乳化液泵站远程监控技术方案（初步）.doc

乳化液泵站远程监控技术方案（初步）根据集中控制要求，设计乳化液泵站远程监控系统结构如图1所示：图1 乳化液本站远程监控系统结构图如图1所示，乳化液泵站控制装置应提供一个光纤接口，通过光纤与设备列车上的防爆交换机相连，顺槽控制器PLC-300通过网线与防爆交换机相连，顺槽控制器PLC-300还通过网线与顺槽监控中心计算机相连。乳化液泵站远程控制系统的实现需要完成两部分工作：一是乳化液泵站机载控制器PLC-1200和顺槽控制器PLC-300之间的数据交互；二是顺槽控制器PLC-300与顺槽中心控制计算机直接按的数据交互。乳化液泵站机载控制器PLC-1200和顺槽控制器PLC-300之间的数据交互通过采用S7连接的以太网通信；顺槽控制器PLC-300与顺槽中心控制计算机之间的数据交互也是通过S7连接的以太网通信。为了使上位机对乳化液泵站有较好的操作性和显示功能，在上位机中设计了wincc组态界面。为了在wincc界面上准确反映乳化液泵站的状态，还需要对乳化液泵站各个参数进行分析和判断，从而判断乳化液泵站的状态。上述方法实现如下：1、机载控制器PLC-1200与顺槽控制器PLC-300通讯（定时读取乳化液泵站机载控制器数据）PLC-1200和PLC-300通信中，S7-1200只能作为服务器，不需要对它进行S7的通信组态和编程。S7-300在通信中作为客户机，需要使用STEP 7中的网络组态工具NetPro建立S7单向连接，调用PUT和GET指令实现通信。使用STEP 7中的网络组态工具NetPro建立S7单向连接步骤如下：（1） 在STEP7 组态软件中，将S7-300配置为S7客户端；（2） 组态以太网模块；（3） 设置以太网模块的IP地址；（4） 设置以太网模块的连接数目；（5） 建立客户端连接，设置服务器传输层服务接入点，设置服务器IP地址；（6） 创建读取数据传输，读取服务器（PLC-1200）字节；（7） 创建写入数据传输，将字节写入服务器；（8） 为配置分配存储区；（9） S7-300编程：主程序、子程序（10）编译、调试、下载。2、顺槽控制器PLC-300与上位机通讯WinCC 可以用一块普通以太网卡和S7-300进行工业以太网通讯，WinCC 需要用PC Station 的形式来集成组态。PLC-300和上位机通信的实现需要进行的操作和实验：准备好硬件和软件、硬件的组态、网络组态和编程、程序配置、OS编译和组态、运行测试。（1） 硬件和软件WinCC 可以用一块普通以太网卡和S7-300进行工业以太网通讯，WinCC 需要用PC Station 的形式来集成组态。硬件准备：S7-300CPU、CP343-1、普通以太网卡/CP1613、CP5611软件准备：SIMATIC STEP 7、WINCC（2） 硬件的组态 在SIMATIC Manager 中新建一个项目，分别插入SIMATIC PC Station 和SIMATIC 300 Station； 在SIMATIC PC Station 中，分别插入WinCC Application，WinLC RTX，CP5613 和IE General； 在SIMATIC 300 Station 中，分别插入PS，CPU 和CP343-1。（3） 网络组态和编程 在NetPro 中为WinLC RTX 建立与SIMATIC 300 Station 的连接； 在Properties-S7 connection 中，为Local Connection End Point 选择One-way，即单边通讯； 在NetPro 中为WinLC RTX 建立与WinCC Application 的连接； 在Properties-S7 connection 中，为Communication Path 的Interface 选择PLC internal。 在NetPro 中编译存盘（4） 程序配置 在SIMATIC 300 Station 的CPU 和PC Station 的WinLC RTX 中分别插入两个DB Block 用于数据交换； 鼠标右键单击DB Block，选择Special Object Properties Operator Control and Monitoring设置复选框； 打开DB Block，鼠标右键单击要传送的变量，选择Object Properties 设置Parameters； 在PC Station 的WinLC RTX 中插入OB35，在OB35 中调用SFB14（GET）和SFB15（PUT）。（5） OS编译和组态 在SIMATIC Manager 中选择Options Compile Multiple OSs Wizard Start，进行OS 编译和传送 在Select network connection 中为SIMATIC 300 Station 的CPU 选择TCP/IP 作为WinCC unit； 在Select network connection 中为PC Station 的WinLC RTX 选择Named Connection 作为WinCC unit 首次执行编译和传送，默认选择Scope 中的Entire OS，再次编译可以选择Changes； 在SIMATIC Manager 中， 打开SIMATIC PC Station 的WinCC Application 中的OS； 在WinCC Explorer 中，可以看到SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE 已经自动添加到Tag Managerment 中，SIMATIC 300 Station 的CPU 和SIMATIC PC Station 的WinLC RTX 中DB Block 的部分数据也已经传送到TCP/IP 通道和Named Connections 通道中。