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iFIX软件在湖南益阳电厂一期工程中的应用

--湖南益阳发电有限责任公司 潘晓力

供稿:GE 自动化&控制 2002/9/26 11:43:00

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摘要:本文系统地叙述了大型火电厂辅助控制系统iFIX软件及网络控制技术典型应用,介绍了iFIX软件实际应用的功能和开发及网络控制的情况。
关键词:IFIX 网络 功能 控制一、 概述
过去国内火电厂300MW机组以上的主控系统都普遍采用了DCS技术,但外围辅助系统,包括除灰系统、除渣系统、化水系统、输煤系统等采用的是独立、分散的常规控制系统,由于各辅助系统工艺有其不同的特性,所以采用的控制系统配置不同、技术水平、监控方式各异,这就势必对每个辅助系统都需配备相当的运行人员,使劳动生产率不能进一步提高。因此,在电厂的辅助系统中采用网络控制技术,用先进、成熟、可靠的技术来实现更新换代是时代发展的必然趋势。
益阳电厂一期工程2×300MW机组的外围辅助系统采用上位机+PLC网络监控方式,自动化水平有较大的提高;使辅助系统的监控水平逐步赶上主控系统的监控水平。辅助系统控制系统全部采用上位机、可编程控制器(Modicon TSX Quantum系列)、网络(MB+)控制方式,结合工艺系统和地理位置的情况组成三个网络控制网络系统,监控软件采用Interllution 公司的iFIX2.6版本(运行版和开发版),PLC组态软件Concept v2.2。
二、 IFIX应用软件包的主要特性:
上位机的监控软件采用Interllution 公司的iFIX2.6版本,它是基于多任务,多平台,实时性好,开放性好的集成软件包。Intellution软件中中了大量强大的图形化工具允许用户能够快速直观地建立面向过程的实时窗口,FIX不仅包含图形工具,使用户能够快速简单地开启系统,而且Intellution软件提供了工业界最为强大的功能,包括实时过程的监视和监督控制,报警和报警管理,历史趋势,统计过程控制,基于用户的安全系统,方便的系统扩展,网络等。它集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等最先进的现代软件技术,使所有的应用组件都有可以无缝集成到一个系统中,并且数据可以很方便地在网络上共享。Intellution WorkSpace 包括两个全集成的环境,组态环境和运行环境,它提供了开发和显示的画面,调度(scheduler)报表和VBA语言程序,并与实时数据交互工作,组态不仅提供了所有图形,文本,数据。动态和趋势图形工具,通过这些工具生成容易操作和理解的画面,在运行和组态环境之间可快速完成测试对画面的修改,同时保持实时报警和数据采集。
三、 工艺系统的控制主要功能及网络结构配置:
1、辅助系统的控制系统范围:
A、化学水处理网络控制系统包括:化学补给水系统、凝结水精处理、化学废水处理、灰水回收处理系统、净水站系统、汽水取样、炉水加药系统、生活污水处理系统。
B、除灰渣网络控制系统:包括除灰、除渣系统、电除尘系统。
C、输煤网络控制系统:包括输煤系统程控、燃油泵房系统、含油污水处理系统、含煤废水处理系统。
2、网络结构及主要设备的配置:
每个网络系统配置二台工控机,并且互为备用,配置为PⅢ500以上,内存256M以上、6G以上硬盘、以太网卡、标准键盘+鼠标AM-SA85-032通讯网卡等,显示器采用21英寸直角平面1280×1024彩色CRT。操作系统为Windows NT4.0SP5,监控软件iFIX2.6版本(运行版和开发版);打印机为HP5000激光打印机
整个网络系统以MODICON公司的MODBUS PLUS网作为主干网,通讯介质使用双绞线屏蔽冗余专用电缆,各分站直接挂接在MB+网;环路通讯速度为1MB/S。
3、辅机工艺流程的控制主要实现的功能:
a、 在三个系统的上位机上运行人员可进行系统控制的自动、半自动、步操、单操基本监视和操作。
b、 CRT画面显示工艺流程及测量参数及控制方式的选择,参数越限报警、系统故障诊断、报警、顺序运行、参数的成组显示,当参数越限报警,控制对象故障或状态变化以及控制系统故障报警时,以红色闪烁显示报警所在位置,同时音箱中发出报警声,持续半分钟,直到操作人员确认。
c、在手动方式下操作员启停电机、 开关阀门及其他设备时,提供了操作指导画面。
d、现场设备故障,影响程控前进时, 在运行人员干预下进行跳步操作,设备处于就地操作方式时,PLC自动闭锁对该设备的操作。
e、水煤灰三个网络的上位机中均有完整的系统组态,数据库管理, 程控逻辑编程和系统调试功能,运行人员能直接调出各种所需的汉化画面。
f、CRT屏幕上显示任一画面(包括实时参数)的响应时间小于2秒, CRT 画面刷新每秒一次。在系统总画面中通过按钮可调用各子系统的一览画面,在各子系统一览画面再可进入工艺过程操作画面。而在操作画面中设有回到系统总画面的按钮,方便运行操作。
G、历史趋势图显示;用FIX的历史数据显示功能,可查看各系统的实时值、历史数据值、统计值,可对曲线进行放大、缩小、打印等。
H、报表制作及打印功能:可根据用户的要求自动生成日报表、月报表以及其他表格,同时选择画面上的打印按钮打印画面及报表。报表保存时间根需要确定。
