CN112676023A - 一种磨煤机控制系统网络组建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨煤机控制系统网络组建方法，所述磨煤机控制系统包括工程师站后台上位机、机组主控DCS通讯卡、交换机、若干就地控制柜和安装于就地控制柜内的PLC控制器，所述磨煤机控制系统网络组建方法包括以下步骤，S1，基层网络构建，为每一台磨煤机安装就地控制柜，并在就地控制柜内安装PLC控制器。本发明磨煤机PLC控制系统和机组主控DCS通过Modbus TCP协议通讯，交换更多的设备状态信息，方便运行维护人员在集中控制室快速得到设备运行、故障等详细信息，可以远程掌握PLC内部程序运行情况，对程序进行监控和修改，同时后台控制上位机记录PLC测点历史曲线，便于快速处理启停磨组中遇到的故障和进行事故问题分析。

Description

一种磨煤机控制系统网络组建方法

技术领域

本发明涉及磨煤机技术领域，尤其涉及一种磨煤机控制系统网络组建方法。

背景技术

由于磨煤机控制程序基本在PLC系统内实现，但启停磨组顺控程序在DCS中实现，四台磨煤机之间无网络通讯，DCS与PLC之间通过简单的电缆硬接线进行重要信号交换，导致出现问题无法快速确定故障原因，对某些故障分析时比较困难，且设备检修时程序监控和程序修改等操作均需到就地进行单台磨操作。为更快的解决磨煤机设备故障，更好的实现PLC控制系统控制查询，对单台机组的4 台磨煤机进行组网，对每台磨煤机增加一个网卡，在电子间增加一台交换机，在工程师站内增加一台控制上位机，通过交换机与DCS、就地控制设备通讯，实时反映PLC内部程序运行情况，同时记录PLC测点历史曲线，便于快速处理启停磨组中遇到的故障和进行事故问题分析。

目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。

现有的技术方案存在以下缺点：

第一，磨煤机PLC控制系统在对磨煤机设备控制中产生大量的工艺数据，各级设备的运行状态在就地操作屏上显示，各级设备都可通过就地操作屏进行操作。运行维护人员可以通过就地操作屏直观的监控设备状态和具体报警信息。对于机组主控DCS，磨煤机的控制仅为机组主控DCS的锅炉控制子系统中有限的一部分，通过简单的电缆硬接线进行重要信号交换。磨煤机只是作为一个整体设备由机组主控DCS进行磨组顺控启停，发生故障也仅仅送到机组主控DCS一个综合故障报警，具体故障原因还要到就地监控PLC控制程序进行故障分析。

第二，故障分析或设备检修时运行维护人员对程序监控和程序修改等操作均需到就地将监控计算机连接磨煤机PLC控制系统进行单台磨操作，调试过程中需要了解机组主控DCS磨组顺控启停控制程序的运行状态，出现问题无法快速确定原因，增加运行维护人员负担。

第三，机组主控DCS设计为监控设备主要参数，而一些普通参数异常往往是造成不易解决故障的原因，而这些参数通常在机组主控DCS没有测点历史曲线，导致出现问题无法快速确定故障原因，对某些故障分析时比较困难。

发明内容

针对以上技术缺点，本发明通过合理设计和布局，对单台机组的4台磨煤机和机组主控DCS进行组网，并增加一台工程师站后台控制上位机，通过一个物联网络，两种网络协议，做到机组主控DCS上位机可以更多的显示磨煤机设备参数、显示具体的故障原因，做到工程师站后台控制上位机实时反映PLC内部程序运行情况、对程序进行监控和修改、同时记录PLC测点历史曲线，便于快速处理启停磨组中遇到的故障和进行事故问题分析。

本发明提出的一种磨煤机控制系统网络组建方法，所述磨煤机控制系统包括工程师站后台上位机、机组主控DCS通讯卡、交换机、若干就地控制柜和安装于就地控制柜内的PLC控制器，所述磨煤机控制系统网络组建方法包括以下步骤：

S1：基层网络构建，为每一台磨煤机安装就地控制柜，并在就地控制柜内安装PLC控制器，并在就地控制柜内安装通讯网卡，将PLC控制器与通讯网卡通过信号线连接；

S2：控制层网络构建，布置工程师站后台上位机，并为工程师站后台上位机安装主控DCS通讯卡；

S3：物联网络构建，在每一台就地控制柜的通讯网卡后各通过光电转换后经光纤长距离接入交换机，交换机连接机组主控DCS通讯卡和工程师站后台控制上位机，组成一个工业以太网。

优选地，所述通讯网卡支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯，且通讯网卡与PLC 控制器连接后也支持Modbus TCP协议通讯。

