莱城发电厂1/2/3/4#机组凝结水自动化控制系统

项目产品：西门子S7-400

项目名称：莱城发电厂1/2/3/4#机组凝结水自动化控制系统

项目时间：2015

项目规模：厂级

莱城发电厂工程是山东电力行业按照电力基建改革方针第一个实行“五制”并规范运作的大型电力工程，是国家“九五”计划重点项目，一期工程装机总容量为4×300MW国产凝汽式燃煤发电机组，工程总投资48.22亿元。工程于1998年3月开工建设，2003年5月全部建成投产。本次改造对莱城发电厂1，2，3，4号机组凝结水程控进行改造，因系统原有的AB产品已经停产多年，工程备件难于买到。现场面临备件无法及时供应的紧迫局面，故要求现采用西门子S7-400H冗余PLC系统替换原有的AB PLC系统,实现数据采集和系统控制。

项目内容：

本工程采用西门子414H系列PLC，现场采用PROFIBUS通讯方式与现场I/O站进行通讯，完成对现场设备的控制和信号采集。本工程采用西门子PCS7 8.0软件进行编程和上位画面开发本次改造采用西门子S7414系列PLC为基础，采用最新硬件版本,软件采用PCS7 8.0版本。卡件采用与之配套的主流产品。本次改造仍然秉承原设计理念，采用远程I/O方式，采用PROFIBUS总线协议。就地控制箱及箱内卡件及配线端子排全部更换。

控制系统采用以西门子S7-414H PLC为基础的热备冗余控制方式，对整个系统中的设备进行数据采集和控制，而通过上位计算机的人机接口对系统设备发出控制命令，同时系统中各设备的运行状态信息在上位机CRT上直观、动态地显示出来。画面具有动态和静态两种形式，颜色随参数或设备状态变化而变化。过程控制和监视画面组态可方便地从标准图库中调用并可根据需要由用户自行建立所需的图形。上位机和PLC之间通过网络进行通讯。PLC通过各I/O站对现场设备进行操作，控制方式分为自动、手动两种方式。系统能够实现语音报警功能。

本次施工，更换了现场的原有的操作台及工控机，系统由电气路UPS，一路保安段供电，共约20KVA，有双电源切换等配电装置，负责给机柜供电，保证电源冗余配置，双电源切换的切换时间小于50毫秒。

系统构架：

（1）CPU 400系列冗余PLC

系统的热备冗余功能

加强I/O的可用性：可切换I/O的配置。

也可应用常规的I/O：单边配置。

2个单独的或一个分隔的中央机架配置。

连接到冗余PROFIBUS-DP上的可切换I/O。

（2）组态软件PCS7

软件部分采用SIMATIC PCS7远程控制统一了过程控制的监测控制功能和SCADA应用，使用广泛的通讯手段TCP/IP，Modbus，一直到第三方的远程终端单元（RTUs）。基于完全冗余选项和全新的低成本的SIMATIC ET 200S RTU，远程控制是一个适于任何广泛分布式应用的解决方案。
　　集成控制和过程安全可以最小化工程费用和时间SIMATIC S7 F系列控制器使用与过程控制相同的工程工具。这些控制器可以同时完成过程控制和安全功能控制，并可最高达到TüV-SIL3的认证，并可通过冗余化提供高的可用性组合不同标准和安全能力的ET200M/S远程I/O模件，节约了工程费用，降低了复杂程度。

SIMATIC PCS 7采用功能强大、通讯开放的PROFIBUS DP总线协议，为用户提供了经济可靠的通讯方式。全球超过250家企业、近1300成员对PROFIBUS标准的不断应用和发展，对您的投资提供了安全、可靠的保证。基于工业以太网的SIMATIC系统总线也为可靠、高速的通讯提供了保障。

容错的PROFIBUS PA提高了系统在关键仪表或控制单元中的可用性和可靠性。对于关键场合的现场总线应用，SIMATICPCS7提供了一个集成的、H1总线的冗余PROFIBUS结构。这种结构提供了高等级的系统可用性，确保当现场总线通讯故障时，控制不会中断，例如：短路、断线、总线终端电阻丢失或者DP/PA coupler故障等。

通过专利技术的应用，使用AFS和AFD可以构建成PROFIBUS PA的环网结构。在非离线状态下可以更改系统组态、增加现场设备或者扩展现场总线，使得系统的可用性得到进一步的延伸。

PROFIBUS也可以通过PROFIsafe的扩展，达到TüV相关安全认证等级SIL3级别。在连接控制器与现场设备的PROFIBUS PA总线电缆中，PROFIsafe信号与标准的PROFIBUSPA信号并行传输，不但节约了成本，而且减少了网络构架的复杂性。

项目图片：

项目已于2017年10月竣工验收。正常投入使用，目前运行状况良好！