西门子CPU模块6ES7518-4TP00-0AB0型号规格

一、 系统概要

　　无锡高新水务原有梅村、硕放、新城等几家分布在无锡各区的污水处理厂，按照计划要增加新的泵站，原来各个污水厂中数据无法通讯，都需要人工手动记录后，再进行汇总，数据实时性不是很好，且希望SCADA系统能和GIS(地理信息管理系统)做到数据交换，泵站为无人值守泵站，安装视频监控，希望通过该系统能够及时收集到各个分厂以及各个泵站的数据，此外从布线及成本各方面考虑，好能利用3G网络，通过无线技术。各分厂增加数据服务器需要能够采集原来各个系统的数据（西门子PLC、贝加莱PLC）；每个子站好有独立的web发布功能。

二、系统功能结构

　　该系统是一个管控一体化设计的排水综合信息化平台-包括了数据采集与监控、GIS、电子显示、视频监控、安防、Web发布、排水模型和OA多个子系统，并与现场各仪表、摄像监控、防雷器、变频器及其它受控对象进行连接。

三、系统架构设计

该系统架构配置如下图

综合自控系统

　　该系统由中控室连接了梅村厂、硕放厂、新城厂的数据，通过3G网络进行传输-到中央控制室提供数据采集服务、操作员站、视频服务器、GIS服务器、Runtime服务器，负责整个系统的数据采集、记录、监控和储存。

系统的配置情况如下：

3.1服务器：运行APROL系统的数据采集服务器，运行以强壮、可靠著称的SUSE LINUX，确保系统的可靠性。数据采集服务器硬件采用IBM公司机架式X3650服务器；同时根据客户需求灵活配置多台bbbbbbS客户端作为操作员站；

3.2工程站：一台安装GENESIS软件的后备工程站：为可靠计，采用奥地利B&R公司高端工业控制计算机APC810-H，安装Microsoft bbbbbbs操作系统，作为数据采集服务器的热备；

3.3泵站：15个泵站控制系统采用奥地利B&R公司X20高性能控制系统，模块化、支持热插拔。控制器技术指标：控制器主频:400MHz/内存:32M DRAM + 512M CF/具有全面的WEB SERVER功能,包括流程图的存储及发布等/分布式IO模块/三段分离/无限扩展；

3.4调度指挥中心:3座污水厂配置奥地利B&R公司高端工业控制计算机APC810-H 作为与调度指挥中心的通信网关，安装微软视窗操作系统；

3.5通信网络:由于系统硬件自身的开放设计使得各种通讯接入方式在本方案中均可以灵活实现。鉴于3G网络性能及资费的逐步降低，本方案采用3G无线方式构建整个系统的通信网络。完全满足系统对图像的传输需求；

3.6 DLP大屏采用10块(2*5布置) 60” 高分辨率DLP显示单元及相应附件

3.7触摸屏采用欧洲贝加莱公司的4PP320高性能HMI (主频:500MHz/内存:128M DRAM + 512M CF/TFT 真彩色/5.7“)

3.10其它设备包括：智能球机/视频服务器/交换机/UPS/仪表/电子围栏等

四、系统特点

　　该系统是一个在国内技术的综合水处理系统，它融合了众多新的技术和方案,包括实时控制技术、现场总线技术、无线通信、数据库、冗余容错技术，并使用经过验证的可靠应用软件来实现，确保它是一个在技术性与经过验证的稳定与可靠之间获得平衡。

　　它融合了一些极具魅力的技术实现,对于污水处理厂的系统架构设计和构建具有很好的借鉴意义-堪称的系统设计和实现。

4.1混合平台：**的APROL系统可以支持混合平台，服务器端采用SUSE LINUX，客户端采用bbbbbbS操作系统，能够确保两个不同系统的数据可以轻松交换，这使数据采集服务器和工程站同时采集PLC的数据；

