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纯低温余热发电工程自控系统

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更新时间：2022-11-10 14:48:07浏览次数：145次

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杭州昊源电子有限公司

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产品简介

本技术方案是以我公司承担的同类系统建设经验为基础，结合国内外自动化设备的*技术和发展趋势进行编制的

详细介绍

本技术方案是以我公司承担的同类系统建设经验为基础，结合国内外自动化设备的*技术和发展趋势进行编制的。同时，考虑到国内水泥企业及余热发电实际情况，在跟踪技术的前提下保持了符合国情的适度*性，从而获得性能价格比，并且能够保证成功地实施：

采用三层网络结构：设备主干网（高速工业以太网10/100Mbps ）、现场总线PROFIBUS-DP (12Mbps)。通过三层网络实现监控系统、控制器、工程师站和现场设备的连接。
监控系统采用单用户结构，各个操作站和工程师站处于同一平台上，相互备用，可相互替代。
控制器采用S7－400 系列的高可靠性处理器单元。统一标准，通讯、组态、编程方便可靠。

1.系统特点
本方案采用西门子S7-412 2DP高可靠性系列自动化系统,其控制过程具备如下特点：

开放的网络结构与OPC标准
灵活、多样的系统可扩展能力，同时系统可实现真正的在线扩展。
所有模板及现场设备都具备自诊断功能，便于维护管理
系统可以在线进行编程修改。

2. 硬件说明
SIEMENS S7系列产品功能强大，配置灵活，有如下突出特点：
● 高速: 在程序执行方面，极短的指令执行时间使S7-400在竞争中脱颖而出。
●坚固: 即使在恶劣、不稳定的工业环境下，全封闭的模板依然可正常工作；无风扇操作降低了安装费用；在运行过程中，模板可插拔。
●功能完善、强大: 允许多CPU配置，功能更强、速度更快。同时，配有品种齐全的功能模板，充分满足用户各种类型的现场需求。
●强通讯能力:分布式的内部总线允许在CPU与I/O间进行非常快的通讯，DP总线与输入/输出模板进行数据交换,总线将大量数据传送到功能模板和通讯模板,同时DP总线可以和远在现场的PLC设备或I/O设备方便的进行通讯。
a)总则

系统硬件为当前所应用的*可靠的系统，使用以微处理器为基础的分散型的硬件，应用广泛可靠。
系统内所有模件均应采用低散热量的固态电路，并为标准化、模件化和插入式结构。
模件的插拔导轨和联锁，以免造成损坏或引起故障。I/O模件的编址不受在机柜内的插槽位置所影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都能执行其功能。
所有模件能带电插拔而不损坏，且不会影响其它模件正常工作。并带有故障自诊断、LED显示、报警、能参与编程和故障输出状态的设置。
所有设备能够在不再采取任何特殊预防措施的情况下（空调、除尘、电磁干扰等）高度可靠地运行，安装于生产现场的过程控制模件、设备应具有足够的防护等级和有效的保护措施，以保证在恶劣的现场环境下正常地工作。

b).硬件技术指标

采用德国、国际西门子PLC、研华工业控制计算机等产品。
主站和扩展i/o的通讯通过专用的PROFIBUS-DP智能总线卡，保证传输速率不小于1.5m，使各i/o站和主站之间运行可靠、实时通讯。
能完成工艺生产过程的各种参数的采集、处理，过程回路控制等。
系统具备丰富的功能模块，能完成一些计算和特殊功能。
具有提供生产控制所需的各种功能软件包；
能接受来自控制室操作站发出的命令，完成相应的控制功能。
具有自诊断功能和在线/离线组态功能
所有模板均应通过机构的安全认证，包括ul、ce标准。系统硬件能在温度0-60摄氏度、湿度无冷凝0-95%范围连续可靠地运行。
所有I/O模板的平均时间（mtbf）均大于20万小时，以保证系统的高可靠性。
任何模板包括电源、cpu、通讯和i/o模板外型尺寸相同、均可安装在底板的任意槽位，增强系统配置的灵活性，主站i/o和扩展i/o站的模板应采用相同型号电源模板、i/o模板等。
所有模板上有集中的数字形式led显示单元，能够方便并实时地显示模板的运行和故障状态及i/o信号的状态。
电源模板通过底板向其他模板提供工作电源，避免采用不可靠的硬线连接。
cpu模板应采用英特尔公司的工业型处理器芯片，能够进行大量的定点和浮点运算，具有pid调节和其他过程控制功能，并且，当电源掉电恢复后，处理器应不需人工干预而自动重新启动。并且cpu的内置固件可由用户简单地通过flash进行软件升级，减少未来扩展的投资水平。

