循環(huán)水 PLC上位機(jī)升級(jí)改造
一. 設(shè)備簡(jiǎn)介：
廠區(qū)循環(huán)水處理機(jī)組為2009年建設(shè)、 2009年投入運(yùn)行。原循環(huán)水PLC上位機(jī)系統(tǒng)采用了一種IFIX4.0上位機(jī)操作系統(tǒng)經(jīng)過(guò)15年連續(xù)運(yùn)行，現(xiàn)系統(tǒng)很多設(shè)備已經(jīng)老化，故障率高、性能降低，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)由于計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代，目前最新的IFIX 2022版本工業(yè)軟件機(jī)對(duì) WindowsXP系統(tǒng)不兼容,且大部分操作員站硬件無(wú) WindowsXP 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軟件?，F(xiàn)系統(tǒng)上位機(jī)軟件采用IFIX4.0,下位機(jī)為系統(tǒng)采用EMERSON PACSystems RX3I。 PLC通過(guò)ContorlNet通訊方式將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)系統(tǒng)，整個(gè)SCADA系統(tǒng)在基于Windows平臺(tái)的OLE、COM、DCOM的基礎(chǔ)上通過(guò)OPC UA協(xié)議將數(shù)據(jù)采集傳輸至廠部智慧平臺(tái)。
二. 現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)存在問(wèn)題以及需要優(yōu)化的地方：
1、 性能降低，安全性差：
循環(huán)水PLC上位工控機(jī)為2009年投入使用，操作系統(tǒng)使用WindowsXP，已使用15年故障率較高。由于計(jì)算機(jī)的升級(jí)換代，目前工控機(jī)對(duì) WindowsXP 系統(tǒng)不兼容，且大部分軟件無(wú) WindowsXP系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軟件，而且PLC上位機(jī)使用的軟件版本較低，與新操作系統(tǒng)完全不兼容。經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)、脫網(wǎng)、過(guò)熱故障，通訊不穩(wěn)定、操作延時(shí)給機(jī)組安全帶來(lái)很大的隱患。
2、 硬件版本低，軟件無(wú)授權(quán)。
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)硬件升級(jí)換代較快，WindowsXP系統(tǒng)兼容性較差，且大部分軟件無(wú)WindowsXP系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軟件，上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障沒(méi)辦法進(jìn)行重新安裝系統(tǒng)，由于我廠原使用的軟件都是沒(méi)有授權(quán)的盜版軟件，不能二次安裝給日常維護(hù)帶來(lái)很大不便。
3、上位機(jī)軟件版本過(guò)低，維護(hù)不方便。
此次改造對(duì)循環(huán)水車間 PLC 上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，由于現(xiàn)在版本過(guò)于陳舊，軟件穩(wěn)定性相比現(xiàn)在新版軟件低，且無(wú)法兼容現(xiàn)在普遍使用Windows系統(tǒng)，造成維護(hù)困難。
三、 循環(huán)水 PLC上位機(jī)改造方案：
本次改造采用 ifix最新版本2022 軟件升級(jí)并優(yōu)化。
Ifix2022 版本與ifix4.0 版本軟件的比較：
1、新版本具有更加強(qiáng)大的圖形化編程功能，可以更方便地創(chuàng)建和編輯人機(jī)界面（HMI）。支持更多的數(shù)據(jù)源，包括各種工業(yè)設(shè)備和傳感器。還提供了穩(wěn)定實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警管理和歷史數(shù)據(jù)記錄等功能。并且具有高度可定制性，用戶可以根據(jù)自己的需求來(lái)設(shè)計(jì)和配置界面和功能。
1. 改造的原則和要點(diǎn)
為最大限度地節(jié)約改造成本、縮短改造工期、控制改造費(fèi)用，同時(shí)顯著提升輔網(wǎng)改造后的整體效益，技術(shù)改造必須遵循如下原則：
1、 采用原循環(huán)水車間控制組態(tài)和人機(jī)界面進(jìn)行轉(zhuǎn)換移植，控制畫面、控制邏輯完全符合原有習(xí)慣。
2、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和通訊方式必須充分考慮原有電纜走向，盡量減少接線改動(dòng)和電纜對(duì)接。
3、 針對(duì)原系統(tǒng)畫面設(shè)計(jì)、不合理部分，在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)。
4、對(duì)新加的點(diǎn)位增加對(duì)應(yīng)的畫面監(jiān)控。
2. 改造方案