4.2产品稳定性：本系统中选用的主要控制产品来自欧洲主流自动化产品制造商贝加莱。30多年来贝加莱公司的产品被广泛应用于电力、化工、冶金等关键场合，其优异的品质备受全球客户的亲睐。贝加莱所有产品的设计、生产、装配、检测均在奥地利总部工厂完成；

4.3系统易于扩展：考虑到之前系统所面临的问题，并结合新区未来的发展，该系统预留了较大的扩展，并且在设计之初，这一思想被贯穿到每个参与项目设计与规划的工程师闹钟。

　　整个系统按照易于扩展的思路设计，这里的扩展不仅仅包含了硬件、系统软件、网络架构，包括软件功能与组态都考虑了系统扩展的问题。

　　系统扩展的原则是在扩展的同时不影响原有系统的运行，无需复杂的软件重构，系统的扩展是简单的、向下是兼容的、综合使用成本是节约的、对系统的长期拥有是有保证的,例如：B&R的X20分布式I/O是基于分布式设计，无需背板，只需在每个站的右侧插入新的模块，并且，总线的传输、CPU的处理负荷也无需**即可满足。

4.4处理能力：超强的CPU处理能力及大容量内存使得上位系统的WEB发布功能可以移到本地PLC完成。贝加莱可以在不影响PLC性能的同时将监控画面、报警、报表等存储在本地PLC中，运行人员在任何地方（能够接入系统局域网）直接访问PLC，根据分配的权限对PLC的所有信号和它控制的所有设进行实时监控 ；

4.5开放的系统：开放性上，贝加莱已开发出多款现场总线接口产品，能够以MASTER/SLAVE方式与第三方的控制系统进行通讯，支持几乎所有主流的现场总线；可扩展性上，贝加莱不但提供IO卡件的分布式扩展，同时还支持通讯卡件在PLC机架侧和远程IO机架侧的扩展，从而为系统扩展提供了更为灵活、经济、高效的方案；

4.6国际性产品，具备多项国际认证，确保在工业应用场合的可靠性、稳定性

4.7独特的上位冗余系统设计：该设计实现了LINUX系统与bbbbbbS系统完美融合。即使在两个主站同时故障的情况下，只要局域网正常，用户可以在任何一台计算机上经过授权验证登录泵站现场的控制器，浏览实时画面、报警、报表，甚至可以进行操作，大程度保证系统的可靠性。

　　该项目具有很高的借鉴意义，它满足了污水处理对于可靠、监控、管理的一体化需求，包括办公系统、数据库系统之间的衔接方案，都充分说明了B&R系统具有的高性能设计、开放连接与灵活架构。

1.项目背景介绍
　　为了**港区的货物吞吐能力，**装卸效率，增强码头作业的可操作性及安全性，满足安全、可靠地控制管理高要求石化油品生产和管理的需求，湛江港石化码头有限责任公司需要为新建的油码头配套高标准的自动化控制系统。

　　新建的油码头包含8万吨级石油化工码头1个；5000吨级成品油码头泊位2个；20000吨级成品油码头泊位1个。

2.系统构成
2.1构成:新建油码头项目自控系统安装工程包含：
——PLC计算机控制系统
——上位计算机监控系统
——计算机管理系统
——激光靠泊监测系统（BAS）
——自控仪表及仪器设备接地系统。
2.2控制对象：系统通过上位计算机监控系统实现对码头整个工艺作业流程进行监控，主要包括：
——工艺管线电动阀门
——管道压力
——温度
——**自动检测
——监控和超限报警；
——消防管线电动阀门上位监控；
——可燃气体报警装置上位自动检测、报警；
——火灾手动报警信号上位检测、报警。
还包括将工艺作业流程监控信号及激光靠泊系统信号和消防报警信号与码头后方调度中心通讯，实现后方调度中心可适时监察码头主要设备工作状态及消防系统监控状态。

