6ES7322-1CF00-0AA0功能参数

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  治理大气污染，有准确的监测仪器和系统来**。烟气连续监测系统CEMS在国内越来越多的满足广大用户需求。在一些大型的项目和企业中应用CEMS，结合环境监测仪器、ABB PLC和杰控FameView软件，完善烟气连续监测系统，对促进高技术在监测仪器中的应用，具有很重要的意义。

CEMS中有很多种监测方法：比如烟气SO2自动分析仪的原理有电导法、非分散红外吸收法（动态范围较窄）、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和定电位电解法。采用方式主要有：

（1）直接抽气采样法

（2）稀释抽气采样法（包括烟道内稀释和烟道外稀释，占85.5%，主要为欧美产品）；

（3）在线直接测量法；

（4）定电位电解法。

CEMS环保行业有两个典型的特点：

一是典型的SA应用，二是数据及报表处理比较复杂。

ABB AC500 PLC 和FameView在这两方面做的为出色：

 ABB PLC集成有MODBUS 主、从协议，通讯灵活;

 可配置的开关量、模拟量模块，集成简单;

 AC500的模块和端子分离，预接线方便;

 FameView强大而简单的数据库连接功能,存储各种数据到各种数据库中;

 根据需求能提供各种打印报表;

 能通过宽带/ADSL/GPRS/CDMA/电话拨号向站提供实时数据和历史数据;

 提供站软件，能接收和管理100个分站的数据;

 FameView近三年已成功应用到900多套CEMS子站和多个站。

AC500 PLC的部分开关量通道可以通过软件设为输入或输出，这大大的方便了用户的使用和适应现场的变化。而模拟量模块上的每个通道都可以根据用户的需求接入：电流，电压和热电阻信号，可以在同一个模块上接入各种不同的分析信号，简化了系统。

近年来，由于CEMS系统的要求越来越高，使得“组态软件+PLC”的组合模式在CEMS系统中的应用越来越广泛，并已逐步取代以前惯用的“上位软件+单片机+板卡”，成为CEMS系统中实现数据采集及控制的。

FameView组态软件和ABB公司的AC500系列PLC共同开发的CEMS系统，以其稳定的通讯能力和强大的数据处理能力，逐渐为业界所认可。

AC500系列PLC是ABB公司的产品，其中烟气上用了一款CPU是PM571，它的特点是：

1、24VDC供电，64K程序内存，1K字节指令执行时间0.3mS；

2、用户程序密码保护，支持多任务、浮点运算；

3、集成RS232/RS485、以太网RJ45；

4、CPU面板上能显示状态、诊断信息；

5、串口直接支持MODBUS 主、从协议

6、支持多种语言编程FBD、IL、LD、ST、SFC、CFC

7、可以用SD卡扩展128M的数据空间

在没有上位监控子站的系统中，AC500 PLC的串口除了可以作为Modbus通讯外，还可以通过Modem 直接和GPRS 等系统相连，并可以在就地用SD卡储存高达128M 的历史数据。

系统概述：

烟气污染物排放总量数据监测系统（CEMS），根据使用需要的不同，可以选择不同的测量参数（如：SO2、NOX、CO、CO2、O2、颗粒物、温度、压力、流速、湿度等）。这些参数数值一般由各类分析仪采集烟道中气体进行测量分析后传送到上位机，由上位机对其进行处理、运算、存储、报表等。同时，上位机还要作为服务器与环保行政主管部门进行远程通讯，向其提供数据。

污染源在线监控系统由数据处理软件和传输系统两大部分构成。系统拓朴结构如下图：

硬件设计：

CEMS测量烟道中的固体烟尘。现国内一般采用直接抽取法采样，将湿烟气经过过滤送氧化锆分析仪，测出湿氧含量。再把烟气经干燥器送入烟气分析仪，分析CO、SO2及氮氧化合物、干氧的含量。烟气的湿度可采用干湿润氧法计算得出，直接测量得出。压力一般由压力测试仪测得，并通过压力计算出烟气流速和流量。

软件设计

CEMS一般由PLC控制、上位机程序、远程通讯三部分组成。

•　　PLC控制程序

由于CEMS中需要控制的是按一定时间序列开闭的管路，故PLC程序主要用于接收各种操作命令，控制各种阀、泵、指示灯的开闭及互锁，并定时或实时完成对采样通道的吹扫、测量仪器的标定。并对采集到的各模拟量进行数字滤波。

