PLC在发电辅助系统中的应用

图3 单cpu单i/o网mb+通讯

　　程控系统主机采用1台或2台研华工控机，对系统进行实时监控。1台工控机时安装的开发狗，它既是工程师站又是操作站，机组除渣控制系统采用该模式；2台工控机其中一台为运行主控器，另一台为工程师开发机。当一台出现故障时，另一台依然保证运行人员操作，保证系统可靠连续运行，工控机监控软件采用wonderware的intouch软件，plc开发组态软件是modsoft2.6，操作系统是windows 98/95，采用modbus plus通讯协议，以rs485电气接口连接plc的控制器cpu卡件，另配打印机组成一个监控系统，作为运行人员监控之用。

　　远程站与本地站之间采用与modbus plus相同网络技术，称为quantuam分布式i/o通信技术，单介质为单路同轴电缆，即140crp与140cra之间只有一路通讯线。当该通讯线路故障时，控制系统将失去监控功能。所以保证该系统i/o网通信功能显得尤为重要。

3 应用软件

　　3.1 监控软件intouch

　　宝二公司的辅助系统plc控制系统监控软件采用wonderware公司的intouch软件，早期的intouch5.x软件是非汉化版本，只能在win 95/98及以下系统安装，其软件包带的软件狗具有通用性。现在的intouch8.x软件是汉化版本，安装于win2000/nt以上系统，主其软件包带的软件狗不具有通用性，只能一狗对应一套软件。intouch主要特性：它是基于多任务，多平台，实时性好，开放性好的集成软件包。软件中包含了大量强大的图形化工具允许用户能够快速直观地建立面向过程的实时窗口，使用户能够快速简单地开启系统，而且提供了工业界强大的功能，包括实时过程的监视和监督控制，报警和报警管理，历史趋势，统计过程控制，基于用户的安全系统，方便的系统扩展，网络通讯等。而且数据可以很方便地在网络上共享。intouch提供了数据管理库的输入、输出功能，可以把tag信息输出到excel工具中，可以在excel中方便地完成繁琐的tag点定义设置工作，再从excel回输到数据库中来等等intouch包括两个全集成的环境，组态环境和运行环境，它提供了开发和显示的画面，生成报表和vba语言程序，并与实时数据交互工作，组态不仅提供了所有图形，文本，数据。动态和趋势图形工具，通过这些工具生成容易操作和理解的画面，在运行和组态环境之间可快速完成测试对画面的修改，同时保持实时报警和数据采集。

　　在当时windows98环境条件下，为了确保intouch的正常运行，在安装windows98后必须从软驱中安装modsoft2.6和intouch5.0的版本的文件。如果现在恢复win98下的控制系统也必须依靠软驱中安装。intouch在用户新建工程必须作以下步骤：

　　(1)数据库及设备驱动的配置：intouch软件提供与plc等硬件设备的接口协议，可将数据从寄存器中读出(tag名对应plc硬件地址)。modicon的sa85卡设备驱动程序采用modiconmodbusplus技术(实质是rs485串口驱动程序)。数据库可从驱动程序映射表中检索数据，处理过程数据(包括指令)等。

　　(2) 应用程序的配置：intouch最重要的功能是为用户提供了可视化的窗口进行过程信息处理。intouch在用户屏幕上提供的图形化过程信息，包括原始数据、计算数据、报警、变量字符串、点信息、趋势报警或变量状态。图形应用程序的核心是从数据库访问信息。为了直接显示数据，图形应用程序提供了多样性的链接方式，链接可以有多种格式及配置的灵活选择，对系统或过程数据进行显示。操作人员使用链接也能向数据库写数据。

　　(3) 报警的配置：本系统默认可容纳的最多报警数为200条。

　　(4) 声音报警的实现：

　　intouch系统本身系统的声音报警设置，在系统组态环境中选择enablehotn启动报警功能，当有报警产生时系统发出报警声音。

　　语音提示报警的设计：因为intouch没有播放声音的函数，必须引用winapi函数，播放3d.wav文件。

　　两种类型的报警实现：

　　一是用基于事件的调度来实现，当系统没有确认报警数增加时则设置进行长声音报警。二是语音报警：对于极其重要的点采用语音提示，采用逐点检测的方式，用基于事件的调度来实现，若当该点报警状态变为hihi、lolo或comm这三种类型时，则播放相对应的语音文件进行提示。

　　(5)建立报表及打印功能：根据电厂提供的报表首先用excel建立样板文件，按各报表和具体情况，用基于时间的调度程序来实现报表的自动抄表功能。

　　(6) 趋势图：系统中共有两种形式的趋势图：

　　总趋势图：可以在一下拉列表柜中选择本系统中想要查看的点，同时进行和历史趋势的查看，并能对实时趋势的时间间隔，历史趋势的起止时间和时间间隔分别进行调整，在同一图表中可能同时查看多个点的趋势曲线，能方便地进行增点与减点的操作。

