元宝山电厂化学车间分别存在4套设备自动控制系统，分别为锅炉补给水自动控制系统上位机组态软件：iFIX4.0，控制系统PLC：施耐德莫迪康鲲鹏系列140CPU671冗余系统；二号机凝结水精处理自动系统上位机组态软件：iFIX，控制系统PLC：西门子CPU315-2DP；三号机凝结水精处理自动系统上位机组态软件：FIX32，控制系统PLC：施耐德莫迪康Modicon984；四号机凝结水精处理自动系统上位机组态软件：iFIX，控制系统PLC：施耐德莫迪康鲲鹏系列140CPU434冗余系统。

       由于水处理系统各子系统软件不统一，通讯方式不统一，并且自控系统内设备相对老旧（大部分系统软、硬件已停产），为避免系统瘫痪的风险，因此急需对该系统进行升级改造。

       2 改造方案设计

       2.1 方案设计

       升级现有的工控机6台，操作系统升级为windows7，以满足后续计算机硬件损坏更换和升级的需要。将现有的PLC编程软件升级为windows7版本：主要S7编程软件×1，莫迪康编程软件UNITY8.0×1，组态软件Kingview7.5无限点完全版×1，组态软件Kingview7.5无限点运行版×5，对PLC及上位机进行重新编程，对系统重新进行调试。二号机组精处理控制系统改造内容：将原有西门子CPU315-2DP更换为CPU315-2PN/DP，实现以太网通讯，同时增加模拟量输入模件四块。三号机组精处理控制系统改造内容：取消原主站PLC以及2个扩展机架，增加一套昆腾系列140 CPU 65150，增加两个IO模块，将原有的#2，#3远程IO站通过同轴电缆接入新PLC系统。四号机组精处理控制系统改造内容：在原有主机底板分别增加一块以太网通讯模块，实现以太网通讯。

       2.2 升级设备清单

（1）二号机组凝结水改造设备清单

（2）三号机组凝结水改造设备清单

（3）四号机组凝结水改造设备清单

（4）公共系统改造设备清单

       3 改造方案实施

       3.1 工作内容

       （1）对现场原有的接线系统进行现场核查、校验、标记，明确电缆拆除数量，制定设备拆除方案。

       （2）根据现场核查结果和新的控制系统要求设计接线图纸，负责提供改造所需全部材料、备件，并负责电缆的拆除、铺设及系统硬件设备的安装、系统接线工作。

       （3）根据甲方提供规程、图纸等资料完成PLC逻辑控制程序编写、以及KingSCADA上位组态软件界面控制程序编写。根据甲方提供工艺流程、运行规程等资料编制调试方案，并在甲方配合下完成系统整体调试。

       （4）对现场运行和维护的工程技术人员进行培训，并使这些培训人员能得心应手地操作、维护、修改和调试PLC系统。

       3.2 硬件配置

       （1）工控机采用最新主流工业控制计算机，要求配置合理，装载的各种软件均为正版软件，运行中无死机现象。

       （2）工控机硬盘数据恢复、备份要与原程序一致，并提供一块与工控机硬盘数据一致的硬盘备份。

       （3）采用MODICON Quantum（昆腾）系列高档PLC控制，用以替代原西门子控制系统的控制功能。

       3.3 仪表信号处理

       仪表的信号的处理主要包括：仪表过程信号处理、仪表报表、历史和实时曲线几个部分。一些仪表信号在系统停运时（即系统不需要仪表信号时）必须将仪表信号进行切除，使其在实时显示、曲线显示、历史库中的值为零，这样可以提高数据日报表的可读性，提高系统报警的可操作性。在线仪表要求在系统流程图中相应的测点位置有显示外，还要求总的仪表信号显示画面。同时各仪表信号要求有历史和实时曲线显示。

       同时数据报表的统计数据要求进行处理，例如流量累计值不能以每小时的流量值进行累计来显示，数据的最大值、最小值、平均值不能包括为零的数据等。

       3.4 报警信息处理

       报警信息包括有固有报警、过程报警、智能提示报警、语音报警、报警历史信息处理几个部分。

       （1）固有报警是指无论在系统停止和运行时都必须具有的报警：例如水箱液位、中和池液位等。

       （2）过程报警是指在系统运行时要求进行报警的信息，这样的信息在系统停运时将不出现报警信息。例如：系列导电度表等。

       （3）智能提示报警是在系统出现故障时所给出的提示性报警，这样可以方便运行和检修人员分析故障原因，提高缺陷处理速度和质量，这类报警集中在各分支程序转步时出现条件不满足信息，例如：再生不能启动原因等。

       （4）语音报警主要包括固有报警和过程报警信息，同时还包括一些重要设备的启停信息，例如转机的启停、重要阀门开关等。

       （5）报警历史信息处理要求将上述信息按日进行存储，同时要求存储周期不小于30天，历史信息要方便运行和检修人员的查询。

       3.5 运行分析报表

       运行分析报表不同于仪表数据报表，其存储的数据主要用来分析系统运行工况，主要记录内容有：系统启动时间，停止时间失效时间，总运行小时数、总处理水量值，失效时导电度值，同时要求将以上数据存入数据库，方便对数据进行进已不处理。

       3.6 程序画面

       （1）监控画面及控制功能与原控制系统画面完全一致，显示工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态，能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，应以不同颜色进行显示并闪光和有相应的声光报警。按照工艺流程图设计显示器LED工艺流程画面，设有足够的幅数以保证工艺系统和控制对象的完整性及满足整个系统的运行和控制的需要。

       （2）要有详细系统运行步序图，内容包括步序号，步序名称，步序时间，完成时间等。

       （3）系统的流程画面要按系统和功能进行分解：A：凝结水部分（运行画面、传脂、再生画面等）B：仪表显示画面 C：报警显示画面。

       （4）在系统流程图内要有仪表数据显示，方便运行监督。

       3.7 操作记录

       对运行或检修人员在上位机的操作记录实行实时全部记录（包括对阀门的开关及状态）保存时间不小于30天，以方便对事故的追忆。

       4 结束语

       改造后系统上位机软件统一（组态王7.5），网络统一（以太网），6台上位机均可操作化学车间内各子系统设备，并且可以均通过以太网对任一系统PLC进行监视或编辑。大大的降低了由于某台上位机瘫痪而对其系统造成的无法操作的风险，同时也相对降低维护人员对软件掌握宽度。以上充分说明了，系统整合来实现相对的集中控制对电厂化学车间的重要性。