惠州垃圾焚烧电厂汽机ETS保护中SOE 1ms 功能的实现
程保华

一、综述:

惠州垃圾焚烧电厂汽机ETS保护系统中,提出了SOE(Sequence of Events)的要求。由于普通模版无法达到1ms的精度,因而采用了SIEMENS PTD和 I&S集团的相关产品,结合 PCS7 功能来实现1ms精度的事件报警。
惠州圾焚烧电厂汽机的DCS采用冗余的CPU 414-4H,ETS采用414-3DP。在PCS7中将这两个AS站组态在一个项目中,这样在建立的OS站中可以访问两个CPU。同时,由于SICLOCK也接入工业以太网中,使用SICLICK向网络中发送时间信号可以使两个AS站和3个OS站的时间都可以和SICLOCK同步。MCP TS则直接从SICLOCK获取DCF信号从而提供1ms精度事件记录功能。



二、 所需软硬件

ETS柜主要硬件配置如下:


三、硬件安装及接线

1.CPU及CP443-1的连接在此省略。
2.将MCP TS上的SYNC时间同步端子用导线按正负,相对应的接到SICLOCK的X2端子排上的10和11,使得SICLOCK TM发送的时钟信号能够发给MCP TS。


3.如上图所示,用网线从SICLOCK TM的X6接口接到工业以太网交换机(如图)。使得ETS CPU、OS操作员站,以及SICLOCK 挂在同一个工业以太网上。这样做是为了使用时间同步功能。
4.SICAM DI的接线方式比较特殊,接线图如下所示:


5.SICLOCK TM 的使用与设置:

为只读,需要切换到更高权限。最右面是参数号,每个功能块的每个菜单下的每个参数都有一个唯一的参数号,可将状态条切换至此然后输入参数号就可以直接跳转到某个参数的设置画面。




四、软件安装:
1.首先安装SQL Server 2000、PCS7 6.0 SP3及授权。之后立即安装SICAM plusTOOLS 软件包。SICAM plusTOOLS组态软件(需授权)用于组态 MCP卡和 SICAM DI 卡。SICAM plusTOOLS软件包包括两张光盘,如果已经安装PCS7 6.0 SP3及以上版本,可直接插入第二章光盘,输入序列号后按提示依次安装SICAM plusTOOLS RTU/SAS、SICAM eRTU Documentation and Online Help,以及SICAM RTC MCP TS。


五、硬件组态:

1.在PCS7中,建立新项目,并进行硬件组态如下:


3.设置CP443-1属性

由于ETS的AS站与DCS的AS站,以及SICLOCK TM连接在同一个工业以太网上,SICLOCK又直接连到MCP TS。因而,在ETS硬件中的CP443-1属性中的 “Time-of-Day Synchronization”选项卡中,“Activate SIMATIC time-of-day synchronization”选项不需要激活,因为CPU可从MCP同步时间。而DCS的AS站中的CP443-1属性中的“Activate SIMATIC time-of-day synchronization”选项需要激活以便从网络获取从SICLOCK发出的时间信号。




4.在MCP属性里,“Time parameters”选项卡中,“Using of SYNC input”选择“DCF77”,如下图所示


连接方式为PLC Internal,如下图所示


6.配置SICAM DI的参数。在 SICAM DI 属性中,“Basic parameters”选项卡中,每组输入通道的信息类型选“Single-point indication”,如下图所示


再点击“Parameter…”按钮,可对每组通道进行“硬件过滤”、“触发延时”、“防抖动”等功能的选择和设置。如下图所示。


7.编译下载硬件配置以建立CPU与MCP之间的内部连接。

而在这之后,需要下载MCP TS组件的firmware才能使MCP TS组件正常工作。firmware通过工业以太网无法下载,必须通过 MPI/DP 口下载。下载过程如下:

1).切换 CPU开关到“STOP”再到“RUN”。
2).复位 MCP 卡面板上的“reset”键,快速地按三次,每次间隔 1 秒钟,当“LOAD”指示灯等以 0.5Hz 频率闪烁时,表示“等待开始下载”。
3).在硬件组态 MCP 属性里,点击“Download firmware”按钮。


4).在下载 firmware 的过程中,“LOAD”指示灯以 2Hz 频率闪烁,表示“正在接收数据”,
5).下载完成后,“LOAD”指示灯以 5Hz 频率闪烁。

六、SICAM MCP TS 与SICAM DI 在CFC中的组态及WinCC组态

1. 安装SOE Driver Function Blocks后,函数库中会增加SOE Driver Blocks,将MCP_TS和DI_32 DRV拖入CFC表,并进行以下组态:


2. 然后打开DI32_DRV的属性窗口,点击Messages,进入消息配置窗口。在OS area中填入SOE_MSG(或任意自定义字符)。然后从EV_ID_00的SIG1开始,将类似“Signal_1 Status: [@1%4x@]”的字符用各个DI通道的输入量名称代替。


3.编译程序并编译到WinCC后,WinCC的Alarm Logging里就会出现这些报警消息。
如图所示,


4.WinCC中的时间同步设置:
选中”Synchronization Via System Bus”,将Access point 1设置为CP1613卡,并选中Slave。这样WinCC就可以从工业以太网总线获取SICLOCK以广播方式在工业以太网上发出的时间同步信号。

5.WinCC 中编辑报警画面

新建一WinCC画面,在其中加入WinCC Alarm Control控件。右击控件选择打开属性窗口,点击Selection,在类型选择窗口里进行如下图所示的选择。把SOE_MSG填入”Search text”中。


至此,所有连线及软硬件配置均已完成。可以检验配置的结果:
1). 此时在 SICAM DI 卡的第一、二通道上(即3、4号端子)引出两根导线,按二到一的顺序依次快速地加上 24VDC信号,以此模拟出两个间隔小于等于1ms的DI信号,可以在WinCC上的报警框中看到两条报警。检查他们之间的时间间隔是否足够小。
2).在ES和OS站上运行WinCC Runtime,观察 MCP卡、SOE站 CPU的时间、其他 AS站 CPU的时间以及ES和OS站的时间,应该看到它们和SICLOCK TM 的时间是同步的。修改任何一处时间,都会很快被 SICLOCK TM 校正。

说明:本文的缩略版本将在《PLC&FA》杂志2007年第6期上发布。本文为完整版本,更加详细,且增加了SICLOCK的详细使用说明。