c).硬件技术参数

cpu模板：

intel芯片 ≥80486 80mhz
flash内存 ≥1m
数字量处理器容量≥65536
寄存器容量 ≥57k
程序扫描速度 ≥0.1m/s
集成通讯端口 iec标准总线端口
后备电池安装在模板上，后备电池寿命至少2年

数字量输入模板：

通道数：32点
输入信号电压：24v Dc
隔离方式：每组单点隔离，输入点和输入点之间的隔离耐压不小于500VAC，持续1分钟；

数字量输出模板：

通道数：32点
输出信号电压： 24V DC输出
输出负载：每点不小于2A

模拟量输入模板：

通道数：8点
输入信号：4-20ma差分输入方式；
分辨率：≥12位
对地隔离电压：≥1500v/min
输入阻抗为250Ω，系统应提供4～20mA二线制变送器的直流24V电源
具有断线故障检测功能
数据交换功能

3、方案说明
硬件配置基础:

类别	点数	模块数
AI 8X4-20MA 4线制/2线制通用	按需配置	按需配置
AI 8XRTD	按需配置	按需配置
AO 4X4-40MA	按需配置	按需配置
DI 32X24VDC	按需配置	按需配置
DO 32X24VDC	按需配置	按需配置
实际点数合计	按需配置	按需配置

a.控制室操作站
提供的人机接口包括操作员站（2台）、工程师站（1台）,软件采用西门子配套软件WINCC，系统采用的是汉化的 64K 变量 WinCC.。 WinCC 是西门子公司在自动化领域采用的技术、与微软公司共同开发的、居于地位的工控软件。 WinCC 即 WINDOWS _ CONTROL _ CERTER （视窗控制中心）。

系统配置图
WinCC 是一个强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控应用，也可以用来完成复杂的应用。在任何情况下 WinCC 都可以生成漂亮而便捷的人机对话接口，使操作员能够清晰地管理和优化生产过程。

基本配置

(计算机配置按供货时市场配置为准，但不低于以下要求)

Dell OptiPlex GX270高性能计算机；
CPU：P4 3.0GHz或以上，主板800MHz FSB 或以上；
内存：512MB(2*256)，DDR 内存；
硬盘：80GB，7200转/分钟 EIDE接口；
内置驱动器：48xCD-R ， 1.44MB软驱；
监视器： 19寸LCD高亮彩色显示器，1600X1200，65535种颜色
网卡：10/100M自适应（双网卡）；
键盘，光电鼠标等外设；
操作系统：Windows NT/2000 中文版；

基本功能

每台操作站（OS）均能对整个工艺线进行监视和操作；
具备对整个系统的硬件及网络监测和故障诊断的功能：当系统卡件或网络出现故障时，能及时报警及显示详细位置；
用户定义动态工艺流程图>300幅；
每台操作站（OS）动态标签数≥1000点；
趋势曲线，历史曲线记录功能，趋势曲线总数>1000条；
趋势曲线扫描周期为1分钟间隔，24小时趋势曲线大于64条；
具有生产报告、事件报告、报警报告等；
画面切换或刷新时间＜1秒，（包括动态和静态数据）；
对于手动操作：从键盘发出命令到过程反馈到流程图上显示＜2秒；
每个操作员站可互相备用，单台操作员站均能独立监控整个生产过程，在操作组内应有对马达组启动/停止、单机启动/停止、事故紧急停车等软手操功能，可完成在线/离线组态或参数修改；
操作员站对全厂生产的运行数据进行处理、储存和管理，以分级显示的形式反映工厂的运行状况。分级显示的画面一般有总貌显示，组显示，单回路细目显示，历史趋势显示，在线流程图画面显示，报警显示等。操作人员通过键盘，根据工艺操作要求调用所需显示的画面，控制现场设备。

