循环水 PLC上位机升级改造

一. 设备简介：

厂区循环水处理机组为2009年建设、 2009年投入运行。原循环水PLC上位机系统采用了一种IFIX4.0上位机操作系统经过15年连续运行，现系统很多设备已经老化，故障率高、性能降低，影响机组安全稳定运行，同时由于计算机的升级换代，目前最新的IFIX 2022版本工业软件机对 WindowsXP系统不兼容,且大部分操作员站硬件无 WindowsXP 系统驱动软件。现系统上位机软件采用IFIX4.0,下位机为系统采用EMERSON PACSystems RX3I。 PLC通过ContorlNet通讯方式将数据传输至上位机系统，整个SCADA系统在基于Windows平台的OLE、COM、DCOM的基础上通过OPC UA协议将数据采集传输至厂部智慧平台。

二.   现循环水系统存在问题以及需要优化的地方：

1、 性能降低，安全性差：

循环水PLC上位工控机为2009年投入使用，操作系统使用WindowsXP，已使用15年故障率较高。由于计算机的升级换代，目前工控机对 WindowsXP 系统不兼容，且大部分软件无 WindowsXP系统驱动软件，而且PLC上位机使用的软件版本较低，与新操作系统完全不兼容。经常出现死机、脱网、过热故障，通讯不稳定、操作延时给机组安全带来很大的隐患。

2、 硬件版本低，软件无授权。

由于计算机技术硬件升级换代较快，WindowsXP系统兼容性较差，且大部分软件无WindowsXP系统驱动软件，上位机系统发生故障没办法进行重新安装系统，由于我厂原使用的软件都是没有授权的盗版软件，不能二次安装给日常维护带来很大不便。

3、上位机软件版本过低，维护不方便。

此次改造对循环水车间 PLC 上位机系统进行升级，由于现在版本过于陈旧，软件稳定性相比现在新版软件低，且无法兼容现在普遍使用Windows系统，造成维护困难。

三、 循环水 PLC上位机改造方案：

本次改造采用 ifix最新版本2022 软件升级并优化。

Ifix2022 版本与ifix4.0 版本软件的比较：

1、新版本具有更加强大的图形化编程功能，可以更方便地创建和编辑人机界面（HMI）。支持更多的数据源，包括各种工业设备和传感器。还提供了稳定实时的数据监控、报警管理和历史数据记录等功能。并且具有高度可定制性，用户可以根据自己的需求来设计和配置界面和功能。

1.  改造的原则和要点

为最大限度地节约改造成本、缩短改造工期、控制改造费用，同时显著提升辅网改造后的整体效益，技术改造必须遵循如下原则：

1、 采用原循环水车间控制组态和人机界面进行转换移植，控制画面、控制逻辑完全符合原有习惯。

2、 系统设计和通讯方式必须充分考虑原有电缆走向，尽量减少接线改动和电缆对接。

3、 针对原系统画面设计、不合理部分，在原设计的基础上进行重新优化设计。

4、对新加的点位增加对应的画面监控。

2. 改造方案

1、根据目前情况，拟对上位机软件进行升级改造，更换为新版本软件系统: 选择软件为: ifix 2022,版本为主流最新版本。

2、对上位机系统改造要求尽量不停机；画面编写调试应不影响原系统正常运行，系统调试不一定安排在大、小修期间进行，对主要系统的画面对点等应先模拟进行，各系统隔离调试，分步对点逐级验收，验收通过后再进行实际带设备操作，运行画面一次到位，无误动。

3、画面要求操作风格基本和原来一致，避免操作人员大量二次培训工作和不熟悉带来的误操作

4、各车间画面独立调试，互相隔离，杜绝避免各车间信号误写、显示混乱，动作混乱，给设备运行带来安全隐患。

5、在完成现场设备层和上位机安装调试后，再基于SCADA系统Windows平台通过配置COM、DCOM以OPC UA协议将现场数据传输至厂部智慧平台。

六、具体技术要求

1、各控制室布置

辅网程控系统按照原来的风格配备控制操作员站，中控室的计算机、等均安装在控制台上(内)。

具体配置见配置设备清单。

2、各控制室的常规功能描述：

在各控制室配备集中监控管理计算机，担负监视和管理工作；完成现场数据的分析处理、数据存储、显示、报表打印等功能；支持标准的通用协议，包括OPC、VBA、COM/DCOM、 DPC、 ODBC、 Activex、 PZ 系统、 SQL Server等。

