分析S7―400在化工变电所中的应用及故障分析与对策

摘 要本文主要对S7-400在化工变电所ECS系统中的网络结构、硬件和软件配置等进行了深入的分析，利用调试和实际应用中所遇问题的处理，对ECS系统的操作与使用展开相应的优化，这不仅给新建或者改造的变电所ECS系统的使用提供了依据，同时也为S7-400在化工变电所中的应用提供了保障。

【关键词】S7-400 化工变电所 应用 故障

由S7-400所组成的ECS系统，可以在整套装置电气系统中应用该系统，该系统的应用，能够及时准确的掌握电气设备的使用情况与实际的备用状态，对设备的运行进行监视，随时控制设备的启停状态。另外，该设备的应用还能够及时准确的和主控FCS系统进行数据交换，从而有效的避免供电故障给电气设备正常的运行带来不利的影响，最终实现整套装置安全稳定的运行，并且获得更好的经济效益。

1 系统组成、选型与特点的分析

ECS系统主要将西门子SIMATIC系列中的新产品S7416-2DP作为核心，利用工业以太网和上位WINCC显示交换数据，通过数据的交换，完成系统各项操作。

在系统选型和特点方面应该做到以下几点，即：

1.1 在硬件配置方面

该项目拥有一台S7AS416-2DP，两台工程师站，两台OSM TP22交换等。另外，在CPU416-2DP后，还带有9块CP卡件，在这之中包括两块CP443-5卡，1块CP443-1以太网卡件，6块CP441-2卡。

在这之中，CP443-5卡的主要责任在于和ABB的智能马达管理器M102-P进行一定的通讯，对各个电机回路的电流、电压以及功率因数等进行充分的采集，同时，还需要归档回路的故障与报警信息，从而使得系统运行更加有效。

而3块CP441-2卡在MODBUS主站中担任着读取30个从站信息的责任，所连接的MODBUS从站主要有：ABB的AC31B-GB可编程控制器，这些可编程控制器一共有三台，通过CP441-2a共同完成通讯工作；同时，还包括MPM仪器，该仪器主要有23台，有1台UPS等等。通过这些设备的应用，来完成系统信息读取工作，相关的信息主要有电流、功率以及故障报警等方面的信息。这与刘刚，王霄在《基于S7-400与WinCC的变电所过程监控系统设计与实现》一文中的观点极为相似。

1.2 在软件配置方面

对整个ECS系统进行组态的部分为工程师站。该部分的操作系统主要为WindowsXP Professional+SP2，同时应用了集成的全局数据管理与统一的组态工具进行管理，这部分管理工作主要应用现代的软件系统结构进行管理，管理的内容主要包括项目管理、处理并且进行归档，同时还需要建立相应的文件，这样才能够为各个部分的工作提供保障。除此之外，还需要注意软件开发工作，一般而言，在软件开发过程中，需要应用面向对象的技术进行开发，以确保开发的速度与质量。在项目管理中，需要从系统硬件与工艺两个不同的视角着手，对这两个方面同时进行管理，通常在程序管理器中这两个视角被称之为标准分级与工艺分级。在这之中，标准分级的主要责任在于对系统的硬件进行管理，例如管理控制器、系统总线以及I/O系统等；而工艺分级主要对工艺的过程进行管理，它按照实际工艺的要求，对整个工程进行划分，分成各个子系统之后，将各个系统在控制器上映射出来，这样子系统的功能也会充分的发挥出来。

除此之外，如果在SIMATIC程序管理中进行管理，那么系统中便可以应用多种组态，不管应用的是哪一种组态的工具，所生成的组态数据都能够自动的存储到一个统一的数据库当中。组态工具主要包括：STEP7、SCL以及Wincc等。

2 系统调试与运行中所遇到的困境和处理方式的分析

2.1 存在通讯接地问题

一般而言，MODBUS通讯连接中断设备和PLC通讯模块的电缆在接地的过程中，要求能够保持单独接地的状态，并且要确保能够和动力接地分离。这与师亚娟在《基于S7-400 PLC的动态矩阵预测控制在甲醇汽油在线调配过程中的应用》一文中有着极为相似的观点。该通讯系统接地的目的在于，不仅达到有效壁雷的效果，还需要提高整体系统的抗干扰能力。该工程在项目调试阶段与高压配电系统相连接，导致系统综合保护装置的接地线和整个机柜的动力接地无法分离，这便导致出现了通讯速度缓慢的现象，同时在传输数据方面也会出现错误等。针对这一问题，工作人员一定要进行仔细的查找，通过重新接地的方式，恢复数据的正常传输能力。

2.2 工程师站电脑蓝屏故障

通常系统运行大约在一年以后，工程师站比那会有蓝屏现象出现，并且还会提升出现软件的授权问题等。要解决这一问题，便需要与厂家的技术人员展开协商，安排工作人员重装系统，这与张贤德，陈今润，熊建军等在《基于S7-400 PLC的立式风洞动力监控系统的研制》一文中的观点有相似之处。并且对软件展开相应的授权处理，确保系统运行的正常性。另外，也需要对系统的硬盘展开备份与扩容等。

3 总结

本文主要着手于两个重要方面，第一方面分析了系统组成、选型与特点，第二方面分析了系统调试与运行中所遇到的困境和处理方式。通过分析明确，当前在化工变电所中S7-400已经被广泛的应用，为了能够确保应用的质量，需要明确该系统的组成以及特点等，只有这样，系统应用才会更加有效。但是，实际上系统调试与运行当中还有一定的困境存在，例如在通讯接地方面存在着问题、工程师站电脑蓝屏所产生的故障等等，这些故障如果不能得到有效的处理，那么必将影响整个系统的运行。为此，找出有效的方法解决这些问题已经成为当务之急。

参考文献

[1]刘刚，王霄.基于S7-400与WinCC的变电所过程监控系统设计与实现[J].中国水运（下半月），2012，12（1）：82-83.

[2]张俊.石油化工企业变电所消防及排烟探讨[J].炼油技术与工程，2012，42（10）：62-64.

[3]师亚娟.基于S7-400 PLC的动态矩阵预测控制在甲醇汽油在线调配过程中的应用[J].化工自动化及仪表，2014，（10）：1114-1118.

[4]张贤德，陈今润，熊建军等.基于S7-400 PLC的立式风洞动力监控系统的研制[J].电气传动，2008，38（3）：50-53.

作者简介

徐思友（1986-），男，四川省成都市人。大学专科学历。现为中海石油建滔化工有限公司助理工程师。研究方向为电机运行维护与故障处理。

作者单位

中海石油建滔化工有限公司 海南省东方市 572600