激光打印机

A4幅面；
分辨率1200×1200dpi/A3/22ppm(A4)/11ppm(A4)/黑白/。

彩色打印机

A4幅面；
最少应有8种颜色；
分辩率为95点/CM；
复印时间为70～90S/张。

b、工程师编程站
方案配置两套工程师站，分别配备WINCC RC及STEP7、PDM，以完成HMI维护组态、控制站及现场仪表的参数组态维护工作。
功能如下

工程师站用于程序开发、系统诊断和维护、控制系统组态、数据库和画面的编辑及修改。
具备在线调试和在线下装的功能，能实现在线修改和刷新程序；
提供离线编程、组态、仿真调试程序；
具备对整个系统的硬件及网络监测和故障诊断的功能：当系统卡件或网络出现故障时，应能及时报警及显示详细位置；
能通过通讯总线调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可使需方人员将组态数据从工程师站下载到各分散处理单元和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统应能自动地刷新其内存。
工程师站可设置软件保护密码，以防一般人员擅自改变控制策略、应用程序和系统数据库。
提供的编程语言STEP75.3满足IEC-1131，编程语言应包括：梯形图、顺序功能块图、功能块图、结构化文本、指令表等，并可自定义功能块和数据结构。
工程师站上能调出任一已定义的系统显示画面。在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均应能通过数据高速公路加载到操作员站。并可完成全部操作员站功能。
工程师站能通过通讯总线调出系统内任一分散处理单元的系统组态信息和有关数据，还可使需方人员将组态数据从工程师站下载到各分散处理单元和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统应能自动地刷新其内存。

4、电源与接地
a、系统配置在线式不间断电源供电,负荷10KVA，满负荷带电时间30分。

输入电压：180-230V AC 50HZ。
输出电压：220V AC 50HZ。
电压稳定度： <±1%。
谐波失真度：< 2%（线性满载）。
超载能力：105%-125% 维持2分钟以上,150% 维持20 秒以上。
电池：全密封、免维护铅酸蓄电池，长寿命电解液。
转换时间：小于2毫秒。
旁路：手动和自动旁路。
电池快速充电。
工作环境： 0 OC — 40OC
不间断电源屏尺寸：2200×800×1000（H×W×D）。

b、系统配置单独的接地系统,PLC机柜内信号地和电器地分开分别接到各自的接地母排上,现场联到专门的接地系统。

PLC系统对接地电阻的要求不大于4欧姆。

5、控制柜配置：
根据实际需要，系统配置2台控制柜，不单独设置电源柜、继电器柜：

)控制柜采用标准工业用PS机柜。柜内加照明、强制通风、防尘装置。
)柜内电气元件全部采用国产公司产品。
)柜内所有端子采用菲尼克斯弹簧端子(不小于2.5mm2)。
)无源干接点数字量输入信号每路电源输出端加保险端子。
)提供两线制变送器24VDC电源。电源选用西门子开关电源。
)为现场两线制仪表提供24V电源的接线端子采用菲尼克斯带保险、指示灯的弹簧端子。
)DO输出全部通过中间继电器隔离。中间继电器选用欧姆龙带指示灯继电器
)柜内配线标识清晰。柜底部预留电缆固定装置。

6、　技术服务及进度安排
1) 、概述
我公司将提供完整的技术服务。技术服务包括项目服务与现场服务。项目服务有项目管理、文件资料提供、工厂测试与出厂验收、培训服务、指导安装等。现场服务包括到货开箱检查、系统通电、联调试运和装置投运等。
2) 、工程会议