中控室控制系统的功能主要有以下三大类：

(1)  管理功能：生成各车间工艺流程，提供清晰、友好的人机界面，生动形象地反映工艺流程的实时数据和设备运行状态，在设备图形适当的位置显示各种检测量数值；通过点击鼠标可方便地切换画面和实行现场设备远程控制； 完成报警、历史数据、历史趋势曲线的储存、显示和查询； 生成、打印各类生产运行管理报表。

(2)  监控功能：在基于图形和菜单的方式上，操作人员可以在中控室监视各设备运行状态和对部分设备进行控制；主要监控画面有各控制站系统流程模拟图、各设备分组模拟图等，每个画面以不同颜色直观动态显示设备运行状态，分别以三种颜色显示运行状态、停止状态、故障状态； 显示设备是手动运行状态、 自动运行状态，并以文字给出提示。

(3)  通讯功能：中控室控制系统与各现场PLC站之间的通讯，与SIS 系统等的通讯。

A、画面功能

在控制中心的上位机工作站中，为了便于直观地看到各个所属车间的总貌和生产流程，同时为了显示监测到的实时数据，需要实现以下图形的画面功能：①  网络系统布局图； ②生产工艺流程图； ③数据点趋势图  ； ④  实时数据总表； ⑤  系统报警图； ⑥设备状态分析  。

总貌画面：显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全过程参数变量的状态、测量值、 设定值、控制方式(手动/ 自动状态)、 高低报警等信息，从各显示块可以调出其他画面。

分组画面：以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显示几个回路的信息，如过程参数变量的测量值、调节器的设定值、输出值和控制方式等。变量每秒更新一次，分组可任意进行，操作员可从分组画面调出任一变量(模拟量或离散量) 的详细信息。对模拟回路可以手动改变设定值、输出值、控制方式等，对离散量可以手动操作设备的开启和停止、画面显示指令状态和实际状态。

单点画面(调整画面)：显示一个参数，控制点的全部信息、实时趋势和历史趋势，从调整画面也可直接对模拟回路进行设定和调整操作。

趋势画面：系统具有显示任何数据点趋势的能力，并在同一坐标轴上显示至少四个变量的趋势记录曲线； 有可供用户选择的参数变量，不同颜色和不同的时间间隔，也可对数据轴进行任意放大显示。

报警画面：显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警，并按报警的时间顺序从最新发生的报警开始排起，报警优先级别和状态用不同的颜色来区别，未经确认的报警处于闪烁状态。报警内容包括：① 报警时间； ②  过程变量名； ③  过程变量说明； ④  过程变量的当前值； ⑤ 报警设定值； ⑥  过程变量的工程单位； ⑦  报警优先级别。

图形画面：生产装置的图片、工艺流程图、设备简图、单线图等都可以在CRT上显示出来，每个画面都包括字母数字字符和图形符号，通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态，所有过程变量的数值和状态每秒动态刷新；操作员在此画面对有关变量实施操作和调整。

棒图：棒图可表示过程变量的变化，如池内的液位，棒图能以水平或垂直方式显示。所有图形间可以利用图标方便地切换，对于数字，既有数字显示，又有仪表或刻度尺动态模拟显示。生产工艺流程图上可以动态地看到各阶段测点的数据，同时可以清楚地看到整个生产过程及设备的运行状态。控制系统的组态图主要是介绍整个控制系统组态，监视控制系统各个模块的状态。

B、主要曲线功能

所有曲线均分为历史曲线和实时曲线； 既可以单独显示，又可以同屏显示，显示的时间区段可以根据需要随时调整。，使操作人员对模拟信号有一个直观的了解； 操作人员也可以方便地查出任意一时段时间的某种曲线，也可以前台显示实时曲线。

C、报表功能

拟设定设备工作运行报表(设备名称、工作方式、设备状态、运行时间累计等)。各类报表既可以屏幕查看，也可以按时自动打印输出。

报表类型主要包括：① 格式报表； ② 事件顺序报告； ③ 诊断报表； ④ 设备操作报告； ⑤ 过程变量趋势。

以上图形、曲线、报表可根据操作者的实际要求进行修改或增加。

D、主要报警

拟设定以下报警：①原系统画面要求的报警，②需要新增的报警，③声光报警。

E、打印

打印机共1台(远期2台，配备1 台针式打印机)：1台为报警打印机，另1台为图形、曲线打印机。报警打印过程既可按时间间隔定时打印，也可随机打印(通过图中按钮)； 图形和曲线打印机为手动打印(通过图中按钮)。两台打印机的管理采用打印机管理器来完成，打印机管理器可直接联在以太网上。