介紹
        在雀巢冰淇淋上海工廠（福樂(lè)食品），氨制冷系統(tǒng)是核心的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括5臺(tái)壓縮機(jī)組、2臺(tái)氨泵、2套蒸發(fā)式冷凝器等設(shè)備，向全廠的工藝線、冷庫(kù)、空調(diào)等設(shè)施提供-12oC和-45oC的冷源。原系統(tǒng)全部采用施耐德電氣的老一代的配電、PLC、HMI、軟啟動(dòng)器、低壓電器等產(chǎn)品，已經(jīng)運(yùn)行了10多年，逐漸面臨一些產(chǎn)品升級(jí)換代問(wèn)題和系統(tǒng)功能擴(kuò)充的需要。經(jīng)過(guò)比較，雀巢選擇了施耐德電氣中國(guó)提供的改造方案，并作為總包承擔(dān)了工程實(shí)施，項(xiàng)目于2006年初全部完成。
        應(yīng)用
        該氨制冷系統(tǒng)的原有的控制系統(tǒng)包括1套7系列PLC（TSX47420）、1個(gè)文本屏（XBT-A）、2個(gè)繼電器柜和一些MCC柜。原控制系統(tǒng)提供有一個(gè)簡(jiǎn)單的工藝顯示馬賽克屏。PLC提供主要設(shè)備和冷源用戶的控制功能，包括對(duì)壓縮機(jī)、蒸發(fā)式冷凝器、氨泵、經(jīng)濟(jì)器、高壓儲(chǔ)液罐、中冷、低壓循環(huán)桶、工藝水機(jī)組、空調(diào)水機(jī)組、地?zé)嵯到y(tǒng)、冷庫(kù)、速凍隧道、后冷等設(shè)備的監(jiān)控。MCC柜控制2臺(tái)高壓側(cè)壓縮機(jī)、2臺(tái)低壓側(cè)壓縮機(jī)、1臺(tái)備用壓縮機(jī)、各類(lèi)泵和風(fēng)機(jī)。通過(guò)文本屏，操作人員可以監(jiān)測(cè)、確認(rèn)報(bào)警，并可修改相關(guān)工藝參數(shù)。

        目標(biāo)
        對(duì)于原控制系統(tǒng)的性能和功能，客戶比較認(rèn)可。因此首要的任務(wù)是，在不帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)的前提下，升級(jí)原有的PLC和HMI。改造后的制冷系統(tǒng)需要保持原有功能的可靠性。同時(shí)，新的控制系統(tǒng)需要采用新一代的通用的自動(dòng)化產(chǎn)品。
        根據(jù)制冷工藝要求，用戶需要增加一些新的功能，改進(jìn)系統(tǒng)靈活性，并改變相關(guān)操作模式。工藝人員希望在每個(gè)冷庫(kù)中增加空氣調(diào)節(jié)單元，調(diào)整原系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的互鎖條件。維修人員希望能夠追蹤報(bào)警、操作歷史。操作人員更愿意工作在中央控制室而不是現(xiàn)場(chǎng)。所以，需要增加新的中央監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）和遠(yuǎn)程操作功能，并在新的PLC程序中修改和增加一些功能。

        解決方案
        在新的控制系統(tǒng)中，將采用施耐德公司的新一代Modicon Premium PLC替換原有的7系列PLC。為了節(jié)省成本，PLC柜及柜內(nèi)的相關(guān)低壓電器基本保持不變。考慮到模塊尺寸和備用IO通道，將采用4個(gè)8槽可擴(kuò)展PLC機(jī)架，選擇相應(yīng)的IO模塊替換原有的模塊。通過(guò)配置地址映射，原來(lái)的PL7-3程序可以通過(guò)PL7 Pro軟件中的程序轉(zhuǎn)換器自動(dòng)升級(jí)為PL7 Pro程序，程序中所有的變量符號(hào)和注釋可以保留。

        采用施耐德公司的Magelis XBTG觸摸屏替換舊的文本屏，實(shí)現(xiàn)彩色顯示和觸摸操作能力。新的觸摸屏將通過(guò)安裝板放置在原文本屏所在的柜門(mén)位置。觸摸屏與PLC之間采用Unitelway通訊協(xié)議。基于舊的文本屏的程序和功能，將開(kāi)發(fā)新的觸摸屏的程序，包括報(bào)警處理、工藝數(shù)據(jù)顯示、現(xiàn)地模式下的參數(shù)設(shè)置等。

        采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)中央監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程監(jiān)視、報(bào)警處理、參數(shù)設(shè)置、歷史管理和遠(yuǎn)程操作等功能。PLC和計(jì)算機(jī)都連接到100Mbps以太網(wǎng)交換機(jī)上，通過(guò)開(kāi)放的Modbus TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)SCADA軟件與Premium PLC的實(shí)時(shí)通訊。

