西门子CPU模块6ES7517-3FP00-0AB0
2 利用QUANTUM自动控制平台实现
3、2、1 硬件环境的搭建
在一般的Quantum硬件组态中，一个系统主站只设置一块NOE网络模板用以实现工业以太网通讯，但我们此次要求特殊，为此我们借鉴计算机双网卡跨网段的方式，在一个Quantum主站中放置两块NOE网络模块。实现如图2所示的拓扑结构：
图2：理想的环网拓扑结构
在Concept硬件组态表中配置如下图3：
图3：PLC NOE模块配置表
对于表中所组态的两块NOE网络模块，分别组态不同的网络地址，如图4，来实现PLC的跨网段硬件链接。
图4：NOE模块IP配置
这样在硬件的链接上我们就完成了PLC级的跨网段，经过实际测试，网络通畅数据交换正常。
3、2、2 软件编程实现
硬件实现后我们要在软件编程中实现数据流在两个网段中正常交换，在备用风机中的关键寄存器，如风机启动停止等需要与不同网段中的主控PLC进行联通，如图5。
图5：关键数据通讯方式
如此以来备用风机需要与各个网段上的各个主控PLC建立通道，也就是说备用风机所需要的通道数是在线风机的3倍，而对于各个主控PLC来说需要同时和备用风机以及在线风机建立通道，各个系统的程序都需要改动，在不影响正常生产的前提下是不可能实现的。为此，我们让备用风机只与在线风机建立数据交换通道，在备用风机投入状态下使用原风机的通道与其他主控PLC进行通讯，如图6，这样大大降低了改造对于各个主控PLC的影响，也降低了改造的风险。
图6：数据通道实现
经过实际的应用测试，此方法稳定可靠的实现了备用风机对于不同网段上的在线风机的备用，并保证了转炉生产的连续性
DCS配置情况介绍
配置冗余控制器30对。单元机组按照功能分配为：锅炉DAS控制站，锅炉SCS控制站1，锅炉SCS控制站2，锅炉MCS控制站，锅炉FSSS1#控制站，锅炉FSSS2#控制站，汽机DAS控制站，汽机SCS控制站1，汽机SCS控制站2，汽机MCS控制站，汽机ETS控制站，旁路控制站，电气控制站，DEH控制站。公用系统分配为：公用电气控制站、其它公用系统控制站。
配置值长站1台、工程师站2台，操作员站8台，历史数据服务器2台，组态服务器1台，MIS网接口站1台。
配置通讯站4个，实现对UPS系统、电气直流系统、TSI系统、电综自系统、脱硫系统、给水泵系统、同期装置、盘车控制系统、精处理系统、吹灰系统、快切装置、起/备变装置、胶球清洗装置、点火系统和空压机系统与DCS系统的数据通讯。
公用系统中的燃油泵房和机力塔系统采用远程IO机柜，通过光纤连接到主控制室。
本项目典型方案介绍
公用系统方案介绍
根据电厂运行的一般性习惯，我厂公用系统网络不设置单独操作员站ConTROL ENGINEERING China版权所有，而在每台单元机组操作站实现监控。由于电厂对公用系统操作的特殊性，要求DCS设计必须考虑单元机组的操作站能顺利的对公用系统进行操作，同时必须采取可靠的闭锁措施，以保证任何时刻只能有一台机组的操作员站对公用系统进行操作，另一台机组只能对公用系统进行监视，并且应随时可以进行切换。 不应因公用系统的存在，使2台机组DCS耦合在一起，也不应因使用了网络接口而影响任意一台机组DCS的任何性能。
本项目选用的ECS-100系统通过硬件配置及软件设置控制工程网版权所有，完全实现了电厂对公用系统的要求。
由方案示意配置图中，可以看到＃1机组网络、＃2机组网络与公用系统网络采用高端三层交换机进行连接，在硬件层对3个网络之间的数据流进行控制，保证了整个方案的可靠性。
方案中，ECS-100系统采用三层交换机对三个网络进行有效的故障隔离，保证任一网络发生故障，不会扩展到其它网络，把故障限制在小范围之内。同时根据本项目的要求，对三层交换机进行相应的设置ConTROL ENGINEERING China版权所有，限制＃1机组和＃2机组之间进行的数据流，从根本保证了“不应因公用系统的存在，使2台机组DCS耦合在一起”的要求。但是考虑到＃1机组和＃2机组之间可能存在互相监视的部分点，设计中采取从操作网共享数据方式实现。三层交换机自动限制＃1机组网络和＃2机组网络同一时间只能有一个网段的数据可以进入公用系统网络，即当＃1机组网络拥有对公用系统操作权限时，屏蔽＃2机组对公用系统的操作权限，反之相同。同时，通过相应的网络模块，ECS-100系统会自动诊断＃1机组网络和＃2机组网络的状况，当任一网络出现故障时，会在软件中自动提示相关人员是否进行公用系统操作权限切换或者设置成自动切换。很好的解决了＃1机组和＃2机组对公用系统的操作以及互锁，保证任一时刻只能有1个机组能对公用系统进行操作。通过该方案，很好的满足了电厂对公用系统的要求。
公用系统方案示意图
对等CS网络架构方案介绍
针对电厂对DCS系统极高安全可靠性要求，以及方便的数据查询等功能，ECS-100系统采用了对等CS网络架构，同时为保证控制网的低负荷要求，单独设立了一层操作网，用于非实时数据的传输，从而保证了控制网的安全可靠性。普通CS网络架构方案中，操作站和工程师站并不直接作为控制网的一个节点，而是通过服务器连接到控制网，即操作站所有的操作指令必须通过服务器才能下达到控制器，同样控制器所有数据要通过服务器才能上送到操作站作为显示。这种方案中，一旦服务器瘫痪，将造成整个系统的崩溃。而普通的对等网模式中，每台操作员站都是相对独立而平等的，都单独从控制网获取数据和下达指令控制工程网版权所有，这种方式保证了系统的可靠性，但是对于历史数据的管理查询非常不方便，不利于大型项目的应用。ECS-100采用了两种方案的结合，对实时数据和历史数据分开处理，在控制网设置独立的历史数据服务器，并设置一层独立的操作网，担负趋势查询、操作记录查询、报警历史查询等功能。默认方式下实时数据由操作站和控制网直接交互，操作站对历史数据的访问通过操作网从数据服务器获取。
通过我厂本次项目的实施，使得ECS-100分散控制系统在200MW机组上得到成功的应用。本次应用体现出了ECS-100系统对电厂在DCS高安全可靠性要求，特殊的操作习惯要求等方面的良好适应。通过此次应用，增加了同类电厂在DCS系统产品的可选性，同时也使我厂认识到中控WebField系列DCS系统经过多年的发展，已经具备了与国外DCS系统竞争的能力，并且在行业针对性、工程服务等方面甚至优于国外系统控制工程网版权所有，为今后同类机组的建设造积累了大量的经验，具有很高的推广价值