工程会议的准备

在双方确认合同生效之后，我方将着手准备工程会议文件，如准备初步的系统硬件设计，包括机柜布置，电源以及环境要求等，并向工程公司提供系统设计参考资料，包括硬件/软件使用手册和组态指南，以及技术参考资料等。
（2）工程会议的主要议题
我方将简介系统功能，澄清系统硬件、软件的技术细节，例如I/O接口电路图，趋势曲线的操作等。确认可能出现的小修改。
讨论我方提供的硬件设计方案，包括I/O接线端子布置，机柜布置，操作站布置等。
3) 、软件组态培训
软件组态培训，由我公司高级工程师主讲。
培训前我方向用户提供主讲人员履历，由用户对主讲人员进行资格确认。
保证技术人员地掌握使用及维护技术，以达到地使用本系统。
4) 、维护培训
我方对用户维护人员将进行具有正式培训课程的维护培训，具体事宜合同签订后双方商议。
保证维护人员地掌握使用及维护技术，以达到地使用本系统。
5) 、项目进度
合同签约后，在条件会上由我方与用户共同制定本项目培训时间安排、组态时间安排、到货时间、投用时间。
6) 、工厂测试与出厂验收（FAT）
在系统制造、组装完成之后，验收测试之前，我方将提交一套标准验收程序及测试文件，由双方确认。系统出厂验收由双方技术人员共同执行，在组装地进行，用户派人参加。出厂验收将对系统的全部组件及成套部分的安装、接线、标识、功能进行测试，建立完整的功能测试报告。用户在出厂验收时将验证30%的I/O卡件测试，对I/O卡每卡至少验证1点。出厂验收文件由双方代表共同签署。
验收时间及人数将由双方确定。
7) 、开箱验收
设备到现场后，我方将派的工程师到现场与用户共同开箱验收，确认装箱单和设备完好情况；检查所到设备与招标技术要求书的符合情况及完整性；检查文件资料的完整性。系统最终验收文件由双方代表共同签署。
8) 、现场验收（SAT）
最终系统测试结果达到系统规格及技术附件的各项要求后，由双方签字确认，作为系统最终验收文件。生产装置投运正常后，对FCS再进行72小时的考核。至此，FCS的验收结束。我方将整个系统及资料图纸移交用户。并双方签字。
9)、现场技术服务
10)、安装指导：我方将派的工程师作现场安装指导。
11)、系统通电：整个系统在现场安装、接线完毕后，我方将派的工程师到现场进行通电前的系统安装、接线、电源及接地等情况检查确认，然后进行系统通电、系统启动。
12)、 联调试运：装置开车前，我方将派的工程师，到现场与用户对系统与工艺过程进行联调试运，使系统各部分处于正常工作状态。并同时进行现场验收。
13)、 系统投运：装置开工期间，我方将派的工程师到现场，使系统投入运行并保证开工期间系统工作正常，同时考核FCS的运行情况。
14)、质量保证
质量保证期：系统验收合格后一年或货到现场后18个月，二者之中以先到期者为准。
15)、售后服务及技术支持
保修
在系统投运12个月内，如我方提供的系统和成套时我方提供的设备有任何质量或功能问题，我方免费维修、调整或更换。
备件支持
为保证系统99.9%以上的可利用率，我公司备有部分备件并保证的可供应期。
维护能力
我公司有经验技术人员，需要时24小时可赶往现场。
硬件/软件更新
我方提供的系统的硬件、软件为版本，并在系统移交后两年之内免费更新系统软件版本。
我方承诺：
我方将一如既往地提供最周到、最迅速的技术支持与维修支持，保证在接到通知后立刻地、无时间差地进行响应：
——不分昼夜，提供２４小时电话支持；
——必需时，一边提供电话支持，一边派人携带必需设备及工具前往；
——必需时，我公司库存备件可以在时间发出或派人送去；
——至少每年一次到用户现场进行设备状况检查，与用户维护人员进行技术交流，以保证维护人员维护技术水平保持在水平。
——在我公司技术人员、买方技术人员共同努力下，使本系统达到使用。

7、系统设计参考资料
文件资料
合同签订后，根据不同时间进度，依据用户要求交付时间，我方提供原文版英文资料 2 份，中文资料 2份，每一项资料在发出时都带有首页，并说明资料的名称和数量。
·操作台和机柜布置图
·机柜、机架详细尺寸图
·系统供电及接地图
·系统内部电缆接线图
·输入输出卡件及接线端子布置图
·最终系统配置图
·所有机柜内设备的接线图
·现场准备和安装指导图
·操作员手册
·工程师手册
·系统维护手册
·订货单规定的所有供货项目的详细清单
·所有卡件等的详细规格清单
·出厂验收测试程序
·双方签字的出厂验收测试记录
·喷涂的颜色及规格说明
·所有系统软件及程序的媒体和使用说明