2022年西门子自动化产品在电站暖通自控系统中应用与分析研究.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 西门子自动化产品在电站暖通自控系统中的应用与争论周虹伯华电青岛发电有限公司摘要： 介绍了西门子自动化产品在电站暖通自控系统中的应用与争论；可编程掌握器不仅用于对现场外表的数据采集和处理,仍用来完成对现场自动化设备的掌握；此外,工控组态软件作为一种标准的人机界面被应用于监控工业生产的动态过程；关于本系统中软硬件及网络通讯的执行情形将在文中作进一步的具体阐述；关键词： 暖通 可编程掌握器组态 通讯 Application and Research of SIEMENS Automation Products in the Automatic Con

2、trol Systemfor HVAC of Power StationZhou Hongbo Abstract: In this paper, we discuss the application and researchof SIEMENS automation products in the automatic control system for HVAC of power station.The PLC can not only collect and deal with the data of the local instrument, but also complete the

3、function of controlling the local automation devices. In addition, the industrial configuration software with a standard Human man-Machine Interface is used to monitor the dynamical industrial process. The software and hardware in this system and the network communication working condition will be f

4、urther explained in this article.Keywords: HVAC PLC configurationcommunication1 引言产工程建设工作；两台机组分别于2005 年 112004 年,青岛市全面启动了“ 生态城市” 建设步伐,将加快能源结构调整,大力推广清洁能源以及掌握燃煤含硫量,实施集中供热规划,作为“ 重中之重” 扎实推动；华电青岛发电有限公司充分利用自身作为青岛市电源和热源月与 2006 年 7 月顺当投产发电；作为热电联产机组帮助掌握系统的重要组成部分暖通掌握系统,是涉及机组各区域供热、制冷、通风以及消防的主要掌握中枢,也是机组安全稳固运行的重

5、要保证；该系统的支撑点的优势,积极开展了2300 MW 热电联提前投运,为机组的按时投产奠定了坚实的基1 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 础；行安全、节能和便利；依据生产工艺设计要2 暖通自动掌握系统介绍求,暖通自控系统采纳典型的两级监控方式；2.1 工艺设计要求上位机以标准的工业掌握运算机IPC 作为主该暖通自控系统是两台热电联产机组的公要的人机界面 HMI ,为生产治理级,完成对用系统,主要包括集控楼、主厂房各区域的下位机的监控、生产操作治理等,主要面对操HVACheat ventilation air

6、 conditioner 系统 ；作人员；下位机由可编程掌握器PLC 构成,集控楼HVAC系统由集控楼12.6 m,8.0 m,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过0.0 m 层通风空调系统构成,主厂房HVAC系程掌握等,面对生产过程；统由汽机房通风系统、发电机励磁机柜小室降2.2 掌握系统选型及特点温通风系统、蓄电池室降温通风系统、380 V 为了满意上面提到的暖通自控系统工艺设配电装置室及直流配电间通风系统、6 kV 配电 计要求,对于掌握中心我们选用了西门子公司装置室通风系统、热控电气室通风系统及采暖 SIMATIC S7-300 可编程掌握器 PLC 和研华公加热系统构成；整个通风

7、、空调系统通过布置司 IPC-610 工控机 IPC 构成的自控系统；对于在集控楼 12.6 m 层内的暖通掌握室进行集中监 屋顶式空调机、风冷柜式空调机、采暖加热系控；主要现场设备有风冷屋顶式空调机组、风 统等设备掌握均采纳了西门子可编程掌握系列冷式冷水机组、柜式空调机组、采暖加热装 产 品 , 如 SIMATIC S7-200 , SICLIMAT 置、消防掌握中心及各类阀门、风机、一次元SAPHIR ACX 32.000 ；这样使整个系统的全部件等；硬 件 都 基 于 了 统 一 的 硬 件 平 台 ； 同 时 , 由暖 通 自 动 监 控 是 采 用 以 可 编 程 控 制 器 STE

