3  控制系統的主要功能

3.1  熱備PLC功能

    為了滿足垃圾焚燒對控制系統的可靠性要求，中控室PLC系統采用主從熱備控制方式。熱備PLC系統由兩個配置相同的框架組成，每個框架內安裝一個1747-L542 CPU處理器模塊、若干個1747-BSN熱備掃描器模塊。每個框架最多安裝8個熱備掃描器模塊，一對主從熱備掃描模塊最多可接32個遠程I/O適配器模塊，CPU框架內不安裝I/O模塊。熱備切換時間小于50ms，SLC 500 CPU上的DH+接口可作為編程口使用。

    熱備PLC系統的工作原理和實現方法：上海生活垃圾焚燒廠飛灰輸送控制系統安裝一對主從熱備掃描器模塊，由兩塊熱備的遠程I/O掃描器模塊完成主從處理器同步、校驗、判斷、切換工作，熱備PLC分為主從控制兩種方式。主從處理器的程序完全一致。

    正常情況下，主機處于工作狀態，不斷的向從機備份數據，從機處于監視狀態，不斷的從主機讀取數據。如果主機發生故障，其控制方式切換到從控制方式，處于監視狀態，同時給出一個信號，從機在很短的時間內由從控制方式切換到主控制方式，替代主機處于工作狀態，進行監控。這樣，即使發生了故障，系統也能正常工作。

3.2   Modbus通訊功能

(1)  Modbus通訊概述

    在通訊系統中，DCS作為Modbus主站；4601-RIO-MCM為Modbus通訊模塊，作為Modbus子站，位于遠程I/O網絡的機架3、組4，共占用1/2機架。

(2)  Modbus通訊實現方法

①  建立超級終端連接

    在超級終端中新建一個連接，輸入連接名字ProLinx后確定。

選擇COM1與計算機進行通訊，確定后，出現屬性對話框。選擇：每秒位數57 600、８位數據位、無校驗、１位停止位、數據流控制為Xon/Xoff。

②  配置文件的下載

    打開已經建立好的連接，按住“L”鍵，4601-RIO-MCM上電，出現對話框。然后，通過“瀏覽” 按鈕，選擇已經編輯好的配置文件。選擇好配置文件后，按“發送” 按鈕，即可進行配置文件的下載傳送。傳送完成后，一定要對4601-RIO-MCM進行一次下電操作，然后再上電，配置文件的下載操作就完成了。

③  配置文件的上載

    打開已經建立好的連接， 4601-RIO-MCM上電，按“？”鍵，可以進行配置文件的上傳操作、運行過程中的數據監視操作等。按“S”鍵，從4601-RIO-MCM傳送配置文件到計算機中。然后，通過“瀏覽”按鈕，選擇需要接收配置文件所存放的目錄。選擇好接收配置文件所存放的目錄后，按“接收”按鈕，即可進行配置文件的上載傳送。

④  4601-RIO-MCM配置文件的編輯（略）

⑤  子站SLC 5/04的通訊程序實現

    讀/寫數據：有兩種方式可以實現數據交換，少量的數據可以通過直接I/O的方式進行讀寫；大量的數據可以通過塊傳送的方式，實現主站與子站之間的數據交換。

3.3  煙氣凈化線10/煙氣凈化線20/煙氣凈化線30的功能

    每條煙氣凈化線包括袋式除塵器和噴霧反應器，每臺袋式除塵器有6個隔倉，分2排布置。

    來自袋式除塵器的灰渣，通過控制旋轉輸灰閥電機、灰斗下鏈式輸送機和插板閥，把灰渣輸送到相應的輸灰線（01/02）上。

    來自噴霧反應器的灰渣，通過破碎裝置，對灰渣進一步粉碎，經旋轉輸灰閥排至三通換向閥，把灰渣輸送到相應的輸灰線（01/02）上。

3.4  輸灰線01/輸灰線02的功能

    灰渣進入輸灰線，通過鏈式輸送機把灰渣輸送到斗式提升機，再經雙向螺旋輸送機，把灰渣輸送到灰渣儲倉01或灰渣儲倉02，暫時儲存起來，等待處理。

    兩條輸灰線可以同時運行，并且每一功能組都可以被分配到01或02 兩線路之一，或者當一個或多個功能組無須運行時，也可以不分配。正常情況下，兩條輸灰線一用一備。

3.5  灰渣儲存及處理系統的功能

    灰渣進入儲倉01或灰渣儲倉02后，由倉底螺旋輸送機，把灰渣卸到儲倉下雙向螺旋輸送機上，由操作員選擇灰渣送到卡車站或大口袋站，如果選擇卡車站，則通過卡車站螺旋喂料機及加濕系統，對灰渣進行加濕處理，然后由卡車把灰渣運走；如果需要裝袋，由控制系統發出允許裝袋信號，灰渣由大口袋站裝袋。

3.6  電伴熱系統的功能

    為了保證對灰渣順利地進行輸送和處理，對相關的設備進行伴熱，電伴熱由現場控制箱進行溫度設定和控制，低溫報警信號通過遠程I/O送入本系統，并經本系統通過通訊送入DCS。

4  PLC軟件工程思想

4.1  面向對象程序設計思想與結構化程序設計思想的結合

    PLC應用軟件的設計是一項十分復雜的工作，它要求設計人員既要有PLC、計算機程序設計的基礎，又要有自動控制的技術，還要有一定的現場經驗。

    面向對象的程序設計思想：首先，設計人員必須深入現場，了解并熟悉被控對象的控制要求，將被控對象分為若干類，對每一類對象明確PLC控制系統必須具備的功能，為應用軟件的編制提出明確的要求和技術指標，并形成軟件需求分說明書。

    結構化程序設計思想：在面向對象設計的基礎上進行總體設計，將整個軟件根據功能要求分成若干相對獨立的部分，分析它們之間在邏輯上、時間上的相互關系，使設計出的軟件在總體上結構清晰、簡潔、流程合理，保證后繼的各個開發階段及其軟件設計規格說明書的完全性和一致性。然后，在軟件規格說明書的基礎上，選擇適當的編程語言，進行程序設計。所以PLC軟件工程的設計通常要涉及以下幾個方面的內容：PLC軟件功能的分析與設計、I/O信號及數據結構分析與設計、程序結構分析與設計、軟件設計規格說明書、用編程語言及PLC指令進行程序設計、軟件仿真測試與現場測試、程序使用說明書編制。

4.2  PLC應用程序的設計標準

    程序設計標準是PLC應用軟件設計過程中所有程序設計員共同遵守的統一規定。如果每個設計人員各行其事，都按自己的思維方式和處理問題的做法去做，沒有統一的標準，必將造成極大的混亂。

    再者，對于一個較大的工程，現場調試人員往往不是程序設計者本人，如果沒有一個統一的程序設計工作的規定和標準，那么在調試中出現問題，也難于分析和處理。

    由此可見，對于一個較復雜的應用系統，程序設計標準的制定是必不可少的。程序設計標準中一般只規定一些具有公共性的和能夠統一的基本結構，而不是對程序細節和具體問題的處理方法作嚴格的限制。在本工程項目中，制定了以下PLC程序設計方面的標準：程序結構標準、內存分配標準、順序控制標準、公共邏輯標準、標準模塊、通信標準、注釋標準、文件標準。

5  結語

    本系統自正式投產已安全穩定地運行至今，運行結果表明，基于熱備PLC的系統及Modbus通訊網絡能充分滿足上海江橋生活垃圾焚燒廠對灰渣處理自動化控制系統的要求，在灰渣的輸送、排放及裝載管理等方面起到了至關重要的作用。