•　　上位机程序

主要用于显示各个分析设备的工作情况，汇总烟气的历史数据，进行打印归档、趋势显示及报警信息处理。

上位机通过FameView组态软件与AC500 PLC通过MODBUS-RTU或MODBUS-TCPIP协议进行通讯。实时的从仪器上数据，将采集到的数据分析处理后保存到数据库中，并实现实时数据和历史数据查看和曲线查询，对数据库中的数据进行查询、报表打印或导出到 EXCEL 表格中。

实时数据监测：能实时的从与计算机连接的仪器上采集数据，并进行分析显示，可实时显示各种检测数据及系统运行时各部分的运行状态。系统主要完成如下功能：

系统设置：设置系统参数。

用户管理：实现系统的权限管理。

设备控制：能在计算机上对仪器进行控制，实现实时反吹和标定。

数据处理：将采集到的数据分析处理后保存到数据库中。

历史数据查询：可以按时间段来查询历史测量数据。

数据报表打印：可以打印小时平均值日报表、日平均值月报表及月平均值年报表。

•　　远程通讯

远程通讯主要是上位机与环保站之间通过GPRS/CDMA/电话拨号/局域网进行数据通讯。CEMS中的上位机作为服务器，环保站作为客户机，采用C/S模式数据。具体来说就是环保站站发送查询请求，CEMS上位机返回相应时间段内的烟放数据。

经过在现场的实际运行，整个系统稳定。很好的完成了用户的工艺要求。

随着电站单元机组规模大型化和控制自动化水平的不断提高，可编程控制器以其、高性、高性价比等特点在电站各控制系统中得到了广泛应用。本文将通过介绍可编程控制器在北方某2X300MW机组电站循环水控制系统中的应用来阐述新型可编程控制器的性能特点及其控制实现过程。 
  
  
 　　该电站原循环水控制系统采用循环水控制室手动控制。随着生产运行水平的不断提高，原控制系统难以达到现代化生产运行的要求。为了提高整个系统的运行水平，完善联锁保护控制功能，提高运行人员工作效率，实现现代化生产与管理水平的高标准、高要求，我们对原循环水系统控制进行了技术改造。 
  循环水控制系统总体改造设计方案 
  　　该电站循环水系统共设有四台循环水泵。每台机组有A、B两台循环水泵，均采用母管制供水，双泵并联，入口联通，互为备用，如图1所示。 
  图1：电站循环水系统图。 　　系统主要对循环水泵、滤网及其出口的蝶阀进行控制，其I/O点数为300多点，要求实现数据采集、程序控制等功能，同时电站控制室内保留少量的后备仪表和主要的操作开关，并将数据通过光缆传送至操作员站。能实现通过CRT对循环水系统进行控制。系统设有必要的手操开关，当控制系统出现故障时，不影响设备的手动运行。 
 　　总体改造内容如下： 
 　　(1) 根据循环水泵投运、起停及联锁要求将循环水泵控制室相关控制监视及操作信号送入改造后的循环水泵控制系统。 
 　　(2) 保留原动力柜，系统只接受电源掉闸信号。 
 　　(3) 所有泵、滤网等起停开关均设计在操作员站人机界面上，同时在电站室保留部分重要操作开关。 
 　　(4) 在循环水系统控制室及现场水泵房安装摄像设备，以运行状况，并将视频信号送入工程师站和操作员站中。 
 　　(5) 所有开关量与模拟量信号通过可编程控制器送入工程师站，并通过光缆及以太网将到操作员站。 
  系统选型及特点 
  　　为了满足上面提到的循环水控制系统的设计要求，我们选用罗克韦尔自动化产品A-B SLC 500可编程控制器（PLC）和研华公司IPC-610工控机（IPC）构成的自控系统，再配以的A-B RSView32组态软件来实现循环水控制系统的各项功能。 
 　　可编程控制器（PLC）是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机，已经成为电气控制系统中应用为广泛的装置，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、性高、稳定性好、体积小，能在恶劣环境下长时间、不间断运行，且编程简单，维护方便，并配有各类通讯接口与模块处理，可方便各级连接。  
 　　在当前的控制系统产品中，罗克韦尔自动化的可编程控制器技术已相当成熟，而且从硬件的性、稳定性及软件的易操作性等各方面综合评定，也符合循环水系统改造的各项要求。为我们所需要的是SLC 500系列处理器内置了不同通讯接口，提供多种控制器联网方式选择，可构成不同要求的工业监控网络，并且还提供了与各类“智能”设备的现场总线接口。终，使控制系统将参数检测、程序控制、显示报警、监控管理等融为一体，通过计算机处理、网络数据共享等技术手段，实现系统的集中管理，以满足系统运行现代化的要求，提高其性和效率。 

