长春热电二厂#1#2机组热控改造调试大纲.docx
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长春热电二厂#1#2机组热控改造调试大纲
目录
序言……………………………………………………………………………………2
第一章EDPF-3000分散控制系统的初级安装调试……………………………3
第二章EDPF-3000分散控制系统的DAS系统安装调试………………………5
第三章远方多回路控制系统功能组态调试……………………………………8
第四章MODICONQuantum系统安装组态调试………………………………12
序言
EDPF-3000分散控制系统是中国电力科学研究院自行研制开发的新一代工业生产过程控制系统.。
它依托计算机通讯技术的最新成果,采用彻底分散的现场总线网络结构,全部控制和监视仪表实现了远程化,智能化。
系统操作员站软件平台采用了世界著名的多任务实时操作系统iRMX,视窗显示技术的应用使人机界面更加友好。
系统主干信息网和现场总线网络均为双网冗余配置。
EDPF-3000分散控制系统的软硬件技术水平、可靠性、可操作性、可扩充性等均已达到国内外先进水平,已经广泛应用在火力发电厂机组自动控制领域中.
长春热电二厂#1、#2机组热控系统在原有的功能上(DAS、DCS、CCS)增加了SCS功能,机组的操作、监视全部通过EDPF-3000分散控制系统上位机来进行。
PLC硬件设备采用MODICON公司的Quantum系列。
整个改造过程于1998年4月开始至1998年10月结束,两台机组先后进行。
本手册介绍EDPF-3000分散控制系统调试的主要过程及设备的简单维护方法,详细请见使用手册。
第一章EDPF-3000分散控制系统的初级安装调试
一.操作员站的安装调试。
1.通电检验。
2.软件安装。
(1)iRMX实时操作系统安装。
(2)EDPF-3000工程师站系统组态软件安装。
(3)EDPF-3000操作员站实时运行监视操作软件安装。
(4)软件系统上电自动引导的实现。
3.主干信息网络适配器的安装配置。
单网卡和双网卡的配置方法。
4.现场总线网络适配器的安装配置。
二.数据采集系统DAS的安装调试:
(OC卡、EP485卡、标准485网卡、SA85网卡)
1.数据采集前端的安装调试
(1)通电检验
(2)通讯网络的调试检查
(3)现场信号检验
(4)数据通道组态下载
(5)注意事项:
a:
前端采样时间的确定和采样调度表;
b:
热电阻信号的采集和三线制、四线制。
c:
热电偶信号的采集和冷端温度的确定。
d:
网络终端电阻。
e:
网络故障排除技巧。
(地址冲突、网线故障)
三.远程控制器的安装调试
1.MODCELL多回路的安装调试
(1)系统通电检验
(2)现场信号检验
(3)RS485通讯模块的安装接线方法。
(4)通讯网络的调试检查,地址开关和通讯参数缺省开关
(5)网络故障排除技巧。
(地址冲突、网线故障)
2.MODICON可编程序控制器的安装调试
(1)系统通电检验
(2)现场信号检验
(3)MODBUS+通讯网络的安装接线方法。
(4)通讯网络的调试检查地址开关和通讯参数缺省开关
(5)网络故障排除技巧。
(地址冲突、网线故障)
四.操作员站及主干信息网络功能测试
1.操作员站环境组态
(1)网络组态
进入\NET98\NETDRV\Intel100目录,运行SETUP程序,经过检测,报告每一网卡安装参数(PCI插槽和中断向量),记住每一网卡所在PCI插槽号。
用EDIT编辑文件\NET98\PROTOCOL.INI,修文件内定义的两块网卡,PCI总线插槽号修改为正确值。
用EDIT编辑文件\NET98\SYSTEM.INI,修站号STATION修改为正确值。
(2)自动引导加载的实现。
*在AUTOEXEC.BAT文件中,开放行:
CALLRMXC。
