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3  控制系統(tǒng)的主要功能

3.1  熱備PLC功能

    為了滿足垃圾焚燒對控制系統(tǒng)的可靠性要求，中控室PLC系統(tǒng)采用主從熱備控制方式。熱備PLC系統(tǒng)由兩個配置相同的框架組成，每個框架內(nèi)安裝一個1747-L542 CPU處理器模塊、若干個1747-BSN熱備掃描器模塊。每個框架最多安裝8個熱備掃描器模塊，一對主從熱備掃描模塊最多可接32個遠(yuǎn)程I/O適配器模塊，CPU框架內(nèi)不安裝I/O模塊。熱備切換時間小于50ms，SLC 500 CPU上的DH+接口可作為編程口使用。

    熱備PLC系統(tǒng)的工作原理和實現(xiàn)方法：上海生活垃圾焚燒廠飛灰輸送控制系統(tǒng)安裝一對主從熱備掃描器模塊，由兩塊熱備的遠(yuǎn)程I/O掃描器模塊完成主從處理器同步、校驗、判斷、切換工作，熱備PLC分為主從控制兩種方式。主從處理器的程序完全一致。

    正常情況下，主機處于工作狀態(tài)，不斷的向從機備份數(shù)據(jù)，從機處于監(jiān)視狀態(tài)，不斷的從主機讀取數(shù)據(jù)。如果主機發(fā)生故障，其控制方式切換到從控制方式，處于監(jiān)視狀態(tài)，同時給出一個信號，從機在很短的時間內(nèi)由從控制方式切換到主控制方式，替代主機處于工作狀態(tài)，進(jìn)行監(jiān)控。這樣，即使發(fā)生了故障，系統(tǒng)也能正常工作。

3.2   Modbus通訊功能

(1)  Modbus通訊概述

    在通訊系統(tǒng)中，DCS作為Modbus主站；4601-RIO-MCM為Modbus通訊模塊，作為Modbus子站，位于遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)的機架3、組4，共占用1/2機架。

(2)  Modbus通訊實現(xiàn)方法

①  建立超級終端連接

    在超級終端中新建一個連接，輸入連接名字ProLinx后確定。

選擇COM1與計算機進(jìn)行通訊，確定后，出現(xiàn)屬性對話框。選擇：每秒位數(shù)57 600、８位數(shù)據(jù)位、無校驗、１位停止位、數(shù)據(jù)流控制為Xon/Xoff。

②  配置文件的下載

    打開已經(jīng)建立好的連接，按住“L”鍵，4601-RIO-MCM上電，出現(xiàn)對話框。然后，通過“瀏覽” 按鈕，選擇已經(jīng)編輯好的配置文件。選擇好配置文件后，按“發(fā)送” 按鈕，即可進(jìn)行配置文件的下載傳送。傳送完成后，一定要對4601-RIO-MCM進(jìn)行一次下電操作，然后再上電，配置文件的下載操作就完成了。

③  配置文件的上載

    打開已經(jīng)建立好的連接， 4601-RIO-MCM上電，按“？”鍵，可以進(jìn)行配置文件的上傳操作、運行過程中的數(shù)據(jù)監(jiān)視操作等。按“S”鍵，從4601-RIO-MCM傳送配置文件到計算機中。然后，通過“瀏覽”按鈕，選擇需要接收配置文件所存放的目錄。選擇好接收配置文件所存放的目錄后，按“接收”按鈕，即可進(jìn)行配置文件的上載傳送。

④  4601-RIO-MCM配置文件的編輯（略）

⑤  子站SLC 5/04的通訊程序?qū)崿F(xiàn)

    讀/寫數(shù)據(jù)：有兩種方式可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，少量的數(shù)據(jù)可以通過直接I/O的方式進(jìn)行讀寫；大量的數(shù)據(jù)可以通過塊傳送的方式，實現(xiàn)主站與子站之間的數(shù)據(jù)交換。

3.3  煙氣凈化線10/煙氣凈化線20/煙氣凈化線30的功能

    每條煙氣凈化線包括袋式除塵器和噴霧反應(yīng)器，每臺袋式除塵器有6個隔倉，分2排布置。

    來自袋式除塵器的灰渣，通過控制旋轉(zhuǎn)輸灰閥電機、灰斗下鏈?zhǔn)捷斔蜋C和插板閥，把灰渣輸送到相應(yīng)的輸灰線（01/02）上。

    來自噴霧反應(yīng)器的灰渣，通過破碎裝置，對灰渣進(jìn)一步粉碎，經(jīng)旋轉(zhuǎn)輸灰閥排至三通換向閥，把灰渣輸送到相應(yīng)的輸灰線（01/02）上。

