一、灰渣工藝流程

       煤燃燒后的粉煤灰經(jīng)電除塵收集通過其下各電場發(fā)送罐分?jǐn)?shù)個(gè)單元以內(nèi)旁通密相的形式氣力輸送至中儲灰?guī)旆执旨?xì)灰存儲，再根據(jù)需要決定是就地裝車還是氣力輸送至 1.8 公里外的粉煤灰碼頭裝船；煤燃燒后的底渣經(jīng)工業(yè)水混合制成渣漿，通過渣漿泵遠(yuǎn)程輸送至脫水倉，經(jīng)脫水排渣后可以裝車或是通過管式皮帶機(jī)送至渣碼頭裝船，分離出的水經(jīng)濃縮池沉淀處理后進(jìn)入工業(yè)水系統(tǒng)循環(huán)，總計(jì)納入控制的現(xiàn)場設(shè)備開關(guān)量 7000 余點(diǎn)，模擬量 280 余路。灰渣集控系統(tǒng)需要完成工藝流程中的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控和管理，提供真實(shí)可靠的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，故障信息的分析、比較、診斷和記錄，必要時(shí)予以聲光報(bào)警，并支持歷史查詢。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        系統(tǒng)使用了三套 GE Fanuc RX7i PLC，除灰控制使用雙機(jī)熱備一套，除渣控制使用雙機(jī)熱備一套，二級輸送控制使用單機(jī)一套。現(xiàn)場根據(jù)工藝要求設(shè)有 18 個(gè)現(xiàn)場控制站，按就近原則布置，根據(jù)實(shí)際 IO 點(diǎn)數(shù)分別配置有 1-4 個(gè)機(jī)架，使用 Genius 總線通訊。共設(shè) 9 臺上位機(jī)，配有 21" 大屏幕 LCD，其中 2 臺為冗余數(shù)據(jù)服務(wù)器——工程師站，安裝 Proficy HMI/SCADA CIMPLICITY 開發(fā)版，Proficy Logic Developer - Machine Edition，CIMPLICITY SQL–10 軟件實(shí)現(xiàn)編程、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、組態(tài)數(shù)據(jù)庫功能。另外再配置 Server Redundancy 以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器冗余功能。另有 6 臺為操作員
站，安裝 CIMPLICITY HMI 運(yùn)行版，從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，以降低 PLC CPU 的通訊負(fù)荷，另 1 臺上位機(jī)為二級輸送控制系統(tǒng)專用。共配有赫斯曼工業(yè)交換機(jī) 5 臺，通過百兆以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn) PLC 和上位機(jī)以及上位機(jī)間的互聯(lián)，并連接到 HP 激光打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)趨勢和報(bào)表的實(shí)時(shí)打印。

三、控制系統(tǒng)
      中央處理器采用 PACSystems RX7i，具有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)所要求的可靠性、運(yùn)算速度、處理能力、網(wǎng)絡(luò)通訊、控制功能、軟件組態(tài)方式等一系列基本功能，適合從中檔到高檔的各種應(yīng)用。它提供了最先進(jìn)的編程特性，易于組態(tài)便于安裝，CPU 具有強(qiáng)大的功能，如結(jié)構(gòu)化編程、中斷控制、間接尋址及各種功能模塊，能完成復(fù)雜的操作，擁有龐大的內(nèi)存、高帶寬能滿足各種重要的系統(tǒng)要求。
       IO 站采用 Field Control I/O，其分布式的 I/O 和控制器帶有模塊化邏輯控制功能，顯著提升系統(tǒng)速度和效率，模塊可帶電插拔、省配線、安裝費(fèi)用低、高通訊速率、高可靠性。唯一筆者覺得不大方便的是每個(gè) BIU 都需要使用專用編程器獨(dú)立下載一次，若有模塊更改還需重來一次，而這個(gè)編程器的使用之處似乎僅限于此，有些浪費(fèi)。

