分析S7—400在化工變電所中的應(yīng)用及故障分析與對(duì)策

摘 要本文主要對(duì)S7-400在化工變電所ECS系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件和軟件配置等進(jìn)行了深入的分析，利用調(diào)試和實(shí)際應(yīng)用中所遇問題的處理，對(duì)ECS系統(tǒng)的操作與使用展開相應(yīng)的優(yōu)化，這不僅給新建或者改造的變電所ECS系統(tǒng)的使用提供了依據(jù)，同時(shí)也為S7-400在化工變電所中的應(yīng)用提供了保障。

【關(guān)鍵詞】S7-400 化工變電所 應(yīng)用 故障

由S7-400所組成的ECS系統(tǒng)，可以在整套裝置電氣系統(tǒng)中應(yīng)用該系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的掌握電氣設(shè)備的使用情況與實(shí)際的備用狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，隨時(shí)控制設(shè)備的啟停狀態(tài)。另外，該設(shè)備的應(yīng)用還能夠及時(shí)準(zhǔn)確的和主控FCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而有效的避免供電故障給電氣設(shè)備正常的運(yùn)行帶來不利的影響，最終實(shí)現(xiàn)整套裝置安全穩(wěn)定的運(yùn)行，并且獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 系統(tǒng)組成、選型與特點(diǎn)的分析

ECS系統(tǒng)主要將西門子SIMATIC系列中的新產(chǎn)品S7416-2DP作為核心，利用工業(yè)以太網(wǎng)和上位WINCC顯示交換數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的交換，完成系統(tǒng)各項(xiàng)操作。

在系統(tǒng)選型和特點(diǎn)方面應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)，即：

1.1 在硬件配置方面

該項(xiàng)目擁有一臺(tái)S7AS416-2DP，兩臺(tái)工程師站，兩臺(tái)OSM TP22交換等。另外，在CPU416-2DP后，還帶有9塊CP卡件，在這之中包括兩塊CP443-5卡，1塊CP443-1以太網(wǎng)卡件，6塊CP441-2卡。

在這之中，CP443-5卡的主要責(zé)任在于和ABB的智能馬達(dá)管理器M102-P進(jìn)行一定的通訊，對(duì)各個(gè)電機(jī)回路的電流、電壓以及功率因數(shù)等進(jìn)行充分的采集，同時(shí)，還需要?dú)w檔回路的故障與報(bào)警信息，從而使得系統(tǒng)運(yùn)行更加有效。

而3塊CP441-2卡在MODBUS主站中擔(dān)任著讀取30個(gè)從站信息的責(zé)任，所連接的MODBUS從站主要有：ABB的AC31B-GB可編程控制器，這些可編程控制器一共有三臺(tái)，通過CP441-2a共同完成通訊工作；同時(shí)，還包括MPM儀器，該儀器主要有23臺(tái)，有1臺(tái)UPS等等。通過這些設(shè)備的應(yīng)用，來完成系統(tǒng)信息讀取工作，相關(guān)的信息主要有電流、功率以及故障報(bào)警等方面的信息。這與劉剛，王霄在《基于S7-400與WinCC的變電所過程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》一文中的觀點(diǎn)極為相似。

1.2 在軟件配置方面

對(duì)整個(gè)ECS系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)的部分為工程師站。該部分的操作系統(tǒng)主要為WindowsXP Professional+SP2，同時(shí)應(yīng)用了集成的全局?jǐn)?shù)據(jù)管理與統(tǒng)一的組態(tài)工具進(jìn)行管理，這部分管理工作主要應(yīng)用現(xiàn)代的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，管理的內(nèi)容主要包括項(xiàng)目管理、處理并且進(jìn)行歸檔，同時(shí)還需要建立相應(yīng)的文件，這樣才能夠?yàn)楦鱾€(gè)部分的工作提供保障。除此之外，還需要注意軟件開發(fā)工作，一般而言，在軟件開發(fā)過程中，需要應(yīng)用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)進(jìn)行開發(fā)，以確保開發(fā)的速度與質(zhì)量。在項(xiàng)目管理中，需要從系統(tǒng)硬件與工藝兩個(gè)不同的視角著手，對(duì)這兩個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行管理，通常在程序管理器中這兩個(gè)視角被稱之為標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)與工藝分級(jí)。在這之中，標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)的主要責(zé)任在于對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行管理，例如管理控制器、系統(tǒng)總線以及I/O系統(tǒng)等；而工藝分級(jí)主要對(duì)工藝的過程進(jìn)行管理，它按照實(shí)際工藝的要求，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行劃分，分成各個(gè)子系統(tǒng)之后，將各個(gè)系統(tǒng)在控制器上映射出來，這樣子系統(tǒng)的功能也會(huì)充分的發(fā)揮出來。