3.4  輸灰線01/輸灰線02的功能

    灰渣進(jìn)入輸灰線，通過鏈?zhǔn)捷斔蜋C把灰渣輸送到斗式提升機，再經(jīng)雙向螺旋輸送機，把灰渣輸送到灰渣儲倉01或灰渣儲倉02，暫時儲存起來，等待處理。

    兩條輸灰線可以同時運行，并且每一功能組都可以被分配到01或02 兩線路之一，或者當(dāng)一個或多個功能組無須運行時，也可以不分配。正常情況下，兩條輸灰線一用一備。

3.5  灰渣儲存及處理系統(tǒng)的功能

    灰渣進(jìn)入儲倉01或灰渣儲倉02后，由倉底螺旋輸送機，把灰渣卸到儲倉下雙向螺旋輸送機上，由操作員選擇灰渣送到卡車站或大口袋站，如果選擇卡車站，則通過卡車站螺旋喂料機及加濕系統(tǒng)，對灰渣進(jìn)行加濕處理，然后由卡車把灰渣運走；如果需要裝袋，由控制系統(tǒng)發(fā)出允許裝袋信號，灰渣由大口袋站裝袋。

3.6  電伴熱系統(tǒng)的功能

    為了保證對灰渣順利地進(jìn)行輸送和處理，對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行伴熱，電伴熱由現(xiàn)場控制箱進(jìn)行溫度設(shè)定和控制，低溫報警信號通過遠(yuǎn)程I/O送入本系統(tǒng)，并經(jīng)本系統(tǒng)通過通訊送入DCS。

4  PLC軟件工程思想

4.1  面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想的結(jié)合

    PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，它要求設(shè)計人員既要有PLC、計算機程序設(shè)計的基礎(chǔ)，又要有自動控制的技術(shù)，還要有一定的現(xiàn)場經(jīng)驗。

    面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想：首先，設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，了解并熟悉被控對象的控制要求，將被控對象分為若干類，對每一類對象明確PLC控制系統(tǒng)必須具備的功能，為應(yīng)用軟件的編制提出明確的要求和技術(shù)指標(biāo)，并形成軟件需求分說明書。

    結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想：在面向?qū)ο笤O(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體設(shè)計，將整個軟件根據(jù)功能要求分成若干相對獨立的部分，分析它們之間在邏輯上、時間上的相互關(guān)系，使設(shè)計出的軟件在總體上結(jié)構(gòu)清晰、簡潔、流程合理，保證后繼的各個開發(fā)階段及其軟件設(shè)計規(guī)格說明書的完全性和一致性。然后，在軟件規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上，選擇適當(dāng)?shù)木幊陶Z言，進(jìn)行程序設(shè)計。所以PLC軟件工程的設(shè)計通常要涉及以下幾個方面的內(nèi)容：PLC軟件功能的分析與設(shè)計、I/O信號及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計、程序結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計、軟件設(shè)計規(guī)格說明書、用編程語言及PLC指令進(jìn)行程序設(shè)計、軟件仿真測試與現(xiàn)場測試、程序使用說明書編制。

4.2  PLC應(yīng)用程序的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

    程序設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是PLC應(yīng)用軟件設(shè)計過程中所有程序設(shè)計員共同遵守的統(tǒng)一規(guī)定。如果每個設(shè)計人員各行其事，都按自己的思維方式和處理問題的做法去做，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，必將造成極大的混亂。

    再者，對于一個較大的工程，現(xiàn)場調(diào)試人員往往不是程序設(shè)計者本人，如果沒有一個統(tǒng)一的程序設(shè)計工作的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，那么在調(diào)試中出現(xiàn)問題，也難于分析和處理。

    由此可見，對于一個較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，程序設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的制定是必不可少的。程序設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中一般只規(guī)定一些具有公共性的和能夠統(tǒng)一的基本結(jié)構(gòu)，而不是對程序細(xì)節(jié)和具體問題的處理方法作嚴(yán)格的限制。在本工程項目中，制定了以下PLC程序設(shè)計方面的標(biāo)準(zhǔn)：程序結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)存分配標(biāo)準(zhǔn)、順序控制標(biāo)準(zhǔn)、公共邏輯標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)模塊、通信標(biāo)準(zhǔn)、注釋標(biāo)準(zhǔn)、文件標(biāo)準(zhǔn)。

5  結(jié)語

    本系統(tǒng)自正式投產(chǎn)已安全穩(wěn)定地運行至今，運行結(jié)果表明，基于熱備PLC的系統(tǒng)及Modbus通訊網(wǎng)絡(luò)能充分滿足上海江橋生活垃圾焚燒廠對灰渣處理自動化控制系統(tǒng)的要求，在灰渣的輸送、排放及裝載管理等方面起到了至關(guān)重要的作用。