*在CONFIG.SYS中,选择显示器类型(隔行/逐行扫描)并将其设为缺省值。
*编辑文件\USER\EDPF98\MAIN\LP.CSD,使变量LOOP=1。
2.网络功能测试。
各操作员站上电投入运行,从各站功能菜单选择中打开主干信息网测试窗口,可以观察到除本站外其它各站信息交换情况。
对每一操作员站,分别断开一路网线,系统的信息通讯应仍毫无阻碍地进行。
第二章EDPF-3000分散控制系统的DAS系统安装调试
一.数据采集系统生成及调试:
在开始数据采集系统调试前,应首先完成下述几项工作:
1.安装数据采集网卡
根据说明书要求和节点地址分配原则将地址开关扳至正确位置。
对于893数据采集前端网络OC卡,网卡地址由软件设定。
另外,还需设定与主机通讯所用的IO基地址开关和终端阻抗匹配电阻跳线。
一般来说,工程师站的数据采集卡地址号应大于同一网络内其它数据采集卡地址。
对于E3000数据采集系统的EPNET网卡,要用拨动开关设置卡地址,用跳线块短接SW19和SW27选择双口RAM主机地址D000:
0000(用跳线块短接SW23和SW28则选择双口RAM主机地址D800:
0000),另外下列主机地址IO口地址不应被占用:
360H至363H、160H至163H。
将数据采集网络卡(OC卡或EPNET卡)插入相关操作站计算机机箱。
2.数据采集系统网络组态
893数据采集系统网络组态。
目的:
给出网络内每一块OC卡地址号、指定网络主控站和备控站
●进入工程师站生成软件系统,选择“系统功能生成”,然后选择操作站组态选项,填写各OC卡地址号和IO基地址。
注意:
不要将操作站地址与操作站内所插OC卡地址号混淆。
●进入“893网络组态”选项,可以指定893数据采集网络数和每一网络的主控站及备用主控站。
某一893采集网络的主控站和备用主控站是指:
插有OC卡,且IO基地址一样,物理上连接在同一网络内的两个操作站。
EDPF-3000系列数据采集系统由智能网卡组成数据采集主控站和备用主控站,故无须网络组态。
3.生成系统测点数据库。
4.完成数据采集前端通道组态和采样周期设置。
893数据采集前端的采集周期是对整个前端而言的,EDPF-3000系列采集前端可以为每一通道指定采集周期。
另外,热电偶冷端温度的类型也需在次确定。
5.现场信号连接。
6.数据通信网络连接。
注意:
采集系统网络是总线型网络,只有两个端点,两端点处要加装终端匹配电阻。
二.数据采集系统送电前测试:
1.断开每一采集前端端子接线盒与主体的连接电缆,断开信号电缆与各OC卡的连接,这时,数字通讯电缆仅与挂在该网线上的前端端子接线盒连接。
用万用电表电阻档从网络开放的一侧测量双绞线两根导线的电阻,实测值应为100欧姆左右。
如果测量值趋于零,表明电缆接线有短路。
如果测量值很大,说明电缆在某处开路或另一端终端匹配电阻没有接好。
2.检查进入采集前端端子接线盒的现场信号有否引入强电干扰。
可用万用电表交流电压档在端子接线盒一侧测量信号两端点和每一信号端对地交流电压值,一般情况下,热电阻和热电偶信号线上不应该有交流信号干扰,变送器来信号上叠加的交流干扰不应大于20伏。
这一检查应在现场所有变送器送电后进行,否则无实际意义。
三.数据采集系统上电测试:
连接好每一采集前端端子接线盒与主体的连接电缆,使数据通信电缆与各OC卡的连接可靠,工程师站上电进入数据采集站生成画面,从远端数据采集前端开始,逐一完成下述测试操作:
1.前端上电。
2.在工程师站测试该前端是否上网。
3.如果已上网,将该前端通道组态结果下载。
4.测试该前端数据采集结果以判断工作是否正常。
如果上述操作异常,可能有下述问题:
a.前端端子接线盒与主体连接不良;
b.地址开关坏或与其他某已在网前端地址冲突,这种情况下,常常被测试前端上电后会造成其他已在网数采前端工作异常。
