鋼鐵廠高速線材工程水處理自動(dòng)化系統(tǒng)
1.1系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)介
1.1.1濁循環(huán)水部分
主軋線在生產(chǎn)軋制過(guò)程中,在線設(shè)備和軋件均需用水進(jìn)行冷卻,軋制過(guò)程產(chǎn)生的氧化鐵等用水沖到一個(gè)指定位置。這就是各用戶對(duì)濁水需用之所在。
濁水循環(huán)主要過(guò)程如下:
氧化鐵皮溝的回水、沖洗溝內(nèi)的沉渣(主要是氧化鐵皮)回到一次池———旋流池。大部分的氧化鐵皮在池內(nèi)沉積,用抓斗行車(chē)吊到脫水池脫水后汽車(chē)外運(yùn)。池內(nèi)的水(含有高濃度懸浮物及油污)利用長(zhǎng)軸泵(共三臺(tái),二用一備)抽送到二平流沉淀。旋流池內(nèi)的另二臺(tái)氧化鐵皮泵(一用一備)主要用于氧化鐵皮溝的沖渣。
抽送到二次平流池的濁水,大部分的懸浮物(主要成分是氧化鐵皮)經(jīng)平流池后沉積于池底,利用刮渣機(jī)將沉積物刮渣機(jī)將沉積物刮到一端,用抓斗行車(chē)吊到脫水池脫水后汽車(chē)外運(yùn)。水表面的浮油,利用刮油機(jī)刮到一端,帶式撇油機(jī)帶出油污并由齒輪油泵輸送到指定的廢油回收點(diǎn)。
經(jīng)二次平流池處理后的水,由二次泵房抽送,經(jīng)8臺(tái)¢4000的高速過(guò)濾后,輸送到5臺(tái)¢6000冷卻塔進(jìn)行冷卻,降溫后的水到濁水井,再泵房各臺(tái)泵輸送到各用戶。各個(gè)用戶使用后的水從氧化鐵皮溝回到旋流池。這是濁水循環(huán)過(guò)程。
高速過(guò)濾器經(jīng)一段時(shí)間使用后,懸浮物及油污沉積在濾料內(nèi),這樣會(huì)影響濁水經(jīng)過(guò)濾器的流量與流速。當(dāng)過(guò)濾器進(jìn)、出水壓差達(dá)到某一設(shè)定值時(shí),過(guò)濾器就必須反沖洗。反沖洗的沉渣及油污輸送到濃縮池,濃縮池內(nèi)加有絮凝作用的藥劑,使得沉渣等等與水分離,水排送到二次平流沉淀池,濃縮后的沉渣由渣漿泵輸送到脫水池脫水后汽車(chē)外運(yùn)。
1.1.2凈水環(huán)部分
凈水循環(huán)主要目的是對(duì)各用戶的用水進(jìn)行降溫處理。因水只在管道內(nèi)循環(huán),不與其它介質(zhì)接觸,如加熱爐、監(jiān)視器、液壓站、潤(rùn)滑站的降溫系統(tǒng),水質(zhì)不發(fā)生變化。
循環(huán)過(guò)程是經(jīng)過(guò)各個(gè)用戶后水溫度升高。利用凈水冷卻塔(二座,風(fēng)機(jī)直徑¢6000mm)降溫后回到凈水井,再由泵房那的泵輸送到各個(gè)用戶。
二.系統(tǒng)概述
設(shè)計(jì)年軋制高速線材50萬(wàn)噸的一個(gè)軋鋼廠水處理區(qū)域的設(shè)備主要提供軋制過(guò)程中的生產(chǎn)用水。包括濁水和凈水兩部分。濁、凈水均實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)?紤]到生產(chǎn)過(guò)程水的損耗,采用凈水補(bǔ)充。循環(huán)水量分別為:凈水:1500 m3/h;濁水:3330 m3/h。整個(gè)水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化控制部分由2級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成,
①工業(yè)以太網(wǎng)層 工業(yè)以太網(wǎng)層是采用100Mbit/s西門(mén)子光纖以太網(wǎng),將本控制系統(tǒng)與高線廠水處理系統(tǒng)聯(lián)在一起。上位機(jī)人機(jī)界面采用西門(mén)子WINCC組態(tài)軟件;采用OSM(光交換網(wǎng)絡(luò),版本2)來(lái)構(gòu)建100Mbit/s交換網(wǎng)絡(luò),將2個(gè)網(wǎng)段連接到OSM。
②現(xiàn)場(chǎng)總線控制層 采用西門(mén)子的PROFIBUS—DP總線網(wǎng)絡(luò),DP主站由一臺(tái)S7-400PLC承當(dāng),DP從站由4臺(tái)SIMATIC分布式 ET200M I/O承當(dāng)。
系統(tǒng)采用以太網(wǎng)和PROFIBUS—DP總線網(wǎng)的2級(jí)網(wǎng)絡(luò)分布具有如下極其有益的重要特點(diǎn):
①最大程度減少現(xiàn)場(chǎng)布線,使系統(tǒng)便于維護(hù);
②分布式I/O和S7—400之間非常短的響應(yīng)時(shí)間和高的抗干擾能力;
③啟動(dòng)快速,因此簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的連接方法;
④靈活性大、現(xiàn)有設(shè)備可以不受影響地隨時(shí)擴(kuò)展;
⑤覆蓋極為廣泛的企業(yè)應(yīng)用,可以從辦公室到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng);
⑥可連接到廣域網(wǎng)(WAN),例如ISDN或因特網(wǎng)。
2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.2.1系統(tǒng)自診斷、報(bào)警、事件的檢測(cè)和管理功能
系統(tǒng)具有豐富自診斷、報(bào)警、事件的檢測(cè)和管理功能,操作員提高效率的關(guān)鍵之一是獲得系統(tǒng)的報(bào)警信息,系統(tǒng)提供了豐富的工具,使得操作員可以很快找到系統(tǒng)的故障。
* 多種報(bào)警優(yōu)先級(jí)