  系统功能  
 　　循环水控制系统主要由数据采集及监视（DAS）和逻辑控制两部分组成。 
 　　DAS主要完成数据一览、组显示、点显示、实时趋势、历史趋势、流程图、报警一览、报警历史、操作说明、报表打印等功能。各种功能均可通过主菜单选择进入，并分级子菜单方式进行选用操作，大部分功能有热键调用，相关画面上下关联操作。 
 　　控制系统主要通过上位机的软手操实现对阀门和泵的控制，并在程序中实现联锁功能。控制过程分为： 
 　　(1) 开循环水泵前，先打开蝶阀至30％，然后起泵，循环水泵开起之后再对蝶阀进行调节；关循环水泵时，先关蝶阀至30％，然后停泵，循环水泵停运后再将蝶阀关闭。 
 　　(2) 其他联锁保护功能。 
 　　(3) 有关设备的启停控制。 
  结论 
  　　本文讨论了基于可编程控制器的电站循环水控制系统的设计与实现，充分发挥了可编程控制器配置灵活、控制、编程方便和可现场调试的优点，使整个系统的稳定性有了。该控制系统已通过静态与动态联锁试验及试运过程，在实际应用中达到了改造设计要求，实现了预期目标，为电站的经济运行提供了。同时，我们认为在相关项目改造中值得推广及应用。

一、简介

    通常情况下，如果INFI环上存在DSOE的话，系统默认SEM为整个系统的时钟MASTER。

    并且按照是否存在GPS又可分两种情况：

    一种是没有GPS，此时TKM时钟模件周期性地向扩展总线上发送时钟信号，这个时钟信号来自其内部的晶振片，并且它的精度为11，SEM主模件再周期性地从扩展总线上读取时钟信号并且发送到INFI环上。这种方式缺陷为，经过较长时间的运行后，整个系统的时钟和实际时钟会存在一个偏差，这个偏差的大小取决于TKM子摸件上的晶振片，并且这个偏差理论上就存在。

    另外一种情况是存在GPS，此时TKM始终模件通过端子板周期性地从GPS读取时钟信号后再发送到扩展总线上，这个时钟信号为GPS接受的卫星时钟信号，他的精度为13，SEM主模件再从扩展总线上周期性读取时钟信号后发送到INFI环上。这个方式的时间效果也不太理想，具体表现为TKM时钟模件不能稳定地从GPS读取时钟信号，从而导致INFI环上的时钟精度经常在11和13之间来回变化，并不能导致INFI环上的时钟结构发生跳变从而导致系统时钟混乱。具体原因可能是TKM采取的IRIG-B接口有关，这种接口对GPS接受仪的IRIG-B口的输出信号要求比较高，北京中新创科有限公司的GPS时间服务器能解决这个问题。

    二、时间同步网络技术

    目前有多种时间同步技术，每一种技术都各有特点，不同技术的时间同步精度也存在较大的差异，如表2所示：

    表2：各种常用的时间同步技术

    时间同步技术准确度覆盖范围

    短波授时1～10毫秒

    长波授时1毫秒区域

    GPS5～500纳秒

    电话拨号授时100毫秒

    互联网授时（NTP）1～50毫秒

    SDH传输网授时100纳秒长途

    2长短波授时时间同步技术

    利用无线电信号授时已经具有80多年的历史，上长波授时主要使用罗兰-C系统，国内发射台设在沿海地区，主要用于军事和导航，尚不民用。

    4 电话拨号时间同步技术

    电话拨号授时（ACTS）使用的设备相对简单，只需电话线、模拟调制解调器、PC及客户端软件即可。目前这种计算机主要用于校准家庭个人计算机时间，同时不具备实时性。

    6 GPS时间同步技术

    GPS时间同步技术是当前较成熟并在上广泛采用的时间同步技术。目前上除了美国的GPS还有前苏联的GLANASS系统和我国的“北斗”系统。GLANASS系统由于经济原因，健康星的数量有限，稳定性和性无法。“北斗”系统尚未民用，而且无法做到实时覆盖。目前GPS属于比较成熟的系统。