除此之外，如果在SIMATIC程序管理中進(jìn)行管理，那么系統(tǒng)中便可以應(yīng)用多種組態(tài)，不管應(yīng)用的是哪一種組態(tài)的工具，所生成的組態(tài)數(shù)據(jù)都能夠自動(dòng)的存儲(chǔ)到一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。組態(tài)工具主要包括：STEP7、SCL以及Wincc等。

2 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行中所遇到的困境和處理方式的分析

2.1 存在通訊接地問題

一般而言，MODBUS通訊連接中斷設(shè)備和PLC通訊模塊的電纜在接地的過程中，要求能夠保持單獨(dú)接地的狀態(tài)，并且要確保能夠和動(dòng)力接地分離。這與師亞娟在《基于S7-400 PLC的動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制在甲醇汽油在線調(diào)配過程中的應(yīng)用》一文中有著極為相似的觀點(diǎn)。該通訊系統(tǒng)接地的目的在于，不僅達(dá)到有效壁雷的效果，還需要提高整體系統(tǒng)的抗干擾能力。該工程在項(xiàng)目調(diào)試階段與高壓配電系統(tǒng)相連接，導(dǎo)致系統(tǒng)綜合保護(hù)裝置的接地線和整個(gè)機(jī)柜的動(dòng)力接地?zé)o法分離，這便導(dǎo)致出現(xiàn)了通訊速度緩慢的現(xiàn)象，同時(shí)在傳輸數(shù)據(jù)方面也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤等。針對(duì)這一問題，工作人員一定要進(jìn)行仔細(xì)的查找，通過重新接地的方式，恢復(fù)數(shù)據(jù)的正常傳輸能力。

2.2 工程師站電腦藍(lán)屏故障

通常系統(tǒng)運(yùn)行大約在一年以后，工程師站比那會(huì)有藍(lán)屏現(xiàn)象出現(xiàn)，并且還會(huì)提升出現(xiàn)軟件的授權(quán)問題等。要解決這一問題，便需要與廠家的技術(shù)人員展開協(xié)商，安排工作人員重裝系統(tǒng)，這與張賢德，陳今潤(rùn)，熊建軍等在《基于S7-400 PLC的立式風(fēng)洞動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的研制》一文中的觀點(diǎn)有相似之處。并且對(duì)軟件展開相應(yīng)的授權(quán)處理，確保系統(tǒng)運(yùn)行的正常性。另外，也需要對(duì)系統(tǒng)的硬盤展開備份與擴(kuò)容等。

3 總結(jié)

本文主要著手于兩個(gè)重要方面，第一方面分析了系統(tǒng)組成、選型與特點(diǎn)，第二方面分析了系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行中所遇到的困境和處理方式。通過分析明確，當(dāng)前在化工變電所中S7-400已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，為了能夠確保應(yīng)用的質(zhì)量，需要明確該系統(tǒng)的組成以及特點(diǎn)等，只有這樣，系統(tǒng)應(yīng)用才會(huì)更加有效。但是，實(shí)際上系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行當(dāng)中還有一定的困境存在，例如在通訊接地方面存在著問題、工程師站電腦藍(lán)屏所產(chǎn)生的故障等等，這些故障如果不能得到有效的處理，那么必將影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。為此，找出有效的方法解決這些問題已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

參考文獻(xiàn)

[1]劉剛，王霄.基于S7-400與WinCC的變電所過程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2012，12（1）：82-83.

[2]張俊.石油化工企業(yè)變電所消防及排煙探討[J].煉油技術(shù)與工程，2012，42（10）：62-64.

[3]師亞娟.基于S7-400 PLC的動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制在甲醇汽油在線調(diào)配過程中的應(yīng)用[J].化工自動(dòng)化及儀表，2014，（10）：1114-1118.

[4]張賢德，陳今潤(rùn)，熊建軍等.基于S7-400 PLC的立式風(fēng)洞動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的研制[J].電氣傳動(dòng)，2008，38（3）：50-53.

作者簡(jiǎn)介

徐思友（1986-），男，四川省成都市人。大學(xué)專科學(xué)歷?，F(xiàn)為中海石油建滔化工有限公司助理工程師。研究方向?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)行維護(hù)與故障處理。

作者單位

中海石油建滔化工有限公司 海南省東方市 572600