（6） 运行测试 在NetPro 中下载SIMATIC 300 Station。在SIMATIC Manager 中下载SIMATIC 300 Station的CPU 的DB Block； 打开Station Configuration Editor，根据SIMATIC PC Station 的硬件组态设置Components； 打开WinLC RTX，选择RUN 使WinLC RTX 处于运行状态； 在NetPro 中下载SIMATIC PC Station。在SIMATIC Manager 中下载SIMATIC PC Station的WinLC RTX 的OB，DB 和SFB Block； 打开SIMATIC PC Station 中的WinLC RTX 和SIMATIC 300 Station 的CPU 的变量监控，检验发送和接收的数据； 激活WinCC 项目。3、wincc组态内容（工作状态判定）根据乳化液泵站厂家资料和集成技术要求，初步确定wincc组态内容如下：（1）监控对象：1#泵、2#泵、3#泵、自动配液箱、电磁卸载阀、交替阀出液口处压力、自动补油箱、变频器（2）状态显示：1#泵状态：0-停止；1-变频运行；2-工频运行；油温：0-150油压：0-1000kpa油位：0-500mm蓄能器压力：0-40mpa前轴承温度：0-150后轴承温度：0-150绕组温度：0-1502#泵状态：0-停止；1-变频运行；2-工频运行；油温：0-150油压：0-1000kpa油位：0-500mm蓄能器压力：0-40mpa前轴承温度：0-150后轴承温度：0-150绕组温度：0-1503#泵状态：0-停止；1-变频运行；2-工频运行；油温：0-150油压：0-1000kpa油位：0-500mm蓄能器压力：0-40mpa前轴承温度：0-150后轴承温度：0-150绕组温度：0-150系统自动配液状态：0-停止；1-正在配液；2-浓度自动校正；电磁卸载阀状态：0-停止；1-卸载；系统压力：0-40mpa；液箱液位：0-1500mm；油箱油位：0-1500mm；乳化液浓度：0-10度；系统参数：变频累计运行时间（时分秒）、工频累计运行时间（时分秒）；变频器参数：电流、电压、频率、转矩（参照值）、故障字、状态字等；报警状态显示：低液位报警：低于350mm时声光报警（液箱）低油位报警：低于50mm时声光报警（油箱）1#泵报警状态：油温报警：高于70时声光报警油压报警：低于120kpa时声光报警油位报警：低于120mm时声光报警2#泵报警状态：油温报警：高于70时声光报警油压报警：低于120kpa时声光报警油位报警：低于120mm时声光报警3#泵报警状态：油温报警：高于70时声光报警油压报警：低于120kpa时声光报警油位报警：低于120mm时声光报警变频器故障停止后报警：过载：额定负载150%一分钟后保护停机过压：额定电压120%时瞬时保护停机欠压：额定电压80%时瞬时保护停机短路：电动机任意两相短路时瞬时保护停机漏电：电动机任意一相对地漏电时瞬时保护停机主器件保护：变频器主器件达到80后瞬时保护停机乳化液浓度报警：低于设定值时声光报警模式变化响应：0本地，1 远程（3）远程控制：请求启动1#泵、请求停止1#泵、请求启动2#泵、请求停止2#泵、请求动3#泵、请求停止3#泵；请求停机、请求自检、请求开机、请求锁定（4）组态画面：主画面、远程操作画面、报警监控画面、历史数据查询画面（5）历史记录保存：历史操作记录、操作时间。（人工操作、控制输出变化和状态反馈等参数）； 历史故障时间、故障状态、故障原因、故障解除时间；（产生保护的记录） 历史报警时间、报警状态、报警原因、报警解除时间； 4、系统编程（wincc、STEP 7）系统保护：泵站厂家完成；报警系统：泵站厂家完成；PLC-1200和PLC-300交互程序：课题组完成；PLC-300和上位机交互程序：课题组完成；Wincc监控界面、程序：课题组完成。5、关于PLC-1200和上位机数据交互的另一种方案：通过OPC实现与上位机Wincc的通信通过OPC实现PLC-1200和上位机通讯的结构如图2所示：图2 通过OPC实现PLC-1200和上位机通讯的结构步骤如下：（1）在STEP 7中生成一个PC站点，将OPC服务器插入1号槽，将通用以太网卡插入2号槽；（2）用SIMATIC NET的站组态编辑器组态PC站；（3）在STEP 7的网络组态工具NetPro中为PC站点组态一个单向S7连接，通信伙伴为“未指定”，采用S7-1200的IP地址；（4）用SIMATIC NET的OPC Scout工具生成OPC的条目，即S7-1200中的变量；（5）在WinCC中添加OPC驱动程序，在变量表中添加OPC的条目；（6）组态画面上的指示灯、按钮和输出域，它们通过OPC的条目与S7-1200中的变量连接起来；（7）在系统运行时，画面上的按钮将起