1. 自动化控制系统设计

为了保证生产过程的安全可靠和生产的连续性，提高自动化水平，并适应整个工艺需要，我们采用以西门子公司s7-300系列可编程控制器PLC为主的集中和分散相结合的自动化控制系统，实现对全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、连锁和报警以及报表打印，通过使用在主站和远程站间的一系列通讯链，完成整个工艺流程所必需的数据采集，数据通讯，顺序控制，时间控制，回路调节及上位监视和管理作用。在满足工艺流程的要求之外，还能实现安全生产，提高生产管理水平。

整个系统设1个中央控制室、4个现场PLC控制站组成。现场PLC控制站，由可编程序控制器（PLC）系统及检测仪表组成，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室（CCR），对全厂实行集中管理。中央控制室、PLC控制站之间的数据通讯采用高速的、实时的工业以太网，网络结构为环形，通讯速率为100Mbps，传输介质为光纤。

系统整体性能具有如下特点：

• 先进性

本方案设计中不仅采用了目前世界上最先进的主流产品，而且着眼于企业“管控一体化”的需求，贯彻了数字化、信息化环保的先进思想，使企业生产数据的进一步智能应用成为现实。该方案使控制系统有机地成为企业整个IT架构的一部分。

本系统采用先进的计算机控制系统，主要用于生产控制、运行操作、监视管理。控制系统配有可靠的硬件设备，和功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、编程软件和控制软件。

• 高可靠性
• 控制系统在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。
• 系统具备良好的电磁兼容性，能够承受工业环境的严格要求，平均无故障间隔时间（MTBF）1×10⁵小时。
• 采用实时光纤工业以太网，通讯波特率为100Mbps，通讯距离≤2KM（不加中继器），在出现故障时，在线增加或删除任意一个节点，都不会影响到其他设备的运行和通讯。
• 现场控制站PLC对工艺过程的控制不会因监控计算机的瘫痪而受影响。
• 光纤工业以太网的数据传输不受电磁干扰的影响。
• 强大的功能
• PLC的编程语言符合IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。
• CPU内置软PID，并提供了丰富的指令集及函数库，用户直接调用。
• 高速工业以太网作为系统的骨干网络，实现高速数据传输、高度数据共享。
• 组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史数据以及二次开发功能完善而易用。
• 故障诊断
• 有一套完整的自诊功能，可以在运行中自动地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。在系统发生故障后，I/O的状态返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。
• 扩展性和兼容性
• TCP/IP协议是目前开放性最好的协议，可以轻松进行系统扩展。
• 监控系统的数据库结构应为面向对象的，实时式，关系型数据库。系统对数据变化响应可达到1毫秒。操作系统和监控软件具有冗余和容错及灾难性恢复等功能。
• 组态软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供丰富的API编程接口，同时也为世界各大PLC厂商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron等的设备提供了完善的驱动程序库，从而可以将其它系统轻松接入本系统。

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