8、P 7 , STEP 7-Mirco/ WIN32 , WinCC ,PLC 技 术 为 基 础 的 控 制 系 统 , 由 中 央 控 制 SIMATIC NET PC-Software,PC ACCESS 等编站、数据通讯网络、设备级掌握器及就地传感器组成；自动掌握系统具有监控、编程和数据程、组态及通讯软件构成统一的软件平台；通过构建上述统一的软硬件平台最终实现暖通自处理等功能,其设计原就是使通风空调系统运 控系统的各项功能；2 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作为自动化和驱动领域的世界先驱西门子品 为

9、 ： 1 ） 工 业 控 制 计 算 机IPC ：自动化与驱动集团 A&D ,凭借其对自动化领 ADVANTECH IPC-610,Pentium 2.8GHz 处域的充分懂得和前瞻性的思路,为各行业供应 理器, 512Mb 内存, 80Gb 硬盘, 2 台； 2）电了创新与高效的产品及解决方案；在当前先进 源模块 PS ：PS 307,电源模块 1 块； 3）中的掌握系统产品中,西门子自动化的可编程控 央处理单元 CPU ： CPU 314 , 24V 供电,制器技术已相当成熟,而且从硬件的牢靠性、64KB 工作内存, DI/DO 最大 1024 点, AI/AO稳固性及软件的易操作性等各方

10、面综合评定,最大 256 点； 4）通讯处理器 CP ： CP343-1, 也符合暖通自控系统的各项要求；SIMATIC S7 工业以太网通讯处理器 1 块； 5 ）接口模 块系列掌握器采纳模块化结构、适合密集安装,IM ： IM 360,主机架）接口模块 1 块； IM 模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进 361, ： SM 321 ,数字量输入模块 7 块, SM 安装电源、CPU 、 I/O 模板、通信处理器等模 322,数字量输出模块 4 块, SM 331,模拟量块,并且可以通过接口模块实现多个机架的扩 输入模块 16 块, SM 332,模拟量输出模块 1展工作方式；更为我们

11、所需要的是 SIMATIC 块 ； 7 ） PCI 通 讯 处 理 器 CP , CP5611 ,S7 系列掌握器内置或可扩展不同通讯接口,提 PROFIBUS/MPI 通讯处理器 1 块, CP1613 ,工供多种通讯方式挑选,可构成不同要求的工业 业以太网通讯处理器 1 块；通讯网络；通过运算处理、网络数据共享等技 掌握中心 SIMATIC S7-300 可编程掌握器术手段的运用,最终使掌握系统将参数监测、硬件配置图,如图 1 所示；程序掌握、显示报警、监控治理等融为一体,实现系统的集中治理,以满意系统运行现代化的要求；2.3 掌握系统硬件配置依据要求本系统掌握中心所选用的硬件产3 / 8

12、 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 统接收过程运算机PCS和操作人员通过HMI 输入的数据进行处理,处理后再将过程数据信息、机组状态信息和各种测量值以符号、数值、曲线、图表及历史记录的形式在 HMI 画面上显示；最终实现了在 HMI 操作站 是一个集成的人机界面HMI 和监控管理系统,它是西门子公司在过程自动化领域中的先进技术和微软公司强大软件功能相结合的备,即弹出该设备操作器；从操作器上对单体设备进行掌握方式切换及启停操作,同时显示产物； HMI人机 界面 系统作为基础自动化系统的重要组成部设备状态、故障等信息；操

13、作器有手动和自动分,用于掌握系统的各种数据设定、显示、故障报警,以及相应 操作和设备的在线调试及爱护,发挥着越来越重要的作用；暖通两种工作方式,在设备安装调试阶段一般用手掌握HMI系统信息以友好方式与用户交互；通过自动化掌握系4 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 动操作方式,进入正常运行经常用自动方式,同通讯要求,目前有多种通信网络及国际标准以实现对一些重要的模拟量数据的精确掌握,可 供 我 们 选 择 ,主 要 有 Industrial 自动调剂程序由 PID 闭环掌握回路完成；EthernetIEEE 8

