一、系統(tǒng)概述
1.1 設(shè)備現(xiàn)在狀況
1）、現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)上世紀(jì)90年代初期設(shè)備，經(jīng)十多年運(yùn)行設(shè)備老化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其控制核心PLC的數(shù)據(jù)經(jīng)常丟失，某些自動(dòng)功能完全喪失；
2）、外部檢測(cè)元件多年未進(jìn)行校定，許多元件檢測(cè)失靈，難以準(zhǔn)確監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)狀況；
3） 、原設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，檢測(cè)點(diǎn)多，電氣控制冗余；
4） 、由于老化，控制系統(tǒng)某些功能失靈，有的完全失去功能；
5） 、其設(shè)備配件現(xiàn)基本已淘汰，配件一旦損壞，更換困難，難以維護(hù)；
6） 、原系統(tǒng)圖紙、資料均為英文，給使用者帶來(lái)十分的不便，不利于使用者維護(hù)和檢修；
1.2 解決方案
基于以上設(shè)備的情況，我們考慮將原有施耐德PLC換為德威爾DU300系列CPU和I/O組成，從而解決了上述設(shè)備存在的問(wèn)題。
二、系統(tǒng)要求
2.1 硬件要求：
1） 、更換原“施耐德”P(pán)LC為德威爾DU300系列PLC；
2）、增加DAD-PCAUTO7.1人機(jī)界面；
3）、原用于模擬量控制和顯示的6個(gè)儀表改為DU300的A/D模塊控制，并在人機(jī)上顯示及工控機(jī)上顯示；
4） 、更換原控制柜，包括控制柜內(nèi)的低壓電器，控制系統(tǒng)，PLC，控制線路，柜體，安裝附件，操作面板；
5） 、接觸器、空氣開(kāi)關(guān)，按鈕、指示燈采用施耐德產(chǎn)品；
6）、保持系統(tǒng)的液壓和氣壓的執(zhí)行元件，包括氣壓和液壓閥不變；
7）、新控制柜采用仿威圖制作柜體，柜體尺寸大小不變；
8）、通過(guò)PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線的站控系統(tǒng)，增加上位機(jī)作為主機(jī)對(duì)三臺(tái)機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控。
2.2 軟件要求
1）、通過(guò)德威爾DU300編程軟件實(shí)現(xiàn)原機(jī)組的自動(dòng)功能；
2）、人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)以下功能：
a）、機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；
b）、機(jī)組運(yùn)行狀況；
c）、機(jī)組故障信息；
d）、機(jī)組參數(shù)設(shè)定；
e）、機(jī)組控制功能。
3）、組態(tài)王實(shí)現(xiàn)：
a）、機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)視；
b）、機(jī)組工藝氣流程監(jiān)控；
c）、發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)報(bào)警停車(chē)點(diǎn)設(shè)置；
d）、發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)故障停車(chē)點(diǎn)輸出；
e）、量程設(shè)置；
f）、實(shí)施報(bào)表輸出；
g）、日?qǐng)?bào)表查詢(xún)；
h）、歷史趨勢(shì)曲線。
三、系統(tǒng)配置與功能實(shí)現(xiàn)
3.1 設(shè)備選型原則
1）、設(shè)備選用進(jìn)口品牌工控產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)品牌相結(jié)合；
2）、國(guó)產(chǎn)設(shè)備選用具有“3C”認(rèn)證先進(jìn)、質(zhì)量可靠的工控產(chǎn)品；
3）、控制柜采用仿威圖結(jié)構(gòu)的隔爆型產(chǎn)品。
3.2 主要設(shè)備及軟件
● PLC：采用德威爾DU300PLC；
● I/O:DU300系列I/O；
● 低壓電器：基本采用西門(mén)子公司或者施耐德公司產(chǎn)品；
● 工控機(jī)：采用臺(tái)灣研華P4工控機(jī)；
● 觸摸屏人機(jī)界面：采用eView公司的MT510T觸摸屏；
● 總線及通信協(xié)議：采用西門(mén)子公司PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線、CP5611 PCI卡及PROFIBUS-DP標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議；
● DAD-PCAUTO7.1版本；
硬件實(shí)現(xiàn)
1）、系統(tǒng)構(gòu)成：針對(duì)用戶(hù)提出采用上位機(jī)對(duì)所有機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控，通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組成一個(gè)中控系統(tǒng)，如圖
系統(tǒng)構(gòu)成圖
◆ CPU314-2DP
. I/O點(diǎn)數(shù)： 1024
. 存儲(chǔ)容量： 64KB
. 處理速度： 0.3us/步
. 存儲(chǔ)卡 采用MMC存儲(chǔ)卡,FLASH存儲(chǔ),數(shù)據(jù)保持10年以上,且更換容易,數(shù)據(jù)不會(huì)丟失
系統(tǒng)的控制核心，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和程序運(yùn)算，與人機(jī)通信，數(shù)據(jù)交換，帶個(gè)DP口，可擴(kuò)展性好
◆ SM331模擬輸入
. 8路A/D轉(zhuǎn)換(3路備用)
. 精度13位
模擬量輸入控制，將原來(lái)的儀表控制的進(jìn)氣、出氣壓力和溫度數(shù)字化，通過(guò)PLC處理以后，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制并在人機(jī)上顯示
◆ SM321數(shù)字輸入、SM322數(shù)字輸出
. 16點(diǎn)，24V, 數(shù)字量信號(hào)處理
◆ 人機(jī)界面
. 10．4’，640*480 ,256色
. 采用Intel 32位處理器
. 具配方和實(shí)時(shí)時(shí)鐘
. WINDOWS 界面風(fēng)格