I、设置了基于用户的安全系统和系统安全性应用程序,安全系统可保护FIX文件、重要的程序、操作显示画面和配方、数据库模块。系统安全性应用程序包括安全配置和登录两种程序。操作人员登录程序,输入姓名和密码。在登录后,操作人员才能访问权限允许范围内的操作。
四、系统软件的应用及开发:
WINDOWS NT 是微软公司推出的网络操作系统,具有稳高效、不容易崩溃等良好特性,适合监控系统运行时要求稳定等要求。IFIX监控平台是美国INTELLUTION公司的旗航产品,它采用了开放式的结构,并运用了微软的一系统列工业标准技术,例如COM/DCOM、ACTIVEX控件等,在很短的时间内就可以开发出非常直观,十分有利于监控系统的集成开发。OFFICE是微软推出的集成办公软件,具有强大的报表汇总处理功能,水煤灰网辅助监控系统就采取了VBA+EXCEL来实现报表的功能。为了确保IFIX的正常运行,在安装WINDOWS NT后必须安装SERVER PACK5以上的版本的补丁文件。
1、数据库及设备驱动的配置: FIX软件提供与PLC等硬件设备的接口,可将数据从寄存器中读出。 Modicon设备驱动程序采用MMP-Modicon modbus Plus v6.03c;在SCU配置窗口设置用MMP-MODBUS PLUS V6.03C,并在CONFIGURE I/O DRIVERS 列表中选择安装。FIX数据库可从驱动程序映射表中检索数据,处理过程数据(包括指令)等。
2、应用程序的配置: FIX最重要的功能是为用户提供了可视化的窗口进行过程信息处理。FIX在用户屏幕上提供的图形化过程信息,包括原始数据、计算数据、报警、变量字符串、点信息、趋势报警或变量状态。图形应用程序的核心是从数据库访问信息。为了直接显示数据,图形应用程序提供了多样性的链接方式,链接可以有多种格式及配置的灵活选择,对系统或过程数据进行显示。操作人员使用链接也能向数据库写数据。数据源来自FIX数据库,这些数据传输可以是双向的。针对操作员设定只有运行的权限。
监控系统必须要启动四个应用程序:% C:\DYNAMICS\WSACTASK.EXE;C:\DYNAMICS\WORKSPACE.EXE;%C:\ DYNAMICS\HTC.EXE;%C:\ DYNAMICS\IOCNTRL.EXE/a;否则系统的某些功能无法实现。
3、报警的配置:本系统默认可容纳的最多报警数为200条。
4、FIX软件中的二次开发应用:
4.1 PLC状态的诊断:由于在PLC中提供了模件地址,存放了PLC的状态值,该值有16位,其中每一位对应PLC的模块位号,当该 模块正常时为1,不正常时为0。在上位机中有一个AI的TAG 对应PLC的这个地址,通过读取其值并转换为二进制数来判断相应模块正常与否。
动态效果的设置:当与各站相对应的OLC状态的TAG值为65535时,表示各模块均正常,代表此站的PLC图标处于静止状态,当值为0~65534时,则该 站中至少有一个模块出现了故障,则相对应的PLC图标开如闪红色,此时点击该图标能弹出一图片,其上有16个指示灯,分别用来表征相对应的模块当前的状态,若该灯闪红色,则该模件有故障。
4.2声音报警的实现:
A、 IFIX系统本身系统的声音报警设置,在系统组态环境中选择ENABLE HOTN启动报警功能,当有报警产生时系统发出报警声音。
B、 语音提示报警的设计:因为IFIX没有播放声音的函数,必须引用WINAPI函数,播放3D.WAV文件。
C、 两种类型的报警实现,
1、 用基于事件的调度来实现,当系统没有确认报警数增加时则设置进行长声音报警。
2、 语音报警:对于极其重要的点采用语音提示,采用逐点检测的方式,用基于事件的调度来实现,若当该点报警状态变为HIHI、LOLO或COMM这三种类型时,则播放相对应的语音文件进行提示。
4.3建立报表及打印功能:
A、报表自动抄表功能:根据电厂提供的报表首先用EXCEL建立样板文件,按各报表和具体情况,用基于时间的调度程序来实现报表的自动抄表功能。
B、 表汇总功能;在任一画面上按报表汇总按钮或快捷键F6便可打开一幅图,在此可设置想查看数据的开始时间、结束时间,在按下确认时间选择按钮之后,便可在下拉列表框中选择想要查看的数据点。最后按报表按钮显示要看的数据,其为EXCEL表格。
4.4趋势图:系统中共有两种形式的趋势图:
总趋势图:可以在一下拉列表柜中选择本系统中想要查看的点,同时进行和历史趋势的查看,并能对实时趋势的时间间隔,历史趋势的起止时间和时间间隔分别进行调整,在同一图表中可能同时查看多个点的趋势曲线,能方便地进行增点与减点的操作。
实时弹出趋势图:在图片的初始化时,我们将作为参数带入的节点设置为当前节点,以便显示其趋势曲线,在监控流程画面上点击相应设备时弹出的当前点的实时趋势图。
4.5报警一览表:在报警一览表中可进行确认单个报警、删除单个报警,确认所有报警、删除所有报警的功能,当从某一画面打开报警一览表时,只显示与本画面有关的报警,实现方式:在配置模式下,双击报警一览表中的报警汇总控件,在FILTER表单中设置过滤条件,即需查看的相应报警区,为了实现显示报警的监控流程图画面的功能,在添加数据点时,须在报警扩展字段中填写相应的监控画面图的图

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