c.前端本身故障,大多数情况下,可根据前端面板状态指示灯确定之。
d.通讯电缆介质不良,使网络干扰无法消除,网络阻抗异常。
例如,不是通讯专用双绞线、网线各段线型不一致等。
e.网络两端终端匹配电阻没有接好,造成信号反射干扰。
全部数据采集前端上电完毕,如果无异常,可启动数据采集主控站,将数据库组态结果下载入各站,观察实时数据采集情况。
对于893数据采集系统,如果发现某模拟量数采前端没有工作,应高度怀疑数据采集系统各前端采集周期设置不当。
进入工程师站,在数据采集系统生成中检查采样调度表,如果发现工作异常的前端地址没有列出在表内,则故障原因被证实。
四.893数据采集系统采样调度方案:
每一893网络主控站在一秒钟内可以扫描的模拟量前端数目《13,因此,可以根据采集的信号性质把前端分为1秒扫描组、2秒扫描组、5秒扫描组和10秒扫描组从而达到均匀扫描及保证每秒扫描的模拟量前端数目不超限。
如果快速扫描的前端过多,可能会使每秒扫描的模拟量前端数目超限,导致某些前端无法安排。
如果出现上述情况,请重新安排各模拟量前端采集周期(采样间隔),尤其要适当减少快速扫描前端个数。
五.数据采集系统主控站切换测试:
893数据采集系统的扫描活动由它的主控站负责,所以当主控站退出实时运行后,备用主控站立即接管主控站的扫描工作,并将采集到的数据向全网广播。
E3000系列数据采集前端的数据扫描活动由EPNET网络通讯卡自动管理,无须主机干预,可靠性较高。
测试时,使数采主控站退出运行,观察备用主控站是否接管管理,继续向全网广播数据采集结果。
下列原因可导致切换工作不正常:
a.主干信息网连接不正确。
主备站通过主干信息网互相监视对方工作状态,如果该网络故障,可能导致错误判断,采集工作异常。
b.备用主控站组态错误。
c.备用主控站OC卡故障。
d.主控站与网卡硬件设置冲突:
对于893网络通讯卡,其使用的中断号和IO基地址不得被主机占用;对于E3000系统,主控站D000:
0000开始的连续8KB内存被保留用于同EPNET网卡通讯。
(EPNET卡跳线选择,可以使8KB连续地址从D800:
0000开始。
)
第三章远方多回路控制系统功能组态调试
一.远方多回路控制器数据通讯网络生成及调试
在开始多回路控制器数据通讯网络调试前,应首先完成下述几项工作:
1.安装EP485网络适配器卡
2.选择好多回路控制器数据通讯网络主控站和备用主控站,切断它们的电源。
3.EP485网卡跳线选择:
主网卡:
用跳线块短接SW19和SW27选择双口RAM主机地址D000:
0000;
副网卡:
用跳线块短接SW23和SW28选择双口RAM主机地址D800:
0000;
下列主机IO口地址不应被占用:
360H至363H、160H至163H。
4.将上述网卡插入机箱。
一般情况下主控站和备用主控站均应分别插入一块主网卡和一块副网卡。
5.工程师站插入一块标准485网卡,这种网卡一般有两个相互独立的485串行口,口的设置是通过扳拨动地址开关选择两个串口IO基地址(推荐使用238H和2D8H),另外,跳线选择按RS422方式工作。
6.连接电缆为4芯两对双绞线,其中一对用于发送,既TX+、TX-,另一对用于接收RX+、RX-。
连接方法是:
a.总线型网络,主网、副网应各自连接成网,每个网络有两个端点。
b.按主从通讯方式连接。
既EP485网卡和标准485网卡作为主节点,所有控制器均是从站类型,连接时,主节点的同名信号端通过网线连接在一起,从站的同名信号端亦通过网线连接在一起,然后,主节点的发送端TX与从站的接收端RX相连,主节点的接收端RX与从站的发送端TX相连。
工程师站的EP485网卡与副网连接(两个串行口可分别连接两个多回路控制器数据通讯网)。
7.多回路控制器组态
8.进入EDPF3000工程师站,对完成控制组态,控制数据定义,回路数据生成。
9.在系统功能中,完成EP485网络参数组态,包括:
