摘要：工業(yè)4.0時代的到來，將工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化提上一個新高度。同時隨著現(xiàn)在技術(shù)的不斷革新及電力系統(tǒng)生產(chǎn)的日趨嚴峻，火力發(fā)電廠生產(chǎn)所需的原材料及外在面臨環(huán)境處于不斷攀升的狀態(tài)下，在現(xiàn)有的系統(tǒng)模式之下不斷采用創(chuàng)新精神運用在工業(yè)制造之上秉著將生產(chǎn)活動趨于自動化和智能化，將大大減少了人力財力的投入成本，并在一定情境下實現(xiàn)增效節(jié)能的效果。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)相通性，作者自主研究在五沙熱電廠一期化水系統(tǒng)實現(xiàn)對污水系統(tǒng)的監(jiān)控功能，在二期化水系統(tǒng)實現(xiàn)對爐水在線加藥系統(tǒng)的監(jiān)控功能。最大程度上節(jié)約項目實施的投入經(jīng)費，并且在運維人員數(shù)量不足的情況之下，起到了緩解人員工作強度的緊張，真正為企業(yè)做到了減耗增效的功能。

關鍵詞：工業(yè)4.0;技術(shù)創(chuàng)新;減耗增效

1本論文技術(shù)背景

順德五沙熱電廠因工程初期設計，污廢水處理系統(tǒng)、爐水在線儀表監(jiān)控系統(tǒng)及化學制水系統(tǒng)作為各自獨立的系統(tǒng)，運行人員在化水控制室內(nèi)的工控機無法監(jiān)控污廢水處理和爐水在線儀表兩個系統(tǒng)設備的運行。隨著化水二期系統(tǒng)設備的投產(chǎn)造成化水運行人員管轄設備的劇增。在運行人員數(shù)量少的情況下，為了調(diào)整運行參數(shù)經(jīng)常需要在化水車間、零米在線儀表控制室和污廢水室來回地奔波。因三地相距甚遠，互相間隔均在300米，更甚者達800米，如此就出現(xiàn)了耗時耗力的現(xiàn)象，運行人員的工作效率效率也隨著降低，對兩臺機組的穩(wěn)定運行必將造成一定的危害影響。

2立足于現(xiàn)有模式提出創(chuàng)新理念

污廢水處理系統(tǒng)、爐水在線儀表監(jiān)控系統(tǒng)及化學制水系統(tǒng)作為各自獨立的控制系統(tǒng)，均設有不同的PLC成套設施來完成各區(qū)域設備的控制功能。即運行人員通過工控機的上位機軟件所呈現(xiàn)設備的實時狀態(tài)和數(shù)據(jù)顯示，依據(jù)現(xiàn)場工藝要求進行設備操作和參數(shù)的調(diào)整，再借助下位機PLC模塊輸出指令去操控就地的設備啟停或參數(shù)的變化。從網(wǎng)絡拓撲圖來看，以上三個系統(tǒng)都有與BOP輔網(wǎng)控制網(wǎng)絡相接連，圖一清晰明確展示了化水等三個系統(tǒng)與BOP輔網(wǎng)網(wǎng)路的拓撲圖，而這便是能夠?qū)⑺幚砜鐓^(qū)域集中監(jiān)控的創(chuàng)新理念基石所在。

從技術(shù)層面分析，化水控制室、污水控制室和爐水加藥室能與BOP控制在數(shù)據(jù)流達成可交換性，這就表明這幾個系統(tǒng)之間的交換機所在網(wǎng)段必定屬于同一個區(qū)域內(nèi)?；谶@一點及考慮運行人員配置等因素，最終將創(chuàng)新理念轉(zhuǎn)換成可實施性的方案出來，即集中將污水控制室和爐水加藥室所涉及到的設備借助上層網(wǎng)絡技術(shù)的創(chuàng)新全部遷移至化水控制室實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)配。為了解決這一難題，使化水控制室的工控機能直接實現(xiàn)在線儀表系統(tǒng)設備和污廢水系統(tǒng)設備的監(jiān)控，最經(jīng)濟有效的方案便是采取上位機軟件IFIX來實現(xiàn)該功能方式。

3具體實施細則及技術(shù)難點攻克

3.1 運用IFIX軟件整合三系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)點齊聚一堂

為了實現(xiàn)集中監(jiān)控的功能，需要知曉各系統(tǒng)所使用的上、下位機軟件都是什么。在線儀表系統(tǒng)和化水系統(tǒng)的上位機軟件均是IFIX4.0版本，在工程軟件上就不存在需要轉(zhuǎn)換的問題，而污水系統(tǒng)采用的是IFIX3.5版本，則需要進行工程軟件上的轉(zhuǎn)換問題?；到y(tǒng)和污廢水系統(tǒng)下位機使用的是GEFanuc的PLC，而在線儀表系統(tǒng)采用的是西門子300系列CPU。

