直觀的了解; 操作人員也可以方便地查出任意一時段時間的某種曲線,也可以前臺顯示實時曲線。
C、報表功能
擬設定設備工作運行報表(設備名稱、工作方式、設備狀態、運行時間累計等)。各類報表既可以屏幕查看,也可以按時自動打印輸出。
報表類型主要包括:① 格式報表; ② 事件順序報告; ③ 診斷報表; ④ 設備操作報告; ⑤ 過程變量趨勢。
以上圖形、曲線、報表可根據操作者的實際要求進行修改或增加。
D、主要報警
擬設定以下報警:①原系統畫面要求的報警,②需要新增的報警,③聲光報警。
E、打印
打印機共1臺(遠期2臺,配備1 臺針式打印機):1臺為報警打印機,另1臺為圖形、曲線打印機。報警打印過程既可按時間間隔定時打印,也可隨機打印(通過圖中按鈕); 圖形和曲線打印機為手動打印(通過圖中按鈕)。兩臺打印機的管理采用打印機管理器來完成,打印機管理器可直接聯在以太網上。