指定主控站和备用主控站,各从站定义等。
二.多回路控制器数据通讯网络系统送电前测试:
断开每一控制器端子接线排与主体的连接,检查进入控制器端子接线排的现场信号有否引入强电干扰。
三.系统上电测试:
连接好每一控制器端子接线排,使数据通信电缆连接可靠,控制器上的RS485通讯模块通讯参数缺省开关拨在YES侧,观察控制器工作状态灯应为绿灯亮,或红灯、绿灯齐亮,如果仅仅红灯亮,说明控制器故障。
四.多回路控制器的组态:
多回路控制器的组态可以分为两部分。
*使用STRATEGY进行控制策略组态。
*使用EDPF-3000生成软件组态控制器监视操作功能。
在用STRATEGY进行控制策略组态时,要注意下述问题:
1.回路组计算周期选择:
常规控制回路的计算周期以150ms—300ms为宜,周期选择过小(最小周期为50ms),可能会增加控制器计算开销。
周期选择过大,则可能使系统发散。
2.将控制系统中需实时监视的参数连接入前景列表。
例如控制器回路的过程值PVI,调节器设定值SP输出值OP和阀位反馈值VALVE等。
各类调节参数(例如比例增益、积分速率、微分时间、参数限值等),可填入背景列表。
并且,列表内的所有参数均为应有本控制器内唯一的缩写名,以便系统识别。
3.在对控制算法进行编译时,应指定产生MIF文件选择项,并为该算法MIF文件指定一名字****。
编译正确时,系统将生成一名为****.MIF的文件,内容为EDPF-3000。
分散控制系统生成软件包可以识别的控制器算法组态信息。
控制器通讯参数设定,上位机通讯参数设定。
4.通信参数组态:
a.MODCELL多回路控制器的RS485通讯模块可以插在31-32槽。
使用MSC模块指定控制器的通讯参数,其中模块类型选“带地址开关的RS485”类型,地址号与模块地址开关拔的地址号相同,通讯速率选38400。
b.用鼠标器单点工具栏上小计算机样图标,可以打开上位机通讯参数组态窗口,可以同时指定回组主机通讯参数。
应注意的是,每组参数中的IO基地址开关设定值。
通讯速率应选择控制器可以接受值。
五.多回路控制器数据通讯回路的调试和组态下载。
为每一台多回路控制器指定正确的通讯参数是系统正常运行的关键。
但是,在第一次组态结果下载入控制器之前,它只能使用缺省通讯参数与工程师站通讯,方法是,将所有MODCELL控制器上安装的RS485通讯模块上的通讯缺省参数开关扳至YES,并断电复位一次,在工程师站上运行STRATEGY,将上位机通讯参数设为通讯波特率9600。
1.控制策略下载按下述步骤进行:
(1)下载通路与主网连接。
(2)引导STRATEGY软件包,打开一个目标控制器组态文件;
(3)检查主机通讯设置BAUD=9600;
(4)点击ABB图标打开文件处理菜单,选择下载功能,在下载窗口中指定MODBUS及其增强通讯协议,指定目标站地址号,并指定“冷(热)开始、运行”选项,开始下载。
(5)反复执行
(2)至(4)步,直至全部控制器下载完毕。
(6)下载通路与副网连接,重复
(2)至(5)步骤。
(7)将所有控制器RS485通讯模块上的缺省地址开关扳至“NO”侧。
上位机通讯参数BAUD改为38400,切断控制器电源并再次上电,控制器将按组态指定通讯参数工作。
(8)再次通过主网或副网对所有控制器下载一次,以检验新通讯参数是否被控制器接受。
2.在下载调试中,可能会出现下述一些问题。
(1)网络不通使下载失败,原因:
a.接线错误。
b.主机通讯参数设置错误,如指定的IO基地址与标准485网卡设置冲突,波特率值错等。
c.RS485模块坏或通讯缺省开关位置不当或改动缺省开关后没有对控制器断电复位。
d.网络干扰大,如通信介质非4芯2对双绞电缆,没有安装终端匹配电阻,通讯电缆与动力电缆距离太近且平行布置等都会引起信号干扰。
(2)下载虽然成功。
