循環(huán)水 PLC上位機升級改造
一. 設(shè)備簡介：
廠區(qū)循環(huán)水處理機組為2009年建設(shè)、 2009年投入運行。原循環(huán)水PLC上位機系統(tǒng)采用了一種IFIX4.0上位機操作系統(tǒng)經(jīng)過15年連續(xù)運行，現(xiàn)系統(tǒng)很多設(shè)備已經(jīng)老化，故障率高、性能降低，影響機組安全穩(wěn)定運行，同時由于計算機的升級換代，目前最新的IFIX 2022版本工業(yè)軟件機對 WindowsXP系統(tǒng)不兼容,且大部分操作員站硬件無 WindowsXP 系統(tǒng)驅(qū)動軟件?，F(xiàn)系統(tǒng)上位機軟件采用IFIX4.0,下位機為系統(tǒng)采用EMERSON PACSystems RX3I。 PLC通過ContorlNet通訊方式將數(shù)據(jù)傳輸至上位機系統(tǒng)，整個SCADA系統(tǒng)在基于Windows平臺的OLE、COM、DCOM的基礎(chǔ)上通過OPC UA協(xié)議將數(shù)據(jù)采集傳輸至廠部智慧平臺。
二. 現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)存在問題以及需要優(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。由于計算機的升級換代，目前工控機對 WindowsXP 系統(tǒng)不兼容，且大部分軟件無 WindowsXP系統(tǒng)驅(qū)動軟件，而且PLC上位機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、脫網(wǎng)、過熱故障，通訊不穩(wěn)定、操作延時給機組安全帶來很大的隱患。
2、 硬件版本低，軟件無授權(quán)。
由于計算機技術(shù)硬件升級換代較快，WindowsXP系統(tǒng)兼容性較差，且大部分軟件無WindowsXP系統(tǒng)驅(qū)動軟件，上位機系統(tǒng)發(fā)生故障沒辦法進行重新安裝系統(tǒng)，由于我廠原使用的軟件都是沒有授權(quán)的盜版軟件，不能二次安裝給日常維護帶來很大不便。
3、上位機軟件版本過低，維護不方便。
此次改造對循環(huán)水車間 PLC 上位機系統(tǒng)進行升級，由于現(xiàn)在版本過于陳舊，軟件穩(wěn)定性相比現(xiàn)在新版軟件低，且無法兼容現(xiàn)在普遍使用Windows系統(tǒng)，造成維護困難。
三、 循環(huán)水 PLC上位機改造方案：
本次改造采用 ifix最新版本2022 軟件升級并優(yōu)化。
Ifix2022 版本與ifix4.0 版本軟件的比較：
1、新版本具有更加強大的圖形化編程功能，可以更方便地創(chuàng)建和編輯人機界面（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)定實時的數(shù)據(jù)監(jiān)控、報警管理和歷史數(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)自己的需求來設(shè)計和配置界面和功能。
1. 改造的原則和要點
為最大限度地節(jié)約改造成本、縮短改造工期、控制改造費用，同時顯著提升輔網(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)和人機界面進行轉(zhuǎn)換移植，控制畫面、控制邏輯完全符合原有習慣。
2、 系統(tǒng)設(shè)計和通訊方式必須充分考慮原有電纜走向，盡量減少接線改動和電纜對接。
3、 針對原系統(tǒng)畫面設(shè)計、不合理部分，在原設(shè)計的基礎(chǔ)上進行重新優(yōu)化設(shè)計。
4、對新加的點位增加對應(yīng)的畫面監(jiān)控。
2. 改造方案
1、根據(jù)目前情況，擬對上位機軟件進行升級改造，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、對上位機系統(tǒng)改造要求盡量不停機；畫面編寫調(diào)試應(yīng)不影響原系統(tǒng)正常運行，系統(tǒng)調(diào)試不一定安排在大、小修期間進行，對主要系統(tǒng)的畫面對點等應(yīng)先模擬進行，各系統(tǒng)隔離調(diào)試，分步對點逐級驗收，驗收通過后再進行實際帶設(shè)備操作，運行畫面一次到位，無誤動。
3、畫面要求操作風格基本和原來一致，避免操作人員大量二次培訓工作和不熟悉帶來的誤操作
4、各車間畫面獨立調(diào)試，互相隔離，杜絕避免各車間信號誤寫、顯示混亂，動作混亂，給設(shè)備運行帶來安全隱患。
5、在完成現(xiàn)場設(shè)備層和上位機安裝調(diào)試后，再基于SCADA系統(tǒng)Windows平臺通過配置COM、DCOM以O(shè)PC UA協(xié)議將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸至廠部智慧平臺。
六、具體技術(shù)要求
1、各控制室布置