1、根據(jù)目前情況，擬對(duì)上位機(jī)軟件進(jìn)行升級(jí)改造，更換為新版本軟件系統(tǒng): 選擇軟件為: ifix 2022,版本為主流最新版本。
2、對(duì)上位機(jī)系統(tǒng)改造要求盡量不停機(jī)；畫面編寫調(diào)試應(yīng)不影響原系統(tǒng)正常運(yùn)行，系統(tǒng)調(diào)試不一定安排在大、小修期間進(jìn)行，對(duì)主要系統(tǒng)的畫面對(duì)點(diǎn)等應(yīng)先模擬進(jìn)行，各系統(tǒng)隔離調(diào)試，分步對(duì)點(diǎn)逐級(jí)驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后再進(jìn)行實(shí)際帶設(shè)備操作，運(yùn)行畫面一次到位，無(wú)誤動(dòng)。
3、畫面要求操作風(fēng)格基本和原來(lái)一致，避免操作人員大量二次培訓(xùn)工作和不熟悉帶來(lái)的誤操作
4、各車間畫面獨(dú)立調(diào)試，互相隔離，杜絕避免各車間信號(hào)誤寫、顯示混亂，動(dòng)作混亂，給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。
5、在完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層和上位機(jī)安裝調(diào)試后，再基于SCADA系統(tǒng)Windows平臺(tái)通過(guò)配置COM、DCOM以O(shè)PC UA協(xié)議將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸至廠部智慧平臺(tái)。
六、具體技術(shù)要求
1、各控制室布置
輔網(wǎng)程控系統(tǒng)按照原來(lái)的風(fēng)格配備控制操作員站，中控室的計(jì)算機(jī)、等均安裝在控制臺(tái)上(內(nèi))。
具體配置見配置設(shè)備清單。
2、各控制室的常規(guī)功能描述：
在各控制室配備集中監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)，擔(dān)負(fù)監(jiān)視和管理工作；完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、報(bào)表打印等功能；支持標(biāo)準(zhǔn)的通用協(xié)議，包括OPC、VBA、COM/DCOM、 DPC、 ODBC、 Activex、 PZ 系統(tǒng)、 SQL Server等。
中控室控制系統(tǒng)的功能主要有以下三大類：
(1) 管理功能：生成各車間工藝流程，提供清晰、友好的人機(jī)界面，生動(dòng)形象地反映工藝流程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在設(shè)備圖形適當(dāng)?shù)奈恢蔑@示各種檢測(cè)量數(shù)值；通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)可方便地切換畫面和實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程控制； 完成報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢(shì)曲線的儲(chǔ)存、顯示和查詢； 生成、打印各類生產(chǎn)運(yùn)行管理報(bào)表。
(2) 監(jiān)控功能：在基于圖形和菜單的方式上，操作人員可以在中控室監(jiān)視各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行控制；主要監(jiān)控畫面有各控制站系統(tǒng)流程模擬圖、各設(shè)備分組模擬圖等，每個(gè)畫面以不同顏色直觀動(dòng)態(tài)顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，分別以三種顏色顯示運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、故障狀態(tài)； 顯示設(shè)備是手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)、 自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，并以文字給出提示。
(3) 通訊功能：中控室控制系統(tǒng)與各現(xiàn)場(chǎng)PLC站之間的通訊，與SIS 系統(tǒng)等的通訊。
A、畫面功能
在控制中心的上位機(jī)工作站中，為了便于直觀地看到各個(gè)所屬車間的總貌和生產(chǎn)流程，同時(shí)為了顯示監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，需要實(shí)現(xiàn)以下圖形的畫面功能：① 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)布局圖； ②生產(chǎn)工藝流程圖； ③數(shù)據(jù)點(diǎn)趨勢(shì)圖 ； ④ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)總表； ⑤ 系統(tǒng)報(bào)警圖； ⑥設(shè)備狀態(tài)分析 。
總貌畫面：顯示系統(tǒng)各設(shè)備、裝置、區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)以及全過(guò)程參數(shù)變量的狀態(tài)、測(cè)量值、 設(shè)定值、控制方式(手動(dòng)/ 自動(dòng)狀態(tài))、 高低報(bào)警等信息，從各顯示塊可以調(diào)出其他畫面。