顯示工藝參數(shù)，歷史數(shù)據(jù)記錄，報(bào)警記錄，可對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改
◆ PC適配器
.MPI/RS232轉(zhuǎn)換，用于PLC編程和與人機(jī)通信
◆ 工控機(jī)
.工控機(jī)為臺(tái)灣研華,顯示器為飛利普21英寸
◆ PROFIBUS電纜、PROFIBUS總線連接器及CP5611卡
3.2.2 軟件實(shí)現(xiàn)：
3.4.1組態(tài)實(shí)現(xiàn)
◆ 系統(tǒng)界面全部漢化；
◆ 能動(dòng)態(tài)監(jiān)視壓縮機(jī)系統(tǒng)各工藝參數(shù)當(dāng)前值及工藝過(guò)程的工作狀態(tài)；
◆ 能對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改；
◆ 能提高系統(tǒng)自診斷能力、故障信息全部進(jìn)行漢化處理，同時(shí)給出警告顯示；
1）、主畫(huà)面:
對(duì)三臺(tái)機(jī)組所有的模擬量參數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視，使操作者在中控室內(nèi)就能對(duì)所有機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌握
主畫(huà)面圖
a)用戶(hù)登陸監(jiān)控系統(tǒng)權(quán)限；b) 同時(shí)在線動(dòng)態(tài)顯示兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)；
c) 記錄發(fā)動(dòng)機(jī)本次運(yùn)行時(shí)間；
d) 記錄發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間
監(jiān)控畫(huà)面圖
a) 在線動(dòng)態(tài)顯示站內(nèi)工藝氣運(yùn)行參數(shù)。
b) 具有動(dòng)畫(huà)顯示壓縮機(jī)組工藝流程。
c) 同時(shí)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)停車(chē)值，以便操作者對(duì)現(xiàn)在機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)比較。
3）、發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)報(bào)警停車(chē)點(diǎn)設(shè)置畫(huà)面，管理員通過(guò)此
報(bào)警圖
b) 具有記錄顯示功能。
4）發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)故障停車(chē)點(diǎn)輸出畫(huà)面：
輸出畫(huà)面
a) 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)故障停車(chē)點(diǎn)設(shè)定值進(jìn)行改動(dòng)的功能（有系統(tǒng)權(quán)限）b) 具有記錄顯示功能。
c) 報(bào)警解除和報(bào)警消音按鈕。
d) 發(fā)動(dòng)機(jī)緊急停車(chē)按鈕。
5）量程設(shè)置畫(huà)面:
量程設(shè)置畫(huà)面圖
a) 具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)檢測(cè)點(diǎn)(溫度，壓力，轉(zhuǎn)速)進(jìn)行量程的設(shè)置。
b) 有系統(tǒng)權(quán)限。
6）實(shí)施報(bào)表輸出畫(huà)面：
報(bào)表輸出圖
a) 打印當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)。
b) 按用戶(hù)實(shí)際報(bào)表格式編寫(xiě)。
7）日?qǐng)?bào)表查詢(xún)畫(huà)面:
報(bào)表查詢(xún)圖
a) 提供可查詢(xún)的日?qǐng)?bào)表打印輸出。
b) 按用戶(hù)實(shí)際日?qǐng)?bào)表格式編寫(xiě)。
8）歷史趨勢(shì)曲線畫(huà)面:
歷史趨勢(shì)圖
提供可查詢(xún)的發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)歷史趨勢(shì)曲線并打印輸出。
通過(guò)組態(tài)王使操作者在中控室就可以了解機(jī)組的運(yùn)行狀況，發(fā)生故
障的原因，使解決機(jī)組故障更快捷、方便。
3.2.2人機(jī)實(shí)現(xiàn)
通過(guò)MPI協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊， EasyBuilder 500組態(tài)軟件設(shè)置相關(guān)參數(shù)，并在人機(jī)上實(shí)現(xiàn)以下功能：
1）、運(yùn)行狀態(tài)畫(huà)面實(shí)現(xiàn)對(duì)單機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行全程監(jiān)控；
2）、故障監(jiān)視畫(huà)面實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的故障顯示；
3）、參數(shù)設(shè)置畫(huà)面實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組參數(shù)設(shè)置及修改（具有操作權(quán)限，只有管理員才能進(jìn)行操作）。
3.2.3網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)
通過(guò)PROFIBUS-DP通訊協(xié)議把DU300和上位機(jī)鏈接起來(lái)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)。工控機(jī)作為服務(wù)器負(fù)責(zé)所有機(jī)組的數(shù)據(jù)收集，并生成報(bào)表、歷史曲線，保存所有數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)PROFIBUS總線對(duì)機(jī)組控制及參數(shù)設(shè)置修改。
四、使用效果分析：
本系統(tǒng)采用了成熟的通用類(lèi)型的德威爾CPU和DU300 的I/O模塊，互換性好，可降低備品備件數(shù)量，節(jié)省成本。并使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊系統(tǒng)線路大大簡(jiǎn)化，可靠性高，可大大降低故障率及維護(hù)費(fèi)用。從統(tǒng)投運(yùn)到現(xiàn)在，運(yùn)行狀態(tài)一直良好。