但上位机显示主数据库无效,控制器不能转入运行出现这样问题说明控制器组态结果虽然无语法错误却仍有结构缺陷,原因可能为IO模块类型与组态结果冲突,MSC通讯模块指定的地址号与控制器上所插RS485模块地址开关设定冲突。
打开IF组态模块,在IOMISMATCH选项中指定为“YES”试试。
注意修改完参数后须重新编译,方可下载试验。
六.多回路控制器监视损操作功能上位机组态
1.控制参量数据库生成。
2.调节回路监视操作功能生成。
3.数据通讯网主控站和从设备定义。
4.相关控制区和操作元件组态。
5.控制器监视操作功能组态要与控制策略组态互相对应,需把握的原则有:
(1)控制策略组态时约定必须将实时监视参量填入前景列表,非实时监视参数填入背景列表。
每一参量要有自己的英文名称,在同一控制器内名称不得复用。
(2)控制策略组态完成后,一定要指定在工程师站硬盘上产生MIF文件。
(注意:
每一条数据通讯网可以挂接15台控制器,超过部分可以挂接在另一条网上,网络数可以达到4条,所有控制器统一编址。
(3)指定的控制器数据通讯网主控站和备用主控站内一定要安装EP485网卡。
(4)在系统功能组态中为每一数据通讯网上挂接的控制器做好从设备定义,包括挂接的网络编号、设备类型、查询间隔、MIF文件路径名称等。
(5)EDPF-3000系统数据库的控制参量,回路状态值和回路调整参数,使用从设备地址号和缩写名与控制器内的实时参量建立维一对应所有上述参量在控制器内须具有“本地”特性。
(6)原则上每一个回路显示面板,与控制器内的一个PID调节器及组成的算法回路相联系。
回路的工作状态就是对应PID调节器运行状态。
(7)在回路监视操作功能生成时,要指定该回路在自动投入时的运行状态(自动或者串级,可用鼠标器连续点击回路面板上调节器状态区,选择合适的状态值)。
如果此处生成错误有可能使调节器投入自动时进入错误的运行方式。
(8)控制器监视操作功能组态完成后须下载入每一操作员站,并令其重新初始化,方能生效。
(9)对任一多回路控制器做了控制策略修改,并重新编译下载后,须进入工程师站“数据库文件生成”,当系统控制监视操作功能自动随控制策略改变而调整。
七.多回路数据通讯网络的测试:
测试内容包括,主、副网正常运行测试,主控站切换测试,主、副网切换测试。
1.主、副网运行测试
网内挂接的所有多回路控制器上电正常运行。
1分钟后,观察主控制站内装EP485网卡后面板指示灯,应能观察到主网卡红色和绿色指示灯闪烁。
(红灯闪烁表示有命令发出,绿灯闪烁表明收到控制器响应)副网卡不工作(红绿指示灯不闪烁)。
在主控站及其它连接到主干网上的操作员站应能从显示器中观察到实时控制数据刷新。
将画面切换至回路画面,应能看到各回路状态值,实时趋线,调整参数值显示正确。
修改每一回路的调整参数,结果很快显示在其它操作员站。
打开各站功能菜单,选择MODBUS网络测试窗口,可以观察以“人头”形状表示的各控制器上网情况。
如果数据通讯网络工作正常,但某控制器数据显示不正确,应怀疑该控制器控制策略已经修改,但监视操作组态没有进行相应检查调整。
如果主副网卡同时工作,说明菜控制器不能被主网监控,系统启动副网对其监控,打开MODBUS网络窗口,便右确定该控制器。
2.主控站切换测试
多回路控制器数据通讯网运行正常,可以切断主控站电源,数秒钟后,应能观测到备用主控站上的EP485网卡开始接管工作,控制器实时数据被备用主控站广播至全网。
如果主控站切换没有按予期出现。
请仔细检查网络组态结果。
3.主副网切换测试
在主网正常工作情况下,拔掉主网通讯电缆插头,若干秒后,副网卡被启动,控制网络应能正常工作。
重新恢复主网,主网卡应很快正常运行,副网停止工作。
八.协调控制操作功能的调试
1.完成协调控制尤其是其键码处理逻辑中各模块计算顺序要设置正确。
2.完成协调站监视操作功能生成。
注意编号最大(64)回路为协调控制专用,它的回路调整参数为键盘码,运行方式码等。
