西門子S7-300軟冗余系統(tǒng)在垃圾處理自控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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1. 公司的業(yè)務(wù)范圍主要致力于國內(nèi)外環(huán)保產(chǎn)業(yè)的BOT 模式建設(shè)投資，主要包括城市生活垃圾（工業(yè)危險(xiǎn)廢物）焚燒發(fā)電廠、城市醫(yī)療垃圾、城市污水處理廠的投資建設(shè)，公司下屬電氣自控工程技術(shù)部，主要從事項(xiàng)目整套電氣和自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選型和編程調(diào)試工作；從“深圳市醫(yī)療廢物處置中心”項(xiàng)目設(shè)計(jì)使用S7-300軟冗余系統(tǒng)作為主控制系統(tǒng)；醫(yī)療垃圾處理項(xiàng)目作為我國近幾年來的重點(diǎn)項(xiàng)目，國家環(huán)?？偩址浅Ｖ匾暎瑢χ黧w設(shè)備和自控系統(tǒng)的要求也非常高。
2.本系統(tǒng)主要是通過檢測現(xiàn)場煙氣溫度和壓力，通過控制調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵以及加藥裝置的頻率和控制開關(guān)，從而達(dá)到控制煙氣溫度和含量的目的；通過西門子S7-300系列PLC通過采集和控制模塊對設(shè)備和現(xiàn)場儀表進(jìn)行采集和控制，并把信號通過底版總線與CPU處理器傳輸，由CPU處理器完成處理后，再通過以太網(wǎng)與工控機(jī)連接；本系統(tǒng)有兩套完全獨(dú)立的CPU處理系統(tǒng)，通過IM153-2 分別與遠(yuǎn)程的I/O模塊通過PROFIBUS總線通訊，當(dāng)一套發(fā)生故障時，備用系統(tǒng)自動投入運(yùn)行；
當(dāng)PLC把數(shù)據(jù)傳送到工控機(jī)后，通過組態(tài)軟件進(jìn)行編程和組態(tài)，把數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，并在屏幕上制作操作開關(guān)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；并同時自動把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OPC的數(shù)據(jù)傳輸格式，把需要顯示的數(shù)據(jù)傳送給模擬屏。
3.工廠外貌圖片
二、系統(tǒng)介紹
1. 項(xiàng)目簡單工藝主要針對城市醫(yī)療垃圾進(jìn)行處理，醫(yī)療垃圾收運(yùn)后運(yùn)到處置中心進(jìn)行焚燒處理，垃圾首先進(jìn)入焚燒爐和二燃室進(jìn)行配風(fēng)焚燒，焚燒后的煙氣通過鍋爐進(jìn)行降溫、除酸噴霧塔和布袋除塵器進(jìn)行除酸和除塵，然后通過35米煙囪直接排放；鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電或其它用途，本自控系統(tǒng)主要控制垃圾燃燒后產(chǎn)生的煙氣溫度和煙氣成本含量，保證減少二次污染。
2. 本項(xiàng)目主要使用西門子公司的SIMATIC S7-300系列PLC，模塊選型如下：
l 中央處理器模塊 CPU315-2DP 6ES7315-2AG10-0AB0 2塊，工作存儲器128KB；
l電源模塊6ES7307-1EA00-0AA0 2塊給CPU供電；
l 通訊模塊6GK7343-1EX20-0XE0 2塊與計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊并進(jìn)行兩個CPU之間的冗余通訊；
l 接口模塊6ES7153-2AA02-0XB0 2塊進(jìn)行PROFIBUS遠(yuǎn)程I/O通訊和系統(tǒng)冗余通訊；
l 電源模塊6EP1333-2AA00 2塊給ET200供電；
l DI數(shù)字量輸入模塊6ES7321-1BL00-0AA0 5塊 采集現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)及故障狀態(tài)；
l DO數(shù)字量輸出模塊6ES7322-1BL00-0AA0 3塊控制現(xiàn)場設(shè)備的啟停；
l AI模擬量輸入模塊6ES7331-7KF02-0AB0 2塊采集現(xiàn)場設(shè)備的壓力、流量、煙氣成分含量以及風(fēng)機(jī)和加藥泵的頻率信號；
l TC熱電偶輸入模塊6ES7331-7PF10-0AB02塊 采集1000度以上的煙氣和蒸汽溫度信號；
l RTD熱電阻輸入模塊6ES7331-7PF00-0AB02塊采集1000度以下的煙氣和蒸汽溫度信號
l AO模擬量輸出模塊6ES7332-5HF00-0AB02塊通過程序的PID自動調(diào)節(jié)控制風(fēng)機(jī)和加藥裝置的頻率；
三、控制系統(tǒng)構(gòu)成
1．本項(xiàng)目的硬件設(shè)備主要分為三個大部分：PLC部分、現(xiàn)場設(shè)備以及模擬屏部分，主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)涫浇Y(jié)構(gòu)，現(xiàn)場儀表和設(shè)備采集數(shù)據(jù)連接到PLC的輸入模塊、并接收PLC的命令對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)；PLC接收現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)并傳誦計(jì)算機(jī)下達(dá)的控制命令，并內(nèi)部通過強(qiáng)大的內(nèi)部運(yùn)算國內(nèi)進(jìn)行PID自動調(diào)節(jié)，具體組成和選型依據(jù)如下：
PLC 選用西門子的S7-300系列PLC，設(shè)計(jì)為軟冗余系統(tǒng)，PLC本體與遠(yuǎn)程I/O通訊為PROFIBUS 協(xié)議的串口通訊，PLC與計(jì)算機(jī)采用以太網(wǎng)，并以以太網(wǎng)作為冗余網(wǎng)絡(luò)；中控室計(jì)劃設(shè)計(jì)為兩臺工業(yè)計(jì)算機(jī)模擬屏等設(shè)備，與計(jì)算機(jī)的通訊采用RS232直接串口通訊，軟件選用WINCC.0組態(tài)軟件。
現(xiàn)場采集和顯示控制設(shè)備，基本選用國產(chǎn)元件，一般選用的測量1200度以上的溫度S分度熱電偶，1200度以下500度以上用S分度熱電偶，500度以下用PT100熱電阻測量，直接與相應(yīng)的PLC模塊連接，不需要任何的變送器元件；壓力選用壓力差壓變送器把壓力信號變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號送到AI模塊；電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過變頻器調(diào)節(jié)，頻率信號通過AI 模塊輸入，頻率的設(shè)定通過AO 模塊輸出4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行控制，啟?？刂仆ㄟ^DO模塊控制，設(shè)備狀態(tài)信號通過DI模塊輸入。
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