* 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警/通訊/信息畫(huà)面
* 專(zhuān)門(mén)的報(bào)警區(qū)域
* 高級(jí)報(bào)警管理
* 相關(guān)畫(huà)面
* 報(bào)警切除
* 回到正常記錄
* 報(bào)警分類(lèi)
* 區(qū)域分配
* 操作員日記
* 結(jié)構(gòu)化報(bào)警
* 語(yǔ)音輸出報(bào)警
* 報(bào)警/事件報(bào)表
2.2.2歷史數(shù)據(jù)采集功能
該系統(tǒng)有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集功能,能以多種頻率收集存儲(chǔ)平均值和瞬時(shí)值數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以在線保存大量歷史數(shù)據(jù),通過(guò)自動(dòng)搜索可以訪問(wèn)無(wú)限制的歷史數(shù)據(jù).歷史檢索數(shù)據(jù)可以存在本地的硬盤(pán)、磁盤(pán)等介質(zhì)上,另外該系統(tǒng)還能和上層管理網(wǎng)絡(luò)(例如:MIS系統(tǒng))連接,為全廠一體化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理提供硬件和軟件基礎(chǔ)。
2.2.3高級(jí)的趨勢(shì)記錄顯示功能
系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單的組態(tài),就可以將數(shù)據(jù)以各種高級(jí)的趨勢(shì)方式顯示出來(lái),提供分析和處理數(shù)據(jù)的功能。
* 組態(tài)的高分辨率的趨勢(shì)
* 一幅畫(huà)面顯示一個(gè),兩個(gè)或三個(gè)棒圖趨勢(shì)點(diǎn)
* 多坐標(biāo),多量程矢量趨勢(shì)
* X-Y雙變量坐標(biāo)趨勢(shì),數(shù)值表
* 趨勢(shì)ZOOM功能,前后移動(dòng)功能
* 趨勢(shì)定位數(shù)值讀出,趨勢(shì)分離顯示
* 可組態(tài)的趨勢(shì)顯示
* 標(biāo)準(zhǔn)趨勢(shì)顯示
* 在線組態(tài)功能
* 實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)同時(shí)顯示
* 剪貼趨勢(shì)數(shù)據(jù)至報(bào)表打印
2.2.4報(bào)表功能
該系統(tǒng)本身已帶有豐富的報(bào)表功能
● 報(bào)警/事件記錄報(bào)表
記錄規(guī)定時(shí)間內(nèi)的報(bào)警和事件,通過(guò)分類(lèi)功能報(bào)表提供以對(duì)操作員與/或過(guò)程點(diǎn)的跟蹤功能。
● 報(bào)警周期報(bào)告
記錄規(guī)定時(shí)間內(nèi)所發(fā)生報(bào)警的發(fā)生時(shí)間,以及恢復(fù)正常以前的時(shí)間間隔。
● 停車(chē)事故分析報(bào)表
以類(lèi)型與/或原因類(lèi)別報(bào)告停車(chē)事件。
● 自由程式報(bào)表
用戶根據(jù)需要定義各種形式的報(bào)表,可以包含各種數(shù)字或統(tǒng)計(jì)運(yùn)算和最大值/最小值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等。
● 點(diǎn)屬性報(bào)表
報(bào)告點(diǎn)顯示中某種屬性,如停止掃描、壞點(diǎn)或報(bào)警禁止等。
報(bào)表可以是周期性生成,也可由事件觸發(fā)按或操作員要求生成,并可在線設(shè)定。報(bào)表可以在屏幕上顯示、打印或直接輸出到另一計(jì)算操作分析處理。
2.2.5系統(tǒng)安全性
為了保證系統(tǒng)的安全性系統(tǒng)提供了可組態(tài)的安全等級(jí)?刂萍(jí)和區(qū)域分配功能安全等級(jí)可以按操作員,也可按各個(gè)操作站分配,系統(tǒng)可按用戶需要分若干個(gè)安全等級(jí),最多多達(dá)255級(jí),并且可由操作權(quán)限最高者可在線添加不同層次的安全等級(jí),規(guī)定操作員對(duì)系統(tǒng)功能的訪問(wèn)。
控制級(jí)client,規(guī)定有關(guān)人員對(duì)工廠和設(shè)備的操作權(quán)限。
區(qū)域分配功能使得不同車(chē)間的操作員在同一系統(tǒng)上只能訪問(wèn)操作自己車(chē)間的畫(huà)面、報(bào)警和點(diǎn)數(shù)據(jù),有效地防止操作員操作越過(guò)權(quán)限的區(qū)域。
2.2.6聯(lián)網(wǎng)特性
系統(tǒng)開(kāi)放型的網(wǎng)絡(luò)特性結(jié)構(gòu)使得可將系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)方便地傳送到其他網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序中,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)共享。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Network Server )