    8 互联网时间同步技术

    使用互联网同步计算机的时间是十分方便的，目前这种方式在局域网内得到广泛的应用。微软公司已将网络时间协议（NTP）嵌入到bbbbbbsXP系统中，只要计算机能联网，就能进行局域网或广域网内的计算机时间校准。标准的NTP协议采用的是RFC1350标准，简化的网络时间协议（SNTP）采用的是RFC1769标准。NTP协议包含一个64bit的协调世界时（UTC）时间戳，时间分辨率时200ps，并可以提供1~50ms的时间精度（依赖网络负载）。但实验表明这种技术在洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。所以，在庞大的网络中应设立一级和时间服务器来解决精度的问题。

    另外，还有两个相对简单的、低精度的互联网时间协议：Time协议（RFC868）和Daytime协议（RFC867），可以提供1s校准精度的广域网时间同步。

    三、运用北京中新创科的网络时间服务器解决时间同步问题。

    一直以来，中新创科公司致力于网络时间服务器的研发，可根据客户的要求单定做，并了广大客户的认可。目前产品分6个型号可满足不**业的网络时间同步需求。同时，中新创科的DNTS系列网络时间服务器已经在：电力、铁路、卫星、、电信、等行业有着广泛的应用。

    中新创科的DNTS时间服务器是客户可自己设置时间源保存到服务器的恒温晶振里达到时间同步或GPS时间同步技术和互联网时间同步技术的结合。一号卫星发射基地就是采用19英寸1U机架式设计，内置GPS，以GPS卫星时间为标准时间源，支持NTP协议（V2.0/V3.0/V4.0）和SNTP协议，同时可以支持能够为局域网内成百上千的计算机、路由器等提供时间校准终来达到整个网络时间同步。下图为利用网络时间服务器双机备份达到网络同步的应用方案：    

    在互联网时间同步技术中提到因为网络负载以及延时的原因导致洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。那么在庞大的网络中需要一级网络时间服务器来很好的解决校准精度和冗错的问题。   

    在上面的方案中，从主干网络到各分支网络需要保持应用界面的时间同步。如果仅仅在主干网络中设立一台网络时间服务器那么分支网络中的客户端由于网络延时等原因不能**所需精度，那么通过在地市级网络中也设立网络时间服务器就能解决这一问题，因为这种情况下各地的GPS在接收到3颗以上卫星信号时大家的时间源都是当前的标准时间，所以时间源的一致性得到**。同时，即便某地的GPS发生故障这是本地的网络时间服务器可作为NTP的客户端向上主干网网络的一级时间服务器请求标准时间继续提供的时间源为本地网络的客户端提供校准服务。在端情况下，当主干网网络中设立的一级时间服务器GPS也发生故障时，分支网的时间服务器具备高的自守时功能（守时精度1×10－12即30年误差1s）仍然能提供的时间源。方案中的一级时间服务器采用中新创科DNTS-72型。

    另外，中新创科还提供应用于移动通信、卫星通信和数字广播电视系统的时间频率产品，例如可以作为CDMA钟源为CDMA基站提供时钟源可提供19.6608MHZ方波信号，PP2S信号，10M正弦波信号或方波信号。如作为数字集群的应用可定制信号16.384MHZ，14.4MHZ。并支持再定时功能作为再定时设备使用。

    中新创科时间服务器参数和性能特点：

    1 **Intranet/Internet内所有的计算机时间同步

    2支持协议ARP,UDP,IP,TCP,bbbnet,ICMP,SNMP,DHCP,TFTP,NTP,SNTP,Time/UDP

    3NTPV4，V3，V2;Nerver或NTPClient可选择

    42个立以太网速率10/100M，协议兼容：Ethernet2.0/IEEE802.3

    5一个RS232/RS485口输出标准时间和位置信号(NMEA0183)

    6一个RS232口输入，可作为外部时间源

    71PPS输出

    8本地干节点告警功能

    912通道GPS，寻星时间小于10秒

    10内置时钟，GPS信号丢失情况下仍可输出标准时间信号

    11网络较时精度小于10ms可用于WIN95/98/ME/NT/2000,Unix,Linux

    12提供MD5加密验，防止非法时间

    13提供UDP广播协议，可接LED显示屏

    14完善的SNMP网管功能

    15输入电源220VAC/50Hz,-48VDC,24VDC,10W

    16B码输入,B码输出,1PPS,1PPM,1PPH

    型号：DNTS系列

    选型指南

    GPSPPS网口1网口2LCDLEDRS232RS485本地告警机架式天线B码