分組畫面：以模擬儀表的表盤形式按事先設(shè)定的分組，同時(shí)顯示幾個(gè)回路的信息，如過(guò)程參數(shù)變量的測(cè)量值、調(diào)節(jié)器的設(shè)定值、輸出值和控制方式等。變量每秒更新一次，分組可任意進(jìn)行，操作員可從分組畫面調(diào)出任一變量(模擬量或離散量) 的詳細(xì)信息。對(duì)模擬回路可以手動(dòng)改變?cè)O(shè)定值、輸出值、控制方式等，對(duì)離散量可以手動(dòng)操作設(shè)備的開啟和停止、畫面顯示指令狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)。
單點(diǎn)畫面(調(diào)整畫面)：顯示一個(gè)參數(shù)，控制點(diǎn)的全部信息、實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)，從調(diào)整畫面也可直接對(duì)模擬回路進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整操作。
趨勢(shì)畫面：系統(tǒng)具有顯示任何數(shù)據(jù)點(diǎn)趨勢(shì)的能力，并在同一坐標(biāo)軸上顯示至少四個(gè)變量的趨勢(shì)記錄曲線； 有可供用戶選擇的參數(shù)變量，不同顏色和不同的時(shí)間間隔，也可對(duì)數(shù)據(jù)軸進(jìn)行任意放大顯示。
報(bào)警畫面：顯示當(dāng)前所有正在進(jìn)行的過(guò)程參數(shù)報(bào)警和系統(tǒng)硬件故障報(bào)警，并按報(bào)警的時(shí)間順序從最新發(fā)生的報(bào)警開始排起，報(bào)警優(yōu)先級(jí)別和狀態(tài)用不同的顏色來(lái)區(qū)別，未經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警處于閃爍狀態(tài)。報(bào)警內(nèi)容包括：① 報(bào)警時(shí)間； ② 過(guò)程變量名； ③ 過(guò)程變量說(shuō)明； ④ 過(guò)程變量的當(dāng)前值； ⑤ 報(bào)警設(shè)定值； ⑥ 過(guò)程變量的工程單位； ⑦ 報(bào)警優(yōu)先級(jí)別。
圖形畫面：生產(chǎn)裝置的圖片、工藝流程圖、設(shè)備簡(jiǎn)圖、單線圖等都可以在CRT上顯示出來(lái)，每個(gè)畫面都包括字母數(shù)字字符和圖形符號(hào)，通常采用可變化的顏色、圖形、閃爍表示過(guò)程變量的不同狀態(tài)，所有過(guò)程變量的數(shù)值和狀態(tài)每秒動(dòng)態(tài)刷新；操作員在此畫面對(duì)有關(guān)變量實(shí)施操作和調(diào)整。
棒圖：棒圖可表示過(guò)程變量的變化，如池內(nèi)的液位，棒圖能以水平或垂直方式顯示。所有圖形間可以利用圖標(biāo)方便地切換，對(duì)于數(shù)字，既有數(shù)字顯示，又有儀表或刻度尺動(dòng)態(tài)模擬顯示。生產(chǎn)工藝流程圖上可以動(dòng)態(tài)地看到各階段測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以清楚地看到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)的組態(tài)圖主要是介紹整個(gè)控制系統(tǒng)組態(tài)，監(jiān)視控制系統(tǒng)各個(gè)模塊的狀態(tài)。
B、主要曲線功能
所有曲線均分為歷史曲線和實(shí)時(shí)曲線； 既可以單獨(dú)顯示，又可以同屏顯示，顯示的時(shí)間區(qū)段可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整。，使操作人員對(duì)模擬信號(hào)有一個(gè)直觀的了解； 操作人員也可以方便地查出任意一時(shí)段時(shí)間的某種曲線，也可以前臺(tái)顯示實(shí)時(shí)曲線。
C、報(bào)表功能
擬設(shè)定設(shè)備工作運(yùn)行報(bào)表(設(shè)備名稱、工作方式、設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間累計(jì)等)。各類報(bào)表既可以屏幕查看，也可以按時(shí)自動(dòng)打印輸出。
報(bào)表類型主要包括：① 格式報(bào)表； ② 事件順序報(bào)告； ③ 診斷報(bào)表； ④ 設(shè)備操作報(bào)告； ⑤ 過(guò)程變量趨勢(shì)。
以上圖形、曲線、報(bào)表可根據(jù)操作者的實(shí)際要求進(jìn)行修改或增加。
D、主要報(bào)警
擬設(shè)定以下報(bào)警：①原系統(tǒng)畫面要求的報(bào)警，②需要新增的報(bào)警，③聲光報(bào)警。
E、打印
打印機(jī)共1臺(tái)(遠(yuǎn)期2臺(tái)，配備1 臺(tái)針式打印機(jī))：1臺(tái)為報(bào)警打印機(jī)，另1臺(tái)為圖形、曲線打印機(jī)。報(bào)警打印過(guò)程既可按時(shí)間間隔定時(shí)打印，也可隨機(jī)打印(通過(guò)圖中按鈕)； 圖形和曲線打印機(jī)為手動(dòng)打印(通過(guò)圖中按鈕)。兩臺(tái)打印機(jī)的管理采用打印機(jī)管理器來(lái)完成，打印機(jī)管理器可直接聯(lián)在以太網(wǎng)上。