四、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
       控制器與分布式 I/O 之間采用雙 Genius 總線通訊（二級輸送部分由于實(shí)時(shí)性要求比較低采用單纜）。四期灰渣系統(tǒng)控制站由于進(jìn)度原因尚未啟用，待要接入時(shí)無需停機(jī)中止程序即可接入總線中。灰系統(tǒng)控制站數(shù)量較多，超出了每條 Genius 32 個(gè)站的要求，故在主機(jī)架中增加 2 塊BEM731 總線單元，組成星形網(wǎng)絡(luò)，這樣又增加了 32 個(gè)站，擴(kuò)展性非常好，并且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全符合現(xiàn)場總線的國
際標(biāo)準(zhǔn)。
       每臺工控機(jī)各配有兩塊千兆級以太網(wǎng)卡，各連到一臺赫斯曼工業(yè)交換機(jī)（帶光口），與 ETM 以太網(wǎng)模塊組成百兆雙以太網(wǎng)，從而保證服務(wù)器與 CPU 之間的所有數(shù)據(jù)信息交換在 ms 級完成。3 部分交換機(jī)之間通過光纜互聯(lián)，各上位機(jī)可以直接訪問各 CPU，實(shí)現(xiàn)了 3 個(gè)區(qū)域系統(tǒng)的一體化和數(shù)據(jù)的共享。并可以通過交換機(jī)向廠 SIS 系統(tǒng)發(fā)布相關(guān)畫面和數(shù)據(jù)，由于系統(tǒng)以擴(kuò)展性架構(gòu)作為其關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)原則，所以具有良好的擴(kuò)展性和兼容性。

       采用雙 Genius 總線雙以太網(wǎng)后任一條線路不能正常工作，任何一臺控制器停機(jī)或 BIU 的損壞都不會影響系統(tǒng)對 I/O 的訪問和上位機(jī)的監(jiān)控功能，并無擾切換至備用線路。

五、系統(tǒng)功能
       組態(tài)軟件采用 Proficy HMI/SCADA CIMPLICITY 6.1，對PLC 中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示， 并直接參與控制。CIMPLICITY HMI 是工業(yè)自動化領(lǐng)域 Windows 應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者之一，功能卓越，并易于使用。它將生產(chǎn)信息通過美觀的系統(tǒng)工藝流程圖，顯示工藝的動態(tài)效果，監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。所有人機(jī)對話均通過該軟件在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)，而對 PLC 的運(yùn)行速度沒有影響。
       實(shí)現(xiàn)的功能有：全系統(tǒng)工藝流程和數(shù)據(jù)顯示，顯示設(shè)備的啟停、加卸載狀態(tài)，以及電流、壓力、液位等；用戶管理，為不同功能用戶分配不同權(quán)限；依據(jù)權(quán)限集中參數(shù)設(shè)定；在線故障診斷；報(bào)警歷史查詢，記錄報(bào)警時(shí)間，類型，級別，報(bào)警組和報(bào)警值；實(shí)時(shí)趨勢圖顯示，
        用于監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行是否正常；歷史趨勢顯示，記錄過去至少 60 天歷史數(shù)據(jù)，操作員可以方便查看過去某一時(shí)刻的數(shù)據(jù)；新加主機(jī)只需簡單配置網(wǎng)絡(luò)地址即可輕易添加至已有項(xiàng)目中；提供 ODBC、SQL、OPC 等通用接口，有效促進(jìn)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)發(fā)展以及企業(yè)現(xiàn)場控制層和生產(chǎn)過程管理層的集成，大幅度地降低工程設(shè)計(jì)和維護(hù)費(fèi)用。
       在如今自動化行業(yè)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽和管理的需求日益高漲，數(shù)據(jù)庫的作用進(jìn)一步突出，本項(xiàng)目在服務(wù)器中配置了CIMPLICITY SQL 2000，通過 HMI 從 PLC 中獲取信息，將數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化存儲于數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的不斷更新，用戶通過數(shù)據(jù)庫來分析生產(chǎn)情況、匯總和統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，作為指揮、決策的依據(jù)，同時(shí)提供透明化數(shù)據(jù)庫接口，響應(yīng)來自各工作站、SIS系統(tǒng)、第三方軟件的數(shù)據(jù)查詢需求，制作適應(yīng)各種需要的報(bào)表。
       編程工具方面，Proficy Logic Developer -Machine Edition 軟件提供了友好的開發(fā)環(huán)境，積木化智能硬件組態(tài)方式，使用靈活方便。使用時(shí)提供詳細(xì)的在線幫助，多種編程方式，無論新接觸者還是資深程序員都可很快上手，在此不做贅述。