优选地，所述机组主控DCS通讯卡支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯。

本发明的有益效果为：

1、多台磨煤机和机组主控DCS进行组网，并增加一台工程师站后台控制上位机，构成一个物理网络，通行Modbus TCP和SIMATIC S7 TCP/IP通讯协议，磨煤机PLC控制系统和机组主控DCS通过Modbus TCP协议通讯，交换更多的设备状态信息，方便运行维护人员在集中控制室快速了解现场情况，得到设备运行、故障等详细信息；

2、磨煤机PLC控制系统和工程师站后台控制上位机通过SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯，运行维护人员在集中控制室工程师站就可以掌握PLC内部程序运行情况，对程序进行监控和修改，同时后台控制上位机记录PLC测点历史曲线，便于快速处理启停磨组中遇到的故障和进行事故问题分析。

附图说明

图1为本发明提出的一种磨煤机控制系统网络的结构示意图；

图2为本发明提出的一种磨煤机控制系统网络组件方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种磨煤机控制系统网络组建方法，包括以下步骤：

S1：基层网络构建，为每一台磨煤机安装就地控制柜，并在就地控制柜内安装PLC控制器，并在就地控制柜内安装通讯网卡，将PLC控制器与通讯网卡通过信号线连接；

S2：控制层网络构建，布置工程师站后台上位机，并为工程师站后台上位机安装主控DCS通讯卡；

S3：物联网络构建，在每一台就地控制柜的通讯网卡后各通过光电转换后经光纤长距离接入交换机，交换机连接机组主控DCS通讯卡和工程师站后台控制上位机，组成一个工业以太网。

实施例1，磨煤机PLC控制系统采用SIMATIC S7控制系统，在PLC上增加一个网卡CP343-1，该网卡自身支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯，通过PLC控制程序编程可以支持Modbus TCP协议通讯。

机组主控DCS与外围设备及就地控制器通讯提供支持Modbus TCP协议通讯接口通讯卡。

集中控制室新增一台工程师站后台控制上位机，安装SIMATIC S7控制系统的编程组态软件和在线监控软件，支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯。

单台机组的4台磨煤机PLC控制系统在各增加通讯网卡CP343-1后，各自通过光电转换后经光纤长距离接入集控电子间新增加的交换机，新增交换机连接机组主控DCS通讯卡和工程师站后台控制上位机，组成一个工业以太网。

Modbus TCP，TCP/IP，S7 TCP/IP三种通讯协议的介质都是网线，都是基于同样的物理网络——以太网。Modbus TCP是基于以太网的Modbus通讯协议， TCP/IP是基于以太网的Ethernet通讯协议，S7 TCP/IP是基于以太网或者 Profinet的西门子通讯协议(非公开协议)。工业以太网如同搭建了一条信息高速公路网，通讯协议是通讯双方对数据传送控制的一种约定，符合约定的数据就可以通过信息高速公路运输。

机组磨煤机通讯工业以太网建立后，磨煤机PLC控制系统和机组主控DCS 通过Modbus TCP协议通讯，交换更多的设备状态信息，方便运行维护人员在集中控制室快速了解现场情况，得到设备运行、故障等详细信息。磨煤机PLC控制系统和工程师站后台控制上位机通过SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯，运行维护人员在集中控制室工程师站就可以掌握PLC内部程序运行情况，对程序进行监控和修改。同时后台控制上位机记录PLC测点历史曲线，便于快速处理启停磨组中遇到的故障和进行事故问题分析。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种磨煤机控制系统网络组建方法，其特征在于，所述磨煤机控制系统包括工程师站后台上位机、机组主控DCS通讯卡、交换机、若干就地控制柜和安装于就地控制柜内的PLC控制器，所述磨煤机控制系统网络组建方法包括以下步骤：

S1：基层网络构建，为每一台磨煤机安装就地控制柜，并在就地控制柜内安装PLC控制器，并在就地控制柜内安装通讯网卡，将PLC控制器与通讯网卡通过信号线连接；

S2：控制层网络构建，布置工程师站后台上位机，并为工程师站后台上位机安装主控DCS通讯卡；

S3：物联网络构建，在每一台就地控制柜的通讯网卡后各通过光电转换后经光纤长距离接入交换机，交换机连接机组主控DCS通讯卡和工程师站后台控制上位机，组成一个工业以太网。

2.根据权利要求1所述的一种磨煤机控制系统网络组建方法，其特征在于，所述通讯网卡支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯，且通讯网卡与PLC控制器连接后也支持Modbus TCP协议通讯。

3.根据权利要求1所述的一种磨煤机控制系统网络组建方法，其特征在于，所述机组主控DCS通讯卡支持SIMATIC S7 TCP/IP协议通讯。

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