应用背景
中电投吉林松花江发电厂规划容量为85万千瓦。于1999年开始建设一期工程，安装3台额定蒸发量为360t/h的煤粉锅炉，安装2台额定发电量为125MW双抽式汽轮发电机组。每小时供300吨工业蒸汽，城市居民集中供热550万平方米以上的能力。截至2006年9月底，吉林松花江热电厂累计发电49.7亿千万时，供热489.6万吉焦（工业蒸汽201.6万吉焦，集中供热288万吉焦），实现税收上亿元。投产以来，2006年首次实现盈利，企业生产经营步入了良性循环的阶段。2006年10月，吉林松花江热电厂二期扩建工程开始筹建，二期扩建工程计划建设2台300MW机组，配装2台1000T/H锅炉，争取在“十一五”内开工建设，届时将达到年供电量31亿千瓦时，供热600万吉焦。
客户需求
中电投吉林松花江发电厂一期工程中输煤程控控制系统使用的是GE 智能平台的90-30 MaxON冗余控制系统，现场I/O系统使用的是Filed Control I/O系统，中央控制室操作员人机界面使用的是Wonderware InTouch软件。该90-30 MaxON冗余控制系统是基于90-30硬件平台组建的冗余控制系统，在上世纪末具有很高的先进性。随着科技的发展和需求的不断增加，其使用的局限性也体现出来。
在二期工程中的输煤程控控制系统建设时，客户立足于尽量减少投资，尽量利用一期已有的系统，因此需要把一期和二期的控制系统结合起来，由一套冗余控制器实现控制，保留一期系统的I/O系统，新建二期系统的I/O系统。这样用户可以减少投资，同时也实现的对一期系统的升级。且二期系统建设时，应保证一期系统的正常运行，控制系统的升级只能允许在电厂有限的检修期内完成。
由于时间的紧迫，客户不仅仅需要可靠的控制系统产品，更需要易于掌握、集成、扩展、技术先进的控制系统，同时该系统易于升级，能够兼容老的系统，且该系统也易于维护，以降低后期的运行成本。同时客户也提出了要求，中央控制室操作员人机界面继续使用Wonderware InTouch软件。在保证系统功能的前提下，希望平台提供商能够提供较为经济的系统软件解决方案。
解决方案
为了满足客户的需求，需要一套可靠性高、易于操作、维护方便、性价比高的一套自动化控制系统；同时也需要一套能够兼容90-30 MaxON冗余控制系统程序和现场远程I/O系统、易于升级的自动化控制系统。结合GE 智能平台的先进控制器产品的特点，GE 智能平台沈阳办事处的技术人员积极同该项目的系统集成商－－沈阳鹭岛电气责任有限公司的的技术负责人员进行技术交流和沟通，最终给出了一套适合于用户需求的自动化控制系统解决方案。
本输煤程控系统中共实现以了下设备的自动化监视和控制：皮带运输机 26台、叶轮给煤机4台、环式给煤机 2台、犁煤器68台、带式除铁器4台、盘式除铁器4台、环锤式碎煤机 2台、滚轴筛机 2台、清箅破碎机4台、电子皮带秤4台、斗轮机 2台。
根据输煤程控工艺流程和该厂的设备布局结构，控系统主要分为三个层次。这三层次是上位机监控平台层、现场设备控制层及I/O网络层。这三个层次分别使用了Wonderware InTouch软件、RX7i 高性能冗余控制器及Field Control远程I/O系统和VersaMax 远程I/O系统来实现控制。系统结构图可以参见图1所示。
图1系统结构图
1、上位机监控平台层
上位机监控平台层通过以太网和RX7i 高性能冗余控制器进行通讯。工业以太网以其特有的低成本，高实效，高扩展性及高智能的魅力，吸引着越来越多的制造业的厂商。
GE 智能平台 自动化产品很好地支持工业以太网通讯，可以用于控制层设备之间、控制层与远程I/O 之间、控制层与人机界面HMI/触摸屏之间的通讯。GE 智能平台工业以太网通讯产品支持以下工业以太网协议：
• SRTP TCP/IP 协议
• EGD 协议
• Modbus TCP/IP 协议
在本列应用中，Wonderware InTouch软件主要采用SRTP TCP/IP 协议和RX7i 高性能冗余控制器进行通讯。SRTP TCP/IP 协议，即Service Request Transport Protocol，其基于Client/Server 结构、Request/Reply 方式进行以太网通讯，Client 对Server 发出读/写数据Request，Server 对Client 返回相应Reply。SRTP TCP/IP 协议可以用于GE 智能平台产品的控制器间数据通讯、编程组态下载、控制器与HMI通讯等。
