软冗余PLC控制在工业链条锅炉的应用

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1、科技综述KEJIZONGSHU软冗余PLC控制在工业链条锅炉的应用钱烨，巨林仓，李飞翔(西安交通大学，陕西西安710049)辅助设备的仪表共有430个I／O点，其中AI点138个，O引言AO点26个，DI点190个，DO点76个。工业锅炉虽然在工业生产中得到大量使用，但2软冗余PLC控制系统的组成由于控制水平等因素的限制，其经济性较差。分散式控制系统(DiscreteControlSystem，DCS)安全性该供热站控制系统由下位可编程控制器、上位监高、扩展方便，但其硬件和组网的费用很高。与之相控机及设备间的通信网络3部分组成。信号由模拟量比，可编

2、程序控制器(ProgrammableLogicController，或数字量输入模块采集，在下位机CPU中进行处理，PLC)适用于单个小系统，可实现开关控制、顺序控通过以太环网传送至上位监控机显示。运行人员可以制和PID调节等功能。具有抗干扰能力强、耗能低和在监控机上操作，操作信号通过以太环网传送至下位性价比高的优点，被广泛应用于工业控制领域。由机CPU。所有控制信号都由下位机CPU运算并发送到于工业锅炉的蒸发量通常很小，综合经济性和安全模拟量或数字量输出模块，最终到达执行设备。性，可优先考虑采用PLC控制。软冗余系统由2套PLC控制系统组成，如图

3、1所本文介绍软冗余PLC技术在链条锅炉控制上的示。电源、CPU、通信电缆和IM153接口模块等重要设组态与调试，重点解决CPU使用率高的问题。1某燃煤链条锅炉系统概况陕西某厂有3台20t／h燃煤链条锅炉，原煤系统lrJ——和烟风系统为单元制，每台锅炉各自由原煤斗经落一囊}煤管供煤。各设1台送风机、引风机。整个热力系统广．IlI按母管制设计，每台锅炉的主蒸汽从过热器出口集l蓁I奉奉llI毒I奉iHHll蚕I茎l霎枣萄li聿奉奉I箱单管接出一路后汇入主蒸汽母管，经过母管电动阀向外网供蒸汽。主给水系统配置有4台电动给水刘liIl陲蚕lI到Hll蚕l奉奉奉

4、ll誉奉}泵(1台备用)、1台额定出力为66t／l1的大气式除氧Il器、l座35nls给水箱。锅炉底渣采用框链除渣机除Pmnhu渣，由一条公用链条将渣排在锅炉房外。3台锅炉及图1工业锅炉软冗余PLC控制系统组成收稿日期：2009—05—22作者简介：钱烨(1985一)，女，浙江鄞县人，在读研究生，主要研究方向为火力发电厂的自动化控制。■KEJfZONGSHU科技综述主系统CPU备用系统CPU备有2套互为冗余，而工业以太网交换机和所有的I／0卡件无冗余读取输入信息l1读取输入信息2．1可编程控制器下位机采用s7—300系列PLc。冗余的硬件设备第不罂

5、需篓要进行嵩同塞步蜚的内叁容lII禁不薷需霎要进雾行；同菁嘉步蜚的内包括直流电源、背板总线、中央处理器、通信卡、分析从备用CPU中获取分析从主CPU中获取的Profibus现场总线网络(通信接口、总线接头、总线电的备用系统的状态信息主系统的状态信息缆)和ET200M站的通信接口模块IM153—2。中央处二二=二工=二二==二二=丁二==系统空闲，不做处理，执行程序中冗余的部分理器选用315～2DP型CPU，通信卡为CP343—1型。不执行冗余部分的程序==二==丁=========工==二==交换机是通信的关键设备，选用高性能网管冗将冗余备份的数据

6、复制将备用系统的信息复制到备用CPU当中去到主系统的CPU中余型卡轨式工业以太网交换机。该交换机具有环网二二]二冗余功能，环路自愈时间<100ms，增强了网络的实输,~,0utput信息(非冗余的和冗余的输出)时陛和可靠性。共有2个百兆光口和6个电口，这里仅使用了4个电口，其余备用。共配置I／O通道544个，图2冗余系统运行过程实际使用通道430个，达~120％的备用量。2_2监控机OB35中。在OB35里调用FB101(‘SWR_ZYK’)功上位机兼操作员站与工程师站的功能．能够适能块。FB101中封装了冗余功能的程序段．实现冗余应现场环境，也可

7、满足监控系统运行速度要求。用功能。调用FBIO1时，可以在线读出RETURN～VAL参WinCC(WindowsControlCenter)进行软件组态，集成数的数值，如果为0，说明冗余链接正常：如果为了SCADA、组态、脚本语言$IOPC等先进技术，具有8015，说明数据同步的链接不成功。丰富的设置项目、可视窗口、菜单选项，使用方便，功软冗余PLC控制系统正常工作时，1套为主控能齐全，扩展灵活l11；可实现采集数据集中显示，时时制，另1套备用。2套系统之间同步的数据，可以根据监测；并有报警画面、趋势曲线和打印报表等圜。实际需要通过修改OBIO0里

8、的参数来设定。主系统2．3通信网络中任何一个组件出错。控制任务会自动切换到备用通信网络设计了4条通信链路，分别是：主系统系