摘 要：本文章主要介绍西门子S7-300 PLC软冗余系统在垃圾焚烧发电厂中的应用，主要介绍软冗余系统的设计选型及编程以及在小型垃圾发电厂的应用和比较，以已经建设竣工的“深圳市医疗废物处置中心”的自动控制系统为基础。
关键词：PLC 串口通讯 系统冗余 OPC WINCC
Abstract：This paper introduce the using method of serial communication of point to point between S7-300 and S7-300 redundancy , and give out the initial program with the project. In this paper, We introduced the siemens PLC software redundancy system, explain the system’s theory, configuration information and debug method. The engineer can use this paper to creating a configuration of the redundancy control system,
Key words: PLC Serial communication Redundancy OPC WINCC
一、项目介绍
1. 公司的业务范围主要致力于国内外环保产业的BOT 模式建设投资，主要包括城市生活垃圾（工业危险废物）焚烧发电厂、城市医疗垃圾、城市污水处理厂的投资建设，公司下属电气自控工程技术部，主要从事项目整套电气和自控系统的设计、选型和编程调试工作；从“深圳市医疗废物处置中心”项目设计使用S7-300软冗余系统作为主控制系统；医疗垃圾处理项目作为我国近几年来的重点项目，国家环保总局非常重视，对主体设备和自控系统的要求也非常高。
2.本系统主要是通过检测现场烟气温度和压力，通过控制调节风机、水泵以及加药装置的频率和控制开关，从而达到控制烟气温度和含量的目的；通过西门子S7-300系列PLC通过采集和控制模块对设备和现场仪表进行采集和控制，并把信号通过底版总线与CPU处理器传输，由CPU处理器完成处理后，再通过以太网与工控机连接；本系统有两套完全独立的CPU处理系统，通过IM153-2 分别与远程的I/O模块通过PROFIBUS总线通讯，当一套发生故障时，备用系统自动投入运行；
当PLC把数据传送到工控机后，通过组态软件进行编程和组态，把数据显示在屏幕上，并在屏幕上制作操作开关对现场设备进行远程控制；并同时自动把数据转换为OPC的数据传输格式，把需要显示的数据传送给模拟屏。
3.工厂外貌图片
二、系统介绍
1. 项目简单工艺主要针对城市医疗垃圾进行处理，医疗垃圾收运后运到处置中心进行焚烧处理，垃圾首先进入焚烧炉和二燃室进行配风焚烧，焚烧后的烟气通过锅炉进行降温、除酸喷雾塔和布袋除尘器进行除酸和除尘，然后通过35米烟囱直接排放；锅炉产生的蒸汽用于发电或其它用途，本自控系统主要控制垃圾燃烧后产生的烟气温度和烟气成本含量，保证减少二次污染。
2. 本项目主要使用西门子公司的SIMATIC S7-300系列PLC，模块选型如下：
中央处理器模块 CPU315-2DP 6ES7315-2AG10-0AB0 2块，工作存储器128KB；
电源模块6ES7307-1EA00-0AA0 2块给CPU供电；
通讯模块6GK7343-1EX20-0XE0 2块与计算机进行网络通讯并进行两个CPU之间的冗余通讯；
接口模块6ES7153-2AA02-0XB0 2块进行PROFIBUS远程I/O通讯和系统冗余通讯；
电源模块6EP1333-2AA00 2块给ET200供电；
DI数字量输入模块6ES7321-1BL00-0AA0 5块 采集现场设备的运转及故障状态；
DO数字量输出模块6ES7322-1BL00-0AA0 3块控制现场设备的启停；
AI模拟量输入模块6ES7331-7KF02-0AB0 2块采集现场设备的压力、流量、烟气成分含量以及风机和加药泵的频率信号；
TC热电偶输入模块6ES7331-7PF10-0AB02块 采集1000度以上的烟气和蒸汽温度信号；
RTD热电阻输入模块6ES7331-7PF00-0AB02块采集1000度以下的烟气和蒸汽温度信号
AO模拟量输出模块6ES7332-5HF00-0AB02块通过程序的PID自动调节控制风机和加药装置的频率；
三、控制系统构成
1．本项目的硬件设备主要分为三个大部分：PLC部分、现场设备以及模拟屏部分，主要系统结构选用标准拓扑式结构，现场仪表和设备采集数据连接到PLC的输入模块、并接收PLC的命令对现场设备进行控制和调节；PLC接收现场设备的数据传输给计算机并传诵计算机下达的控制命令，并内部通过强大的内部运算国内进行PID自动调节，具体组成和选型依据如下：
PLC 选用西门子的S7-300系列PLC，设计为软冗余系统，PLC本体与远程I/O通讯为PROFIBUS 协议的串口通讯，PLC与计算机采用以太网，并以以太网作为冗余网络；中控室计划设计为两台工业计算机模拟屏等设备，与计算机的通讯采用RS232直接串口通讯，软件选用WINCC.0组态软件。
现场采集和显示控制设备，基本选用国产元件，一般选用的测量1200度以上的温度S分度热电偶，1200度以下500度以上用S分度热电偶，500度以下用PT100热电阻测量，直接与相应的PLC模块连接，不需要任何的变送器元件；压力选用压力差压变送器把压力信号变成4-20mA的标准信号送到AI模块；电机的转速通过变频器调节，频率信号通过AI 模块输入，频率的设定通过AO 模块输出4-20mA的标准信号进行控制，启停控制通过DO模块控制，设备状态信号通过DI模块输入。
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