由于三個系統(tǒng)上位機使用的都是IFIX軟件，根據(jù)IFIX軟件的數(shù)據(jù)庫具有分布式的特性，通過MBE/OPC/S7等通訊驅(qū)動器建立起與不同PLC的數(shù)據(jù)流交換。同時三個系統(tǒng)在BOP輔網(wǎng)段是處于不同的節(jié)點號上，通過同一網(wǎng)段實現(xiàn)互訪的功能。

每個設備接入進PLC內(nèi)部程序并能在上位機畫面上顯示時，就必須通過一些實時的數(shù)據(jù)點來體現(xiàn)設備當前的狀態(tài)信號等，例如水泵的啟停指令或反饋，風機的啟停指令或反饋，壓力、液位、流量和溫度等，而這些數(shù)據(jù)信號總體就被分成了模擬量輸入點，模擬量輸出點，開關量輸入點和開關量輸出點共計4大類型。為了能在化水控制室監(jiān)控到污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)的設備參數(shù)之時，就需要統(tǒng)計出需要遷移的兩個系統(tǒng)所含的這四大類型數(shù)據(jù)點分別是多少個。IFIX數(shù)據(jù)庫具有導入導出的強大功能，在此處便可借助這一功能將污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)點表先在所屬的工控機上位機軟件中進行導出，然后將導出的（.csv）的數(shù)據(jù)庫文件在化水系統(tǒng)工控機上位機軟件導入。

不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)庫的導入導出這一過程中，需要注意以下事項：

1、由于一臺運行IFIX的工控機被稱為一個節(jié)點，而需要與其他系統(tǒng)建立起數(shù)據(jù)流的應答時，就需要在化水系統(tǒng)上設立的節(jié)點增加污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)這兩個遠程節(jié)點，當在配置中進行設置成功后，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集功能正常。

2、IFIX與PLC之間的接口稱為I/O驅(qū)動器，需要在化水系統(tǒng)中增加其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)點都需要在I/O驅(qū)動器上進行數(shù)據(jù)的添加，在數(shù)據(jù)塊增加過程中，對數(shù)據(jù)的類型選項要選擇正確并在enable處進行打鉤處理保證數(shù)據(jù)是具有實效性的。當確認污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)點均全部添加完畢之后，同時在化水系統(tǒng)的IFIX數(shù)據(jù)庫中所添加的數(shù)據(jù)點需要與原出處的配置和設置均一致。通過數(shù)據(jù)流的監(jiān)視狀態(tài)來查看添加的數(shù)據(jù)是否正常，即發(fā)送和接受處的數(shù)值是同等變化時便是代表數(shù)據(jù)流已經(jīng)建立好，為后續(xù)畫面的呈現(xiàn)搭建好了一座通訊橋梁。

3.2 量身定做各設備的彈出窗口和數(shù)值預警

當化水系統(tǒng)能讀取污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之時，說明實現(xiàn)集中監(jiān)控的功能完成一大步了，剩下的工作便聚焦在IFIX畫面的編輯之上。IFIX軟件具有強大的友好畫面編輯工具，能夠依據(jù)現(xiàn)場工藝流程使用一系列的工具和彈出小窗口來展示設備的實時狀態(tài)。同時在畫面編制過程中，需要在化水系統(tǒng)上位機畫面中增加兩個按鈕，通過這兩個按鈕切入進入污廢水系統(tǒng)畫面和在線儀表系統(tǒng)畫面，其中污廢水系統(tǒng)所切換的主要畫面有5個，在線儀表系統(tǒng)所含有的切換畫面共計12個，為此我們最終需要交付給運行人員的畫面必定是屬于最簡明且易操作。在此過程也是技術(shù)難點聚集處，具體實施過程中難點在于系統(tǒng)的設備無法彈出相應的窗口進行操作，下面列舉兩處我們?nèi)绾喂タ穗y關的。

1、無法彈出閥門、泵、風機及計量泵四種設備的控制窗口

由于污水和化水系統(tǒng)中閥門、泵、風機和計量泵的控制窗口不是建立標簽組來實現(xiàn)，而是采用在其編輯腳本中已定義好的模塊，再根據(jù)具體設備來引用窗體。為實現(xiàn)控制窗口的彈出，模塊和窗體均需要在腳本的工作臺應用中進行添加，同時將其所對應的腳本語言一并進行添加，最后也最為重要的就是要在腳本的工作臺應用的全局量中進行添加調(diào)用窗體的VB語言。