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        在中央控制室增加一個(gè)控制箱，通過(guò)PLC柜內(nèi)UPS向該控制箱提供220V AC電源。以太網(wǎng)交換機(jī)和一些低壓電器將被安裝在該控制箱中，同時(shí)，蒸發(fā)式冷凝器的新增的明礬投料系統(tǒng)的IO信號(hào)也將連接在該控制箱內(nèi)端子排上。
        采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)替換原有的溫度記錄儀，工藝過(guò)程的相關(guān)溫度信號(hào)通過(guò)變送器被直接連接到PLC，在計(jì)算機(jī)上顯示和保存歷史數(shù)據(jù)。采用PLC程序替換原有的PID控制器，工藝水和空調(diào)水的溫度控制可以通過(guò)在Premium PLC配置PID回路控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，在SCADA軟件上進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)節(jié)和趨勢(shì)監(jiān)視。

        為了控制新增加的空氣調(diào)節(jié)單元，在原有的MCC柜和繼電器柜內(nèi)增加馬達(dá)啟動(dòng)器、接觸器等低壓電器。
        客戶收益
        施耐德的程序轉(zhuǎn)換器為升級(jí)改造提供了快速、安全的實(shí)施方案。
        由于施工組織高效，從原系統(tǒng)到新系統(tǒng)的過(guò)渡順利，停機(jī)時(shí)間短，沒(méi)有造成任何風(fēng)險(xiǎn)，客戶非常滿意。
        新系統(tǒng)提供更多新的控制功能，比如系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作、風(fēng)機(jī)的單機(jī)控制、基于計(jì)算機(jī)的流程監(jiān)測(cè)和歷史查詢等，不僅使用戶長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)直接應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，而且向操作人員和工程師提供了更加便捷的工作方式。
        新一代Premium PLC提供了工業(yè)以太網(wǎng)接口，內(nèi)置Web頁(yè)面，使得診斷和維護(hù)更加方便。軟硬件產(chǎn)品的備件可以隨時(shí)提供，用戶不用擔(dān)心備件問(wèn)題。
        在該改造項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過(guò)程中，充分考慮新舊PLC和HMI的兼容性，并利用原有的可用的柜體、低壓電器、電纜橋架等，減少了項(xiàng)目成本。
        由于客戶的工藝工程師和電氣工程師全程參與到項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)過(guò)改造后，他們對(duì)工藝和自動(dòng)化的技術(shù)細(xì)節(jié)更了更加準(zhǔn)確、詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。

        工程實(shí)施
        施耐德電氣中國(guó)項(xiàng)目部承擔(dān)了該項(xiàng)目的工程實(shí)施和項(xiàng)目管理，向用戶提供了新的PLC/HMI、控制箱、低壓電器、現(xiàn)場(chǎng)安裝、PLC編程、SCADA組態(tài)、調(diào)試和培訓(xùn)等產(chǎn)品和工程服務(wù)。
        為了減少改造項(xiàng)目的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，整個(gè)項(xiàng)目分成了3個(gè)步驟：
        >升級(jí)PLC和HMI硬件和程序，使系統(tǒng)快速恢復(fù)運(yùn)行；
        >根據(jù)新的控制要求在線修改程序，添加PLC和HMI新的控制功能；
        >SCADA組態(tài)和整體測(cè)試。
        針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)PLC柜內(nèi)空間有限的情況，采用施耐德的Telefast快速連接端子塊把電纜引到接線方便的位置，通過(guò)施耐德公司工程師的努力，現(xiàn)場(chǎng)排管和接線只用了3天時(shí)間。PLC程序通過(guò)PL7 Pro程序轉(zhuǎn)換器自動(dòng)升級(jí)，轉(zhuǎn)換成功率達(dá)到90%。通過(guò)理解原有程序和功能規(guī)范，對(duì)PLC中所有控制功能細(xì)節(jié)有了深入的理解，這為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和測(cè)試提供了依據(jù)。該項(xiàng)目的生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間只有6天。
        中央監(jiān)控系統(tǒng)是新增的功能系統(tǒng)，通過(guò)與客戶溝通，施耐德項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了SCADA軟件功能規(guī)范書(shū)。在實(shí)施過(guò)程中，讓維護(hù)工程師深入?yún)⑴c組態(tài)編程工作，使得客戶的工程師通過(guò)實(shí)踐接受培訓(xùn)。SCADA程序畫(huà)面包括：總體工藝流程、用冷監(jiān)視、壓縮機(jī)組、蒸發(fā)式冷凝器、分離器、-45冷庫(kù)、工作間、冷水機(jī)組、速凍隧道、趨勢(shì)、報(bào)警等。報(bào)警和操作記錄保存在SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可以進(jìn)行查詢、歸檔等操作。
        新的控制系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

（轉(zhuǎn)載）