SRTP TCP/IP 协议支持通用型的Hub、Switch、Router产品。
图2 输煤程控主控画面
图3 流程选择画面
2、RX7i 高性能、先进控制冗余控制器及其Field Control远程I/O系统和VersaMax 远程I/O系统远程I/O系统。
作为GE 智能平台新一代的过程自动化控制器，PAC系统在操作系统之上设计了一个通用的、适合于多平台的(包括硬件平台和操作系统平台)、便于移植的、轻便的控制引擎(control engine)，集成了包括逻辑控制、运动控制、过程控制和人机界面在内的多领域解决方案，从而保证使用PAC系统的用户可以使其编制的应用程序获得最大的应用收益，并且还可以方便地优化其自动化平台，从而不需重新设计整个系统，就可以不断获得越升的系统性能。
此外,GE智能平台的RX7i控制系统还具有以下的应用优点：标配Intel Pentium CPU处理器，CPU内部集成10M或64M用户内存,应用标准的工业VEM64总线标准，使用9或18槽PCI机架，底板速度提高到126M。使用VEM64总线底板来支持高速数据传输率，支持标准底板使第三方可以方便的开发I/O、通信、动作控制、可视和其它模块。
图4配煤画面
VersaMax PLC是一种更易于使用、价格合理、性能卓越的PLC。VersaMax提供了广泛的I/O模块、电源模块和通讯模块。通讯支持TCP/IP以太网、Profibus DP、DeviceNet和Modbus RTU协议。模块具有带电热插拔功能。多种类型的底座和接插式端子提供了接线的灵活性。
Field ControlI/O系统是GE 智能平台给用户提供的一种经济型I/O。其特点是坚固、耐用、体积小。由于电子元器件的供应原因，该I/O已经停产，并由VersaMax I/O模块、电源模块和通讯模块进行全面替换。换句话说，Field ControlI/O系统可以直接升级到VersaMax I/O系统。
3、GENIUS现场总线网络。
Genius网络是GE 智能平台IP 于1985 年开发并引入到工业控制领域的一种工业现场总线。Genius 网络协议是GE 智能平台专有的令牌通讯协议。Genius 网络以其安全、快速的特性广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化等其他领域自动化。迄今为止，已有许多第三方的公司、厂家开发出了在许多场合支持Genius 网络的兼容设备，这一切使Genius网络有着无穷的潜力和巨大的灵活性。
Genius总线是一个对等、令牌网络，一条网络最多可有32 个站点，如果需要更多的站点， 可以再增加Genius 总线控制器（GBC）来解决。该网络具有很高的网络吞吐率，衡量一个网络，最终是以网络的吞吐率来决定数据的更新率的，而不是简单地以网络的速率来决定。由于Genius 网络采用频移键控调制技术（FSK），可以有效地防止工业现场的各种干扰。
Genius 网络具有良好的实时性，可以用于控制大量的现场I/O 设备。 Genius网络支持广播方式通讯，广播方式通讯的效率要远高于报文方式通讯，同时，使用广播方式通讯在组态时更简单，无需编程。该网络具有极大的灵活性，同时支持控制器之间以及控制器和远程I/O 之间的通讯。Genius网络的传输介质可以采用屏蔽双绞线、光纤或MODEM。网络拓扑结构是总线型拓扑结构。控制器和节点设备以菊花链的形式连接起来，在网络的两端有终端电阻。终端电阻的选择取决于所采用的电缆，分为：75 欧姆、 100 欧姆、120 欧姆或150 欧姆。在无中继的情况下Genius 网络的电器通讯距离是2300米。
该项目有于新建系统和老系统间的分布范围较广、距离较远，所以Genius网络采用光纤和屏蔽双绞线做为传输介质。并在网络中使用了Genius网络专用光电转换模块。
实施结果
通过与GE 智能平台的合作，由于控制器产品的可靠性和稳定性，以及硬件产品的易于使用性、好的升级兼容行，缩短了项目开发周期，节约了项目实施成本，该项目一期已于2010年12月中旬投产，提高了工厂运行效益，受到了最终用户的好评。