在负荷控制画面生成中要正确指定目标负荷本地方式跟踪值。
3.在投入协调之前,应仔细观察电调运行情况,对下述参数要重点观察。
(1)协调允许条件。
(2)目标负荷跟踪值(电调报告)。
(3)电调运行方式。
当电调运行在负荷控制方式下且协调允许条件成立时,可按下“机基本”键,观察协调控制器是否转入机基本协调预备状态,沁电调处于压力控制方式,且协调允许条件成立时,可做“炉基本”预备态试验。
4.影响系统从手动—机基本转换(俗称机基本键按不下去)的因素有:
(1)组态不正确。
(2)协调控制器健盘处理逻辑的模块计算顺序错,不能分辨键码变化。
(3)协调允许条件不满足,如主汽压回路手动。
当确认协调投入的各项准备工作均已完成,可按下协调投入键,当画面显示DEC已从本地方式切换至遥控方式,接收协调控制器遥控设定值时,标志协调已正式投入。
第四章MODICONQuantum系统安装组态调试
一.MODICONQuantum系列概况及特点
此次热控改造用的PLC采用美国MODICON公司的Quantum系列产品。
Quantum自动化系列为具有数字量处理能力的专用计算机系统。
Quantum具有模板化、可扩冲的体系结构,用于工业实时控制和制造过程控制。
它包括MODICONQuantum系列CPU,I/O模板,电源模板和远程I/O通讯模板以及底板。
它具有如下特点:
1.方便灵活性
(1)所有模板均可插入底板的任一槽中。
对于除电源模板外的所有模板,没有对所在槽位的配置或组合限制。
为了便于散热,建议将电源模板配置于第一个或最后一个槽中。
(2)允许热更换(带电插/拔模板)。
热更换时现场接线端子在更换模板时应取下。
(3)用于现场接线的端子排插在模板前部。
(4)Quantum系统使用户使用相同的元件既可以进行离散型开关量的逻辑控制,也可以进行模拟量PID过程控制。
(5)Quantum系统中不使用DIP开关,全部地址用转动开关设定,Quantum控制器提供了所有下装模板的配置特征。
(6)十进制地址方式排除了在编程、检查系统时记忆转换的繁琐过程。
(7)运行时每块模板都有正常信息显示,扩展总线的LED组,使日常维护更容易。
2.高性能
(1)高吞吐量,使得更多的程序运行时间更短。
(2)附加的数学协处理器能满足更多的控制要求,提供更多的可能性及更高的产品质量。
3.高完备性
(1)适合苛刻的工业环境,例如复杂的电气设备及环境温度。
(2)Quantum符合UL、CSA和工厂等级FMI,Div2的要求,给用户提供一个安全的选择。
(3)双机热备和电源、电缆的冗余为重要场合提供更为安全的保障。
(4)MODICON专利的段调度技术使得I/O更新和程序扫描同步进行,从而实现安全、可预测的控制。
(5)具有ModbusPlus网络能力。
允许建立以QuantumPLC为对等节点的RS-4851M波特率令牌传递型的工业网。
二.主要模板介绍
1.QuantumCPU模板
QuantumCPU是位于Quantum本体I/O底板上的一个CPU模板。
CPU是一种数字化的电子操作系统,它使用用户保存在PLC中的指令进行操作。
这些指令用于实现逻辑、过程顺序、时序、连锁和算术运算等。
QuantumCPU通过ModbusPlus协议与EDPF-3000上位机进行实时通讯。
2.QuantumI/O模板
QuantumI/O模板是电气信号的转换器,它将现场信号如限位开关、保护开关、温度传感器、变送器等等信号转换成CPU能够处理的格式或反之。
包括DDI、DAO、ACI、AVI、ARI、ATI等。
3.Quantum电源模板
Quantum电源模板用于向插在底板上的包括CPU、接口、I/O模板在内的模板供电。
根据需要可以有
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- 长春 热电 机组 改造 调试 大纲