3.系统架构设计
　　湛江港码头项目自控系统采用符合的开放系统的要求进行设计和建设，系统的结构图如下：

3.1系统硬件架构
　　系统由一个中央监控和多个过程控制单元构成，其中两个冗余数据服务器、2个互为冗余的操作员站布置在中央监控中心。
　　2台互为冗余的数据采集服务器中安装B&R无限点运行版上位监控软件授权负责与过程控制PLC发生数据通讯，实时采集过程数据并对数据进行处理、存储、转发。同时数据采集服务器兼具操作员站所有功能。
　　2台N:1冗余的操作员站计算机中安装B&R无限点客户版上位监控软件授权，它们不与过程控制PLC发生数据通讯，只是将数据请求发给数据采集服务器，由数据采集服务器提供所需的数据，是典型的C/S架构。
　　多个过程控制站配置了高性能PLC放在综合楼控制室、码头工作房和栈桥根部的防爆电柜内。

3.2功能设计
　　通过位于中控室的服务器和监控计算机实现将工艺作业流程监控信号及激光靠泊系统信号和消防报警信号实时传送到后方调度中心，码头主要设备工作状态及消防系统监控状态在后方调度中心可以实现实时监察。同时通过局域网或广域网，授权客户可以远程在线浏览油码头的运行状况。
3.2.1数据采集服务器
主要实现数据的处理、存储、转发功能，并具有操作员站的所有功能设计；
3.2.2操作员站功能
操作员站的主要功能用于操作人员进行实际作业和生产的界面，通过它们操作人员监控现场设备的运行状况、设备的启动和停止、故障的查找、报警信息显示、报表图标流程浏览等。

4.系统选型
　　根据技术**、性能优良、功能完备、质量可靠、运行稳定和具有良好扩展能力的选型原则，本工程的自动化控制系统选用奥地利贝加莱公司的2005控制系统。
4.1中央监控站
系统由监控站和过程控制站构成，分别配置如下：
监控站位于码头综合楼的中央控制室，安装一套完整的带有标准硬件与软件的计算机系统：
4.1.1冗余数据采集服务器-2台1:1配置工控机
——InbbbCore2 Duo 7400 CPU-高性能CPU
——2G大容量内存
——320G大量硬盘存储
——16X DVD光驱
——21”LCD彩色屏

4.1.2按照1:1冗余的操作员站；
操作员站计算机2台
InbbbCore2 Duo 3.0GHz
1GB RAM
160G ATA硬盘
16X DVD
21”LCD宽屏彩色液晶显示单元;

4.1.3校方系统上位监控计算机1台

4.2过程控制站
系统PLC采用B&R 2005系列高性能PLC，如下性能
——主频：Pentium 266MHz
——工作内存：32MB
——典型指令周期：0.02uS
——短程序扫描周期：400uS
——扩展内存：512MB
——MTBF： 50万小时
——IO模块：4000点输入输出点
——电源模块
——丰富的通讯模块
监控站和过程控制站通过双光纤以太环网连接，组成一个监控网络。

5.结语
　　B&R 2005监控系统是奥地利贝加莱工业自动化有限公司在总结公司二十多年工业自动化经验和原有控制系统基础上发展起来的新的企业自动化解决方案。在技术上充分体现了贝加莱公司首创并领导的工业信息技术崭新潮流。作为贝加莱公司推出的一种具水平的全能综合型开放控制系统，该系统融传统的DCS、PC和PLC优点于一体。它既具备DCS的复杂模拟回路调节能力、友好的人机界面(HMI)及方便的工程软件；又同时具有与高端PLC指标相当的高速逻辑和顺序控制性能；更为可贵的是其汲取了PC定时间片多任务的特点，保证任务执行的确定性和任务的并行执行。系统既可连接常规I/O，又可连接Profibus、CAN、Modbus、Ethernet IP、DeviceNet等各种现场总线设备。系统具备高度的灵活性和极好的扩展性。这诸多突出的系统优点为码头自控系统与库区自控系统的连接、为系统将来的扩容以及进一步接入管理信息系统等应用系统预留了充分的接口；同时保护了用户的投资。高性能/价格比的贝加莱工业自动化产品得到了湛江港石化码头有限责任公司的认可