柴油發電機組控制系統升級改造

某柴油機發電廠于15年前配套了9套柴油發電機組，采用西門子公司S5系列PLC實現柴油機組的核心控制和危急保護。經過十多年的運行,發生故障的危險大大增加,經常發生誤動作,造成突然停機,對生產造成極大的影響.西門子公司已推出新一代的控制系統,老系統的備件價格逐漸加高,供貨周期較長,而且部分設備已很難訂到備件，無法滿足電廠系統維護的要求,為節省長期投資,計劃采用西門子新一代的控制系統逐步代替原有系統。
原有SIEMENS-S5系統結構如下圖所示：

系統由以下幾個部分組成：
1. 由S5-115U構成的柴油機控制系統
2. 由ET100U構成輔機系統
3. 由S5-95U構成安全系統
4. 由S5-95U構成的發電機控制系統
5. MP14顯示系統
6. 以及由S5-95U構成的其他控制系統.
7. 上位監控與數據管理系統由COROS計算機構成

整套系統由SIEMENS的SINEC L2-DP總線相連，數據信息經協議轉換后由COROS完成上位機的監控功能。

二 系統要求

1． 采用成熟可靠的控制產品替代舊產品，保證控制產品升級和替換容易；
2． 系統升級要實現原系統的所有監控功能；
3． 根據現場實際需要，增加相應的監控；
4． 現場實施時間短，不影響系統的正常開機發電；
5． 升級后的系統必須穩定可靠，維護簡單。

三 系統配置與功能實現

為了保證系統運行的高可靠性和系統改造的經濟性，我們采用SIMATIC S7-300控制系統替換原來的S5控制系統，采用成熟的人機界面軟件WINCC替代原系統的COROS操作站，僅對有關的接口進行必要的修改。
系統網絡結構如下圖所示：

1．柴油機控制系統由帶有Profibus DP通訊總線接口的新S7-CPU 315-2DP控制器替換現有的S5-115U控制器；
2．由帶有Profibus DP通訊總線接口的新遠程I/O站ET200M替換輔機系統現有的ET100U；
3．安全系統和發電機系統的S5-95U控制器都替換成新的CPU313-2DP控制器；
4．S7-300PLC以及ET200之間通過Profibus-DP總線進行通訊，保持和現有系統網絡結構的一致性；
5．安裝WinCC操作站替代原有的COROS站，未改造的S5控制系統采用SIMATIC S5 PROGRAMMER PORT AS511通訊協議與WinCC之間通過RS232串口通訊，改造的S7系統采用PROFIBUS通訊協議，實現了在一臺WINCC操作站上監控所有柴油機組；
6．WINCC操作站同時作為WINCC 服務器，通過電廠內部局域網連接了若干臺遠程監控站，實現辦公室的遠程生產監控；
7．監控功能：操作員站作為監視、控制、維護和事故處理的HMI（人機界面），可以調出系統任何一個信息畫面進行集中監視和控制。操作員、維護人員和系統工程師在操作站上根據口令等級進行常規控制、復雜控制、系統維護、控制環節的建立和擴充。為了實現對生產過程的監控，我們通過組態
主要提供以下操作畫面：
A． 操作菜單畫面
B． 系統總貌畫面
C． 用戶流程圖畫面
D． 趨勢顯示畫面
E． 測點總覽畫面
F． 報警查詢畫面
G． 打印功能
8． 主要監控界面

四 使用效果分析

通過本次改造實現了原有的全部控制功能，而且在原有操作監視功能的基礎上實現了諸如歷史趨勢、報警查詢等用戶定制的實用功能，為廠方進行生產管理和事故分析提供了強有力的工具。同時由于S7相對于S5更強大的功能，使得無論是系統響應速度還是維護調試都較之以前都有很大的改觀。系統改造完成到現在已經安全穩定運行2年，得到了廠方運行人員和管理人員的普遍好評。

五 結束語

西門子的S5系統作為S7系統的上一代產品，曾經是非常優秀的控制系統。但是隨著S7系統的推出，老的S5系統諸如配件短缺、相關技術支持資源缺乏等問題日益突出，導致系統的維護難度日益增大。將S5系統升級為S7系統不失為一個理想的解決辦法，不僅可以保證系統功能的完全保留，而且備品備件、調試維護等問題都得以解決。