quantumetherneti-o解决方案在铜铝煤气加压站改造工程应用

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1、QuantumEthernetI/O解决方案在铜铝煤气加压站改造工程应用【摘要】传统的现场总线由于实时性好、可靠性高、抗干扰能力强、连接方便、布线简单在工业控制领域中得到了广泛的应用。随着控制系统连接的外部设备种类和接口越来越多，故障诊断等功能要求越来越高，传统的现场总线受到的挑战越来越大。【关键词】QuantumEthernetI/O系统；解决方案；铜铝；改造工程QuantumEthernetI/O系统是施耐德电气公司最新推出的，基于PlantStruxure系统的最新解决方案。该解决方案以QuantumPLC为核心、采用工业以太网Ethernet/IP协议作为主干

2、网络的通讯协议、连接现场Quantum远程10子站、分布式10子站、仪表、执行机构等现场设备。该解决方案在充分发挥了工业以太网的各种优点，支持以太网的常见各种服务的同时，并解决了以太网实时性差、可靠性差的缺点,极大的延伸了QuantumPLC的解决方案。一、系统简介(1)项目概况。董家河工业园区拟新建航汽铝合金产业园，本项目铝合金加工车间包括：铝合金板锭、铝合金园棒与普通铸造铝合金锭铸造两部分。铝合金板锭、铝合金园棒生产采用大型内导式竖井液压半连续铸造机来完成，该设备通过更换结晶器来实现铸造品种与规格的变更。该项目需要创建一套新的加压站、混合站、压缩站控制系统，保证6

3、大车间煤气设施正常工作的同时，实现对现场设备的远程监视、控制和管理等功能。（2）控制系统组成及要求。铜铝轨梁厂横列式轧机项目煤气加压站改造工程主要由以下控制系统组成：加压站控制系统、混合站控制系统以及压缩站控制系统。该控制系统主要用于实现高炉煤气、焦炉煤气加压机盲板阀与蝶阀、罗茨风机盲板阀与蝶阀、各个用户端的盲板阀、蝶阀的监视、控制和管理等功能。该控制系统的基本要求有：控制系统全年任何时候都不能停机；控制系统故障诊断功能较强；控制系统的维护简单。二、解决方案简介该改造工程系统中采用了施耐德电气公司的全套解决方案来实现加压站、混合站和压缩站所有现场设备的监控功能。整个改

4、造工程系统主要有四层网络结构组成：监控层、控制层、现场层和网络层。（1）监控层。该系统监控层设备主要监控计算机和打印机组成。该系统所涉及的高、焦炉煤气加压站、混合站、压缩站共用1套SCADA监控系统，该监控系统主要由2套冗余服务器和4台操作员站组成。2套冗余服务器用于从PLC单元手机设备数据，生成并存储相应的实时数据库文件。根据操作员站的请求，实现现场工作设备数据的采集、显示、控制、数据记录和管理、分析、打印、报警显示、管理和打印、趋势曲线的显示等功能。SCADA监控系统正常运行时，2套冗余服务器中只有1台服务器作为IOServer与现场设备进行数据交换(不考虑负载平

5、衡功能)。当任一通讯链路出现故障时，可实现冗余服务器间的无扰切换，实现备用服务器对现场设备的数据采集功能，不影响监控系统的正常运行。所有4台操作员站的所有监控功能完全对等，可实现操作员站之间的任意操作。所有服务器和操作员站的监控软件全部采用施耐德电气公司的VijeoCitect软件完成所有设备的监控功能。VijeoCitect软件的如下特点，完全满足了控制系统的应用要求：第一，“全冗余”架构和强大的"负荷平衡”功能，在降低了系统的网络负荷和带宽的同时，提高了系统的可靠性和安全性；第二，软件强大的“精灵”和“超级精灵”开发功能，减少了软件开发和维护工作量和维护时间；第三

6、，软件最短可达10ms的页面刷新时间，保证了系统的实时性；第四，软件强大的自动部署功能，保证SCADA系统在在线的情况下，可实现对服务器、客户端间项目文件的自动、无扰发布、部署等功能，减少了系统停机时间，提高了SCADA系统的可用性。(2)控制层。该系统的控制层设备主要由2套单机PLC和2套双机热备PLC组成。所有控制系统全部采用了施耐德电气公司的UnityQuantum自动化控制平台来实现。其中加压站控制系统采用冗余电源、冗余通讯网络的双机热备PLC来实现，CPU型号为140CPU67160o热备系统中任一机架的任一模板出现故障,系统都可以保证在一个扫描周期内自动、

7、无扰地切换到另一机架，由备机接管全部控制功能，保证了系统的可靠性和安全性。冗余的通讯链路也保证了通讯链路中任一模板和附件出现故障时，系统数据交换的可靠性。混合站控制系统采用冗余电源、冗余通讯网络的单机PLC来实现，CPU型号为140CPU65160o冗余的通讯链路也保证了通讯链路中任一模板和附件出现故障时，系统数据交换的可靠性。所有10子站采用冗余电源供电方式，当任一供电回路或电源模板出现故障时，系统自动切换至另一供电回路供电，保证了系统的可靠性。每套PLC与10子站之间全部采用EthernetI/O方式连接，并形成一个菊花链环。当菊花链环中任一位置