輔網(wǎng)程控系統(tǒng)按照原來的風格配備控制操作員站，中控室的計算機、等均安裝在控制臺上(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)控管理計算機，擔負監(jiān)視和管理工作；完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析處理、數(shù)據(jù)存儲、顯示、報表打印等功能；支持標準的通用協(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、友好的人機界面，生動形象地反映工藝流程的實時數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)，在設(shè)備圖形適當?shù)奈恢蔑@示各種檢測量數(shù)值；通過點擊鼠標可方便地切換畫面和實行現(xiàn)場設(shè)備遠程控制； 完成報警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢曲線的儲存、顯示和查詢； 生成、打印各類生產(chǎn)運行管理報表。
(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)備運行狀態(tài)和對部分設(shè)備進行控制；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，每個畫面以不同顏色直觀動態(tài)顯示設(shè)備運行狀態(tài)，分別以三種顏色顯示運行狀態(tài)、停止狀態(tài)、故障狀態(tài)； 顯示設(shè)備是手動運行狀態(tài)、 自動運行狀態(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工作站中，為了便于直觀地看到各個所屬車間的總貌和生產(chǎn)流程，同時為了顯示監(jiān)測到的實時數(shù)據(jù)，需要實現(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)點趨勢圖 ； ④ 實時數(shù)據(jù)總表； ⑤ 系統(tǒng)報警圖； 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)域的運行狀態(tài)以及全過程參數(shù)變量的狀態(tài)、測量值、 設(shè)定值、控制方式(手動/ 自動狀態(tài))、 高低報警等信息，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，同時顯示幾個回路的信息，如過程參數(shù)變量的測量值、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) 的詳細信息。對模擬回路可以手動改變設(shè)定值、輸出值、控制方式等，對離散量可以手動操作設(shè)備的開啟和停止、畫面顯示指令狀態(tài)和實際狀態(tài)。
單點畫面(調(diào)整畫面)：顯示一個參數(shù)，控制點的全部信息、實時趨勢和歷史趨勢，從調(diào)整畫面也可直接對模擬回路進行設(shè)定和調(diào)整操作。
趨勢畫面：系統(tǒng)具有顯示任何數(shù)據(jù)點趨勢的能力，并在同一坐標軸上顯示至少四個變量的趨勢記錄曲線； 有可供用戶選擇的參數(shù)變量，不同顏色和不同的時間間隔，也可對數(shù)據(jù)軸進行任意放大顯示。
報警畫面：顯示當前所有正在進行的過程參數(shù)報警和系統(tǒng)硬件故障報警，并按報警的時間順序從最新發(fā)生的報警開始排起，報警優(yōu)先級別和狀態(tài)用不同的顏色來區(qū)別，未經(jīng)確認的報警處于閃爍狀態(tài)。報警內(nèi)容包括：① 報警時間； ② 過程變量名； ③ 過程變量說明； ④ 過程變量的當前值； ⑤ 報警設(shè)定值； ⑥ 過程變量的工程單位； ⑦ 報警優(yōu)先級別。
圖形畫面：生產(chǎn)裝置的圖片、工藝流程圖、設(shè)備簡圖、單線圖等都可以在CRT上顯示出來，每個畫面都包括字母數(shù)字字符和圖形符號，通常采用可變化的顏色、圖形、閃爍表示過程變量的不同狀態(tài)，所有過程變量的數(shù)值和狀態(tài)每秒動態(tài)刷新；操作員在此畫面對有關(guān)變量實施操作和調(diào)整。
棒圖：棒圖可表示過程變量的變化，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方便地切換，對于數(shù)字，既有數(shù)字顯示，又有儀表或刻度尺動態(tài)模擬顯示。生產(chǎn)工藝流程圖上可以動態(tài)地看到各階段測點的數(shù)據(jù)，同時可以清楚地看到整個生產(chǎn)過程及設(shè)備的運行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)的組態(tài)圖主要是介紹整個控制系統(tǒng)組態(tài)，監(jiān)視控制系統(tǒng)各個模塊的狀態(tài)。
B、主要曲線功能
所有曲線均分為歷史曲線和實時曲線； 既可以單獨顯示，又可以同屏顯示，顯示的時間區(qū)段可以根據(jù)需要隨時調(diào)整。，使操作人員對模擬信號有一個直觀的了解； 操作人員也可以方便地查出任意一時段時間的某種曲線，也可以前臺顯示實時曲線。
C、報表功能
擬設(shè)定設(shè)備工作運行報表(設(shè)備名稱、工作方式、設(shè)備狀態(tài)、運行時間累計等)。各類報表既可以屏幕查看，也可以按時自動打印輸出。
報表類型主要包括：① 格式報表； ② 事件順序報告； ③ 診斷報表； ④ 設(shè)備操作報告； ⑤ 過程變量趨勢。
以上圖形、曲線、報表可根據(jù)操作者的實際要求進行修改或增加。
D、主要報警
擬設(shè)定以下報警：①原系統(tǒng)畫面要求的報警，②需要新增的報警，③聲光報警。
E、打印
打印機共1臺(遠期2臺，配備1 臺針式打印機)：1臺為報警打印機，另1臺為圖形、曲線打印機。報警打印過程既可按時間間隔定時打印，也可隨機打印(通過圖中按鈕)； 圖形和曲線打印機為手動打印(通過圖中按鈕)。兩臺打印機的管理采用打印機管理器來完成，打印機管理器可直接聯(lián)在以太網(wǎng)上。