句容台泥5000t水泥生产线SCADA系统的升级改造工程

[摘 要] 本文是对句容台泥5000t水泥生产线SCADA系统升级改造工程的详细论述，内容包括项目介绍（项目概述、项目实施），技术详解（网络结构、软件设计、功能扩展、接口程序），项目总结（升级成果、技术价值）。通过本文读者可以了解西门子WinCC系统在水泥行业的特定应用，以及WinCC系统所具有的功能性、扩展性、开放性等高级特性。

[关键词]冗余环网 WinCC冗余通信 WinCC脚本编程

一、项目介绍

句容台泥水泥有限公司现有水泥生产线是20世纪90年代从德国洪堡公司引进的，控制系统配置如下：

1) SCADA组态软件采用德国KHD公司开发的PRODUX系统，该软件是基于HP UNIX 10.2(操作系统开发的，包含画面编辑、曲线、报警、MIS报表系统、电能管理、磨专家系统、打印功能等。

2) PLC由10个S5 155U( CPU948)站和1个S5 135U( CPU928)站组成，每个S5 155U机架配有2块CP1430 TF通信处理器，S5 135U机架配有1块CP1430 TF通信处理器，通过光缆连至中控室交换机，组成双星型冗余网络。

3)有2台冗余系统服务器，每台服务器配有4块网卡，其中2块通过交换机与PLC相连，另外2块分别通过集线器与终端连接，任何一块网卡的故障都不影响系统的运行，只有当主系统服务器Master的两条链路都无法与PLC通信或服务器出现故障时，才能进行系统服务器的自动切换，并不得影响生产线的在线运行和数据运输（包含Web服务器对PLC数据的读取），除此之外在任何时候都可手动进行MASTER和SLAVE的交换而不影响生产线的运转和数据读取。

4)配有1台Web服务器，用于产生报表及提供领导查询系统数据，其配有3块网卡，2块与交换机相连获取PLC数据，l块与集线器相连，再与终端及公司局域网相连。

5)还有1台品管ROMIX配料系统，通过飞利浦荧光分析仪，将分析数据传至配料电脑，经过计算得出配料数据，再通过同轴电缆连至集线器，将配料数据传至系统服务器。经过十多年的运行，该系统出现了不同程度的工作不稳定和性能下降。首当其冲的是基于HPUNIX小型机的SCADA系统，故障率不断增加，处理速度日趋缓慢，切换一幅画面甚至需要等待十几秒钟，严重影响了操作人员的使用，给企业正常生产带来了极大的隐患，一旦出现当机或元器件损坏将造成生产线停产，会给企业带来巨大的经济损失。面对上述问题，解决的办法需要对原系统进行升级改造，经与企业协商，最终提出了如下升级改造方案：为了尽量减少停产时间，此次改造只涉及基于HP UNIX小型机的SCADA系统的软、硬件升级，原PLC系统保留。采用安装有Win—dows操作系统的全新硬件结构，用Siemens WinCC组态软件编制与原系统功能相一致的SCADA软件，不改变原系统的网络结构，保证新系统与原PLC系统之间的冗余连接。

基本配置如下：

1)系统组态软件采用SIEMENS WinCC V7.0（64K完全版）组态软件。

2)系统服务器总计两台（互为冗余）。

3) WEB服务器一台，安装有10用户Web Server，其所需数据从系统服务器获取。

4)配有5台操作员站，作为两台系统服务器的客户端。

5)配置一台工程师站作为控制、维护及自动化管理。

6)彩色图形打印机一台、激光打印机两台，分别与两台打印服务器相连，另为工程师站配置一台本地彩色图形打印机。

7)采用Server-client架构及双回路高速通信网络。

8)系统软件（Server包含Os: Windows 2003 server 10个USER的使用权限）。

9)配置于中央控制室的工业交换机( SCALANCE X204)和西门子公司工业防火墙。

系统服务器功能要求：

1)两台互为冗余热备，且均能独立监控整个生产制程。

2)负责所有生产数据的储存。

3)具备操作员站的全部功能，编程、组态、调试、修改等由其完成。

4)采用磁盘双工[2×（控制卡+DISK SCSI 72GB）]。