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 1、原控制系統(tǒng)的簡介
1.1泵房控制系統(tǒng)的配置
a、就地控制柜用于現(xiàn)場I/O數(shù)據(jù)的采集及邏輯處理；
b、就地操作終端用于就地泵房對設(shè)備的控制；
c、服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與就地控制柜及各個(gè)操作終端的數(shù)據(jù)交換、存儲；
d、操作終端用于就地泵房設(shè)備狀態(tài)的顯示、操作以及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)的查詢；
e、工程師站用于歷史數(shù)據(jù)的查詢與分析以及相關(guān)配置的修改。
1.2現(xiàn)有控制系統(tǒng)存在的問題
（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，數(shù)據(jù)交換路徑復(fù)雜環(huán)節(jié)較多，經(jīng)常出現(xiàn)通訊故障，導(dǎo)致系統(tǒng)監(jiān)控功能無法正常實(shí)現(xiàn)；
（2）設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用水平較低，處理器的處理能力不足，經(jīng)常發(fā)生當(dāng)操作過多導(dǎo)致控制器死機(jī)的現(xiàn)象；
（3）故障率較高，冗余控制功能經(jīng)常失效；
（4）控制邏輯不透明，中方無法進(jìn)行深層次的修改維護(hù)；
（5）部分備件型號已經(jīng)停產(chǎn)，需要特別定制，維護(hù)成本高。
2、新控制系統(tǒng)的技術(shù)特性
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
針對原控制系統(tǒng)存在的問題，并結(jié)合現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)情況，提出新的方案要求如下：
1、采用可編程邏輯控制器PLC進(jìn)行就地控制系統(tǒng)的組態(tài)；
2、采用硬結(jié)點(diǎn)的方式從消防系統(tǒng)采集火警啟泵信號，減少與俄供系統(tǒng)的接口，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性；
3、使用IFIX進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)，解決原系統(tǒng)存在的操作繁瑣及容易出現(xiàn)誤操作等問題；
4、實(shí)現(xiàn)控制功能、通訊功能的冗余，提高系統(tǒng)的可靠性。
2.2供電方案
為了解決原系統(tǒng)供電不冗余現(xiàn)象，新控制系統(tǒng)的供電方案如下：
1.采用雙電源切換裝置，實(shí)現(xiàn)兩路供電母線電源的無擾切換。
2.采用兩路24V電源輸出，在電源出口用二極管進(jìn)行隔離，保證兩路電源的冗余備份功能。
采用此種供電方式，在實(shí)現(xiàn)控制柜供電冗余的同時(shí)，可以解決原泵房控制系統(tǒng)存在的就地測點(diǎn)電源不冗余的設(shè)計(jì)缺陷，徹底避免了因上游母線單路失電即造成泵房跳泵的現(xiàn)象。
2.3硬件方案
采用MODICON的Quantum系列PLC進(jìn)行就地控制系統(tǒng)的改造，可實(shí)現(xiàn)就地控制機(jī)柜的冗余配置及系統(tǒng)的熱備功能，主備用系統(tǒng)間可無擾切換。
雙機(jī)熱備技術(shù)具有相當(dāng)?shù)目煽啃?，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)如下：
控制系統(tǒng)為冗余的雙CPU設(shè)計(jì)，運(yùn)行時(shí)一主一備，并通過高速光纜連接；
控制系統(tǒng)為冗余的雙通訊通道，通訊網(wǎng)絡(luò)采用Modbus TCP/IP協(xié)議，控制系統(tǒng)內(nèi)部采用RIO網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
每個(gè)掃描周期均傳送數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，確保雙CPU工作狀態(tài)的完全一致。
2.4網(wǎng)絡(luò)方案
方案中涉及到通訊方式包括：
1、采用硬結(jié)點(diǎn)的方式從CYE12采集火警啟泵信號；
2、使用以太網(wǎng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)就地服務(wù)器與各個(gè)操作終端的通訊。
采用光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場和CYE操作終端的通訊。傳統(tǒng)的直連光纖雖然滿足了快速的要求，可靠性也較高，但為了達(dá)到更高的可靠性，要求在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)至少能夠容納1個(gè)以上的斷點(diǎn)，因此本項(xiàng)目采用光纖環(huán)網(wǎng)的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。
其中，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)選用的是環(huán)系列光纖交換機(jī)。由4個(gè)交換機(jī)互相之間通過光纖連接構(gòu)成了一個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)。環(huán)的兩邊相對獨(dú)立，正常工作時(shí)環(huán)的兩邊同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，形成一種冗余的數(shù)據(jù)交換機(jī)制。為了協(xié)調(diào)這種冗余數(shù)據(jù)交換機(jī)制，當(dāng)主通信線路發(fā)生故障時(shí)，會自動啟用備用通信線路，使通信不受影響，并發(fā)出報(bào)警信號。這種通信機(jī)制可以使每個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)容納一個(gè)物理斷點(diǎn)而通信不受影響。
2.5上位機(jī)方案
上位機(jī)采用IFIX監(jiān)控軟件的服務(wù)器版和客戶端版。其數(shù)據(jù)庫可采用微軟公司的SQL Server，可通過其實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行記錄的詳細(xì)查詢：
兩臺現(xiàn)場服務(wù)器和五臺操作終端都通過RJ45接口接到冗余光纖交換機(jī)上，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場服務(wù)器和各個(gè)操作終端之間為冗余的Server/Client結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場服務(wù)器從冗余硬件控制器讀取數(shù)據(jù)，然后5臺操作終端通過讀取現(xiàn)場服務(wù)器的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和操作。
2.6新的泵房改造方案的優(yōu)點(diǎn)
1、硬件設(shè)備比較先進(jìn)，采用了目前主流的QUANTUM系列的PLC進(jìn)行設(shè)備的硬件組態(tài)。
2、采用IFIX進(jìn)行上位機(jī)的畫面組態(tài)，顯示更加實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。
3、采用光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通訊架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)通訊通道的冗余設(shè)置，可以保證在出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)不會影響整體功能的實(shí)現(xiàn)。
4、在就地設(shè)置相互冗余的兩臺服務(wù)器，保證了上層設(shè)備的運(yùn)行可靠性。
5、實(shí)現(xiàn)與原消防系統(tǒng)采用硬結(jié)點(diǎn)的方式進(jìn)行火警信號的傳輸，解決了原控制柜與消防系統(tǒng)間通訊曾出現(xiàn)的通訊故障導(dǎo)致未能正常啟泵等問題。
6、提供了更加詳細(xì)的歷史記錄存儲，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，提供更加詳細(xì)的故障診斷信息。
7、在操作員操作畫面上增加了一些運(yùn)行記錄的顯示，可以幫助操作員快速地定位當(dāng)前系統(tǒng)的故障點(diǎn)等。
8、整個(gè)控制系統(tǒng)由中方設(shè)計(jì)、調(diào)試，對于中方維護(hù)人員更加透明，便于系統(tǒng)的維護(hù)及優(yōu)化升級工作。
9、運(yùn)行維護(hù)成本將大為降低。