14、02-3 802.3u、 PROFIBUS 4）报警记录；对于如温度、湿度、压力、IEC 61158/ EN50170 、 AS-iEN 50295 、流量等一些重要的模拟量输入参数进行实时报 EIBEN50090 ,ANSI EIA 776、MPI 及 Point-警,当处于监控下的任何一个变量超出预先设 to-point connections 等；本系统中掌握中心、定的安全值时,报警音就会立刻响起,同时通过报警一览表对话框可以检查报警超出的范畴风冷屋顶式空调机、风冷柜式空调机及采暖加热系统均采纳了西门子可编程掌握系列产品,以及报警的出处,并对此实行相应的措施；此 并通过数据通讯接口输出

15、/输入数据；依据系统外,防火阀关状态、排烟阀开状态等各类开关 网络通讯接口特点和网络通讯距离要求,我们量参数以及各区域消防和排烟的实时报警、确 采 用 了 Industrial Ethernet 工 业 以 太 网 ） 和认、查询等功能也在此实现；5）实时与历史趋势；在此画面中除了实时显示相关变量的变化趋势,操作员仍可成组PROFIBUS 奠定基础；通信质量以及敏捷的拓扑结构；在系统中我们4 系统功能 1）掌握中心数据采集功能；上位机将各可编程掌握器中传分 别 将6台SIMATIC S7-200 PLC的出的数据信息直接采集,通过软件功能将信号以文字、图像、报表等方式形成人机界面；使操作人员通

16、过此界面进行监控操作；PROFIBUS DP 模块 EM277 连接于 PROFIBUS 网 络 中 , 同 时 将 用 于 工 控 机 的 通 讯 处 理 器2）掌握中心掌握信号发送功能；掌握信号由上位机经通讯 模块送入各掌握器,由掌握器来实现各掌握指令,完成对现场设 备的各种操作；3）掌握中心监控及集中治理功能；在上位机的监控画面上CP5611与PROFIBUS总 线 连 接 , 构 成 以点击相关掌握设备均可对其进行掌握,对相关参数及设备运行状 态实现实时显示和历史记录并形成报表；PROFIBUS总 线 电 缆 为 通 讯 介 质 , 以4）系统调剂掌握功能；依据夏季、冬季工况对送、回风

17、PROFIBUS总线接头为连接器、以PROFIBUS 温湿度的不同要求对送、回风调剂阀进行调剂掌握；DP 为数据通讯协议的PROFIBUS网络；5）系统联锁掌握功能；互为备用屋顶式空调机组根当前掌握系统的趋势之一就是网络化,控制系统内部采纳网络技术,掌握系统与掌握系统之间也通过网络连接,组成更大的系统,在据机组累计运行时间进行联锁切换掌握；汽机房 各屋顶风机依据B 排柱区域室内温度是过程掌握业中的新其平均值）进行联锁启停掌握；当消防掌握系统发出火灾信号时,掌握系统将停止该通风空兴标准,它的显现为基于Windows 的应用程序和现场过程掌握应用建立了桥梁,为工业自动调系统运行；室内排烟掌握中事故

18、排风机设有与排化软件面对对象的开发供应了统一的标准；在烟挡板联动掌握功能,当消防掌握系统发出某6 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 房间事故排风指令时,掌握系统将打开相应房间排烟 排风）管上的全自动防火阀,相应房间事故排风机投入运行 其他系统设备均停止运行）；通过上述掌握功能的实现,最终完成对整个系统的次序、调剂及联锁爱护等掌握；5 结论本文争论了基于西门子自动化系列产品的暖通自控系统的设计与实现,充分发挥了该系列产品配置敏捷、掌握牢靠、编程便利及可现场调试的优点,为进一步提高整个系统牢靠性我们选用了西门子相

19、应的传感器及电动执行机构等现场设备,从而全面解决了相关系统接口及现场通讯问题；2006 年 5 月,该系统全面投入试运,7 月与机组一起正式投入运行；在实际应用中 ,该系统运行成效良好,具有较高的自动化水平,实现了设计目标与要求,为机组的安全稳固运行供应了牢靠保证,为 2006 年青岛大热网的建设奠定了良好基础；该系统在同类工业自动化掌握系统中具有肯定代表性,系统中多种通讯方式的综合应用对于进一步推广实践也具有一定参考价值；7 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页