2、閥門、泵、風機及計量泵四種設備無法與數(shù)據(jù)庫KKS碼對應

由于污水系統(tǒng)上位機畫面的閥門、泵、風機和計量泵都不是在腳本里面進行KKS碼的添加來識別，而是采用編輯腳本中調(diào)用已制作好的excel表，其包含設備的KKS碼與名稱及相對應的點源。為實現(xiàn)設備與KKS碼相對應需要把excel表放入到化水系統(tǒng)上位機的數(shù)據(jù)庫中保存，然后在系統(tǒng)樹的全局對象中設置一個變量使其實現(xiàn)引入數(shù)據(jù)庫的excel表進行調(diào)用。值得一提的是在腳本的工作臺應用中必須添加調(diào)用的VB語言，這樣才能實現(xiàn)設備與KKS碼的對應關系。

化水系統(tǒng)上位機的畫面增加兩臺機組在線儀表監(jiān)測數(shù)據(jù)的高低限報警，以此加強運行人員對系統(tǒng)設備的運行狀況的熟悉度;同時也增加了污廢水系統(tǒng)的重要檢測數(shù)據(jù)的報警提醒，如此當數(shù)據(jù)一旦出現(xiàn)高低限，就立馬出現(xiàn)在報警欄處及時提醒運行人員進行密切關注，做好參數(shù)的調(diào)整和工藝生產(chǎn)的優(yōu)化處理，這樣極大程度保證了設備和人員的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟性。

3.3 借助通訊軟件達成設備操控的最后一公里

化水系統(tǒng)、污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)都是機組的輔控系統(tǒng)，由于生產(chǎn)中都有一臺機組在運行中，這些輔控系統(tǒng)都處于不間斷的運行狀態(tài)。當化水系統(tǒng)將污廢水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)相關聯(lián)的數(shù)據(jù)點、設備和畫面點添加完畢，在聯(lián)調(diào)過程中就需要非常注意，主要集中在不對設備和系統(tǒng)產(chǎn)生運行生產(chǎn)的不良因素。例如造成設備誤動和參數(shù)的不一致。為此在聯(lián)調(diào)過程中就需要安排一個運行人員在就地確?，F(xiàn)場設備狀態(tài)和信號和化水系統(tǒng)屬于一致性。以下展示了整個技術(shù)改造過程中的框架圖。

其中在聯(lián)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)在線儀表系統(tǒng)的設備數(shù)據(jù)會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，E為了解決這一問題，就借助其他的通訊軟件Keware和IFIX軟件中的OPC驅(qū)動器來構(gòu)建起化水系統(tǒng)和在線儀表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹皹蛄骸标P系，通過對Keware軟件安裝、設置和IFIX軟件中OPC驅(qū)動器的配置后了能在化水系統(tǒng)的上位機能夠?qū)崟r讀取在線儀表系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)點的在線值且不間斷，當這通訊軟件搭設完畢后就完成了水處理系統(tǒng)設備實現(xiàn)集中操控的最后一公里。

4技術(shù)效果后評估和趨勢研究

在化水運行人員人手不夠的客觀因素下，在化水系統(tǒng)控制室兩臺工控機可以監(jiān)控在線儀表加藥和污廢水系統(tǒng)設備，大大減輕了化水運行人員的勞動強度，提高工作效率，在沒有增加人力成本的情況下，實現(xiàn)了在化水控制室對所有設備的集中控制，很好的保證兩臺機組的安全穩(wěn)定運行。

通過交付給運行人員將近一個月后，系統(tǒng)運行良好，整個技改工作順利完成。從經(jīng)濟效益而言：節(jié)約了費用（大約30萬元），僅僅采用上層軟件的技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了集中監(jiān)控功能。從能耗效益而言：通過此次技改實現(xiàn)了化水系統(tǒng)控制室兩臺工控機對在線儀表及加藥系統(tǒng)設備和污廢水系統(tǒng)的同時具備監(jiān)控功能，大大加強了對在線儀表和污廢水系統(tǒng)設備的安穩(wěn)運行，從而保證兩臺機組的穩(wěn)定運行。

5結(jié)束語

隨著技術(shù)的日益更替，企業(yè)生產(chǎn)運營上更趨向于節(jié)能增效，這只要聚集于人、財、物、力等方面上。其中在人這個層面更看重軟硬件的技能等的提升來適應當下的生產(chǎn)環(huán)境，比如說當水處理系統(tǒng)集中控制之后，必然需要知曉的技能知識就增多了。在當下的嚴峻環(huán)境，更加考驗企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)造力，在現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境通過不斷找到能夠節(jié)能增效的技術(shù)點去讓企業(yè)更具生命力。

參考文獻

[1]薛迎成，舒鋒，王瑞臣，工業(yè)組態(tài)技術(shù)基礎及應用;中國電力出版社，2009年版

[2]梁耀光，梁志坤，王小涓 工業(yè)控制新技術(shù)教程;華南理工大學出版社，2014年版

作者簡介：

[1]溫金蓮，性別女，自動化中級工程師及講師，研究方向為PLC和DCS控制方面