徐建元
嘉兴协鑫环保热电有限公司 浙江嘉兴 314031
摘要：本文主要对PLC与Wincc的管理信息系统的开发与应用进行了研究，研究发现此系统的效果非常显著，不仅能够稳定的运行，而且还能充分节省人力，使企业系统都能实现信息化管理的模式，因此发展前景非常可观，具有很大的使用价值以及探究必要。
关键词：热电厂能源；动力管理；信息系统；开发与应用
因为能源及动力的运行情况会直接影响到工业的生产效率以及质量，所以要想促使工业高效、稳定的生产，就必须对能源及动力方面进行深入的研究，尤其是热电厂，其最重要的部分就是能源与动力系统极，该系统不仅能够保障热电厂稳定的运行，而且还能够给热电厂带来更多的收益。由此可见，对热电厂能源与动力管理信息系统的开发与应用进行研究是非常有必要的，能够很大程度地提高热电厂的工作效率。
一、管理信息系统
管理信息系统是由数据采集设备、OPC服务器以及数据库服务器、系统监控软件（Wincc）构成。目前热电厂的能源与动力管理信息系统可经过OPC服务器使Wincc和DCS系统当中的不同种类的组态软件展开通讯，以使Wincc能够良好的收集DCS系统里所需要的各项数据。
（一）PLC的选择
热电厂能源与动力系统设备的结构非常复杂，其开关量和模拟量的输入及输出点高达562个，同时厂房的分布也非常零散，因此依据该特点，可运用西门子S7-1500CPU1515-2PN做为主控制器，并应用SIMATICET200SP成立分布式自动化系统。因为S7-1500型的PLC属于极其常用的，可用在自动化系统的各种情况当中，所以选择此种PLC非常有利。另外，此PLC是无风扇设计，不仅指令丰富，而且处理的效率高，很容易就能达到分布式配置，操作简单，所以应用非常的广泛。
（二）通讯设计
首先，系统通讯设计。本文研究的管理信息系统为CPU的1513-2PN和1515-2PN。主要是因为CPU1500系列带有主站性能，所以经过扩展以后，此通讯模块CM1542-5可作为PROFIBUS-DP主站，再扩展以后，使用PROFIBUS-DP总线与500个DP从站相连，就能更好地发挥出通讯性能，以用来进行结构化编程。虽然控制器模拟量、数字量输入输出的点位数、DET200MP以及ET200SP均具备扩展从站的性能，但他们的适用的场合不同，所以按照其特性，可选用ET200SP模块，因为该模块不仅能够扩大输入的数字量，而且还能够显著扩展CMPTP通讯模块，借助MODBUS便能与多台RS485设备相连，不过需要特别注意，如果Modbus主站为一个485通讯模块时，其从站数不可大于32。另外，如果用Modbus主站去访问大量的从站时，则必然会延长许多时间，所以为促使延时最短，并保证系统通信的实时性，就必须对Modbus从站数量展开合理的设计。其次，厂房通讯设计。为满足厂房的需求，便需借助四个操控室来构成一个完整的监控系统，即非热电介质运行操控室、环保运行操控室、锅炉汽机运行操控室以及配电运行操 控室，每一个操控室都具有不同的作用，为此，我们就能够设计出良好的方案。虽然S7-1500系列的PLC通常能够和32个Modbus从站设备展开通讯，但由于Modbus设备较多会严重影响其运行速度，所以必须合理地设计PLC控制器，能够显著提升采集点和通讯设备的效果。
（三）传感器的选取
通常影响热电厂动力系统的因素有很多，主要包括：车间温度、压力、电流 检测等等。只有确保系统的数据准确，才能保证系统的动力不断。因此，应运用系统模拟量输入模块８AI，RTD/TC，2-wireHF;四线制热电阻铠装的温度传感器，同时对TRD的接地信号线实施零漂调整。要想有效采集电流，还应在控制柜中装上电流互感器，主要是为了使标准电流能够接到所扩展的AI模块当中，以提升采集的效果。
二、上位机系统的设计
对于热电厂能源与动力管理信息系统的画面设计来说，其主要有三个关键系统，即生产过程实时监控子系统、数据处理子系统、数据异常报警子系统。
（一）生产过程实时监控子系统
因为上位机的监控系统就是用来监控每一个子系统的，并在控制室中借助Wincc组态画面直接观察系统的运行情况。一般热电厂需要对七个子系统展开研究并成立组态画面，同时画面还需要加入报警指示灯，一旦水泵与电机之间的电流或压力发生异常，报警指示灯就会开始闪烁，以警示工作人员，并及时维修，以免事故产生。
（二）数据处理子系统
因为Wincc组态软件最关键的一个作用就是采集数据和数据查询，所以管理信息系统就设计了此功能，其中非常重要的就是参数设置，这样有利于管理人员进行修改，主要包括：压力、温度、罐体液位和电流等等。对于热电厂管理信息系统的数据归档方面来说，其主要包括两个方面，即实时生产数据归档和报警记录归档，这就要在Wincc新建项目的对话框里选择启动变量运行和启动变量记录运行，这样数据就会在项目文件当中被数据库支持，进而有效地采集和查询数据。
（三）故障报警子系统
在热电厂的生产过程中，安全属于极为重要的，而影响系统安全的因素有很多，主要包括：温度、压力以及水位等等，要想避免故障发生，便需要设计故障报警子系统。另外，容易导致生产事故发生的系统有：锅炉汽机运行管理系统、原料与燃料供应运行管理系统、空压运行管理系统、除氧运行管理系统等等，一旦介质压力较大、工作电流异常就会引发严重的事故，所以安装故障报警子系统，非常的重要，只要超过标准规定就会立即警示，同时还可借助蜂鸣器来加大报警的力度，以更好的警示工作人员马上解决。由此可见，报警子系统不仅利于保护系统，而且还能增加系统的安全属性，功能非常显著。
三、总结
通过上述内容我们可知：目前PLC与Wincc已基本成熟，能够有效地保护系统，因为它们都具有良好的处理功能以及多样化的属性，所以应用非常的广泛。在本文中主要研究了热电厂能源与动力管理信息系统的开发与应用，经过研究发现运用1500系列的PLC，能够有效地采集数据和传输数据，运用Wincc，能够有效地对上位机进行监控、数据进行归档，同时还可显著提升管理信息系统的性能。另外，如果采用PROFIBUS-DP总线分布式的通信协议以及TCP/IP通信协议还能有效促使数据在总站和分站间的传输，同时通讯线路应运用光纤通讯和OPC驱动通讯组合的形式，因为PROFIBUS-DP的通讯效果非常好，既安全又稳定，所以发展前景很好。
参考文献
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