　　实时弹出趋势图：在图片的初始化时，我们将作为参数带入的节点设置为当前节点，以便显示其趋势曲线，在监控流程画面上点击相应设备时弹出的当前点的实时趋势图。

　　(7)报警一览表：在报警一览表中可进行确认单个报警、删除单个报警，确认所有报警、删除所有报警的功能，当从某一画面打开报警一览表时，只显示与本画面有关的报警，实现方式：在配置模式下，双击报警一览表中的报警汇总控件，在filter表单中设置过滤条件，即需查看的相应报警区，为了实现显示报警的监控流程图画面的功能，在添加数据点时，须在报警扩展字段中填写相应的监控画面图的图形名称，此功能才能实现。

　　3.2 编程软件modsoft/concept

　　modicon公司早期的plc编程软件是modsoft2.x系列，是非汉化版，必须用软驱安装，安装于win98以下系统，其实质运行环境就是dos6.x系列操作系统，对于现在恢复系统工作比较困难。

　　在dos6.x系列操作系统下编程和组态很不方便。现在modicon公司推出了plc编程软件是concept系列，完全用图形化界面进行各项组态和编程工作。宝二发电公司现化学处理控制系统应用concept系列，其余部分都用modsoft2.x系列。无论是concept或者modsoft2.x其基本功能是一致的，核心部分相同。

　　concept和modsoft2.x的指导原则基本一样，此处主要以concept介绍功能。plc系统配置程序以及所有编辑器都具有相同的外观和感觉。配置的大多数步骤，尤其是程序创建，都是在不依赖于要编程的plc的情况下设计的。整个程序被分成与逻辑结构相对应的若干区段。配置工具允许对象( 例如功能块、步以及转移)被轻易地以图形形式选定、放置或移动。在对象放置过程中，可行性测试已经在sfc(顺序功能图/顺序语言)编辑器中发生，因为对象之间的大部分连接都是在放置的过程中自动生成的。硬件组态(例如cpu、程序内存、输入/输出单元等)可以在程序创建之前、之中或之后进行。配置任务可以以在线(连接到plc)和本地(只在pc上)两种方式进行。配置接受concept检测，并且只使用有效的组合。这样就避免了配置错误。在在线模式中，配置好的硬件会立即测试有效性，而输入错误将被排除。

　　在concept中项目的创建有7 个主要步骤：

　　(1) 启动concept并开始一个新的项目；

　　(2) 配置 plc，设定硬件配置；

　　(3) 创建用户程序，创建程序新的区段。

　　(4) 保存项目。

　　(5) 载入并测试项目，在pc和plc之间创建链接。将项目下载到plc中并启动。用在线测试功能来测试程序。现在修改删除程序中的任何错误，将修改过的部分下载到plc 中。

　　(6) 优化及分离，建议优化程序存储容量并将优化过的程序重新加载到plc中。在成功的加载、测试和优化以后，您可以将pc从plc上断线。程序将离线运行。

　　(7) 创建一套所建项目的完整文档，为工程项目日后维护、修改提供资料。

4 应用中出现的问题及解决

　　通过8年连续运行，plc控制系统工作一直比较稳定。据统计，在plc控制系统的故障中，cpu的故障率0%，网络通讯故障率2%，plc底板故障率1%，i/o板故障率15%，传感器及开关故障率占45%，执行装置占30%，接地方面故障占3%，工控机故障率5%。运行中出现问题就地设备故障率98%，软件出现问题故障率2%。根据上述故障分析，我们针对性对执行设备(在温度高的石子煤系统气动执行器，在湿度较大的精处理系统电动执行器)进行治理改造；对一些性能较差的阀门开关、操作按钮、传感器改型改造，减少了传感元件故障对程序控制的正常运行，对控制系统线路核查整理减少线路接地现象，对除灰除渣等室外设备进行加装防雨措施，减少了接地或短路而使卡件损坏故障；利用停机时间对工控机进行清灰，更换工控机风扇，减少了工控机的故障，现在plc控制系统整体工作状况良好。系统经过一段时间运行后，发现了一些软件编程缺陷：比如部分“成组、连锁”运行条件与现场设备条件不一致，使得运行人员操作总是用“单步”操作；也有些监控画面显示出现问题：

　　如就地设备与crt设备不对应；

　　就地设备运行状态与crt显示设备状态不对应；

　　部分“步序”画面不刷新。经过对这些问题分析，分别对modsoft中逻辑、intouch中设置和mbplus组态设置重新处理，现在软件出现问题基本都已经处理正常。