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Network Server )是該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的核心,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的執(zhí)行,為基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序如Microsoft Excel Data Exchange,Network DDE,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序接口(Network API)提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。
Microsoft Excel Data Exchange
Microsoft Windows應(yīng)用如Excel等均可從系統(tǒng)中讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),和NETWORK SEVER相配合,就可以從一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀/寫(xiě)數(shù)據(jù),完成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成和報(bào)表功能。
Network API
NETWORK API(網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口)使得網(wǎng)絡(luò)中其它計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的應(yīng)用軟件能很方便地訪問(wèn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)API以C語(yǔ)言函數(shù)調(diào)用的形式提供網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用軟件對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀/寫(xiě)訪問(wèn)。上位計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)交換對(duì)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是透明的,大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。
Network API適用于各種不同操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
2.3系統(tǒng)控制組態(tài)
系統(tǒng)控制組態(tài)如圖三所示。
工業(yè)以太網(wǎng)層采用西門(mén)子光纖網(wǎng)絡(luò),是傳輸速率高達(dá)100Mbit/s的快速以太網(wǎng),可以是線型、環(huán)形或星形結(jié)構(gòu),構(gòu)建它要使用光學(xué)交換模塊(OSM),它以光纖電纜為傳輸介質(zhì),通過(guò)OSM可以將網(wǎng)絡(luò)配置成范圍達(dá)到150公里。
工業(yè)以太網(wǎng)層組成如下:
(1) 工控機(jī)
l CPU :PIII 933HZ
l 內(nèi)存:256M RAM
l 硬盤(pán):15G HD
l 顯卡:3D,32M顯示內(nèi)存
l 光驅(qū):64倍速
l 顯示器:21“CRT
l 機(jī)箱:ICA2000
(2) CP1613以太網(wǎng)卡及S7-1613軟件
10/100Mbit/s,AUI/ITP和RJ45接口
(3) 光學(xué)交換模塊OSMITP53
光學(xué)交換模塊3個(gè)FOC(100Mbit/s)接口、5個(gè)ITP(10/100Mbit/s)接口、冗余24V供電,信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)管理功能
(4) S7-400通訊處理器CP433-1
10/100 Mbit/scep通過(guò)ISO或TCP/IP協(xié)議將S7-400連接到工業(yè)以太網(wǎng)、支持S7通訊、S5通訊、讀取/寫(xiě)入。
現(xiàn)場(chǎng)總線控制層采用西門(mén)子PROFIBUS-DP總線網(wǎng)。這種型式總線是為高數(shù)據(jù)傳輸率而優(yōu)化的,經(jīng)專(zhuān)門(mén)修改,適用于有分布式I/O站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通訊。PROFIBUS-DP特點(diǎn)是:
l 非常短的響應(yīng)時(shí)間
l 設(shè)的抗干擾性
現(xiàn)場(chǎng)總線控制層組成如下:
(1) S7-400CPU模塊CPU414-2DP
內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。
(2) 分布式 ET200M I/O
ET 200M是高密度配置的模塊化I/O站,保護(hù)等級(jí)為IP20。它可用S7-300可編程序控制器的信號(hào)、功能和通訊模塊擴(kuò)展。由于模塊的種類(lèi)眾多,ET 200M尤其適用于復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。
模塊化ET 200M站的輸入/輸出可象中央控制器的輸入/輸出那樣,通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)和可編程序控制器中的用戶程序存取。
經(jīng)過(guò)總線系統(tǒng)的通訊是完全有中央控制器中的主接口和IM 153接口模塊處理的。
一、 系統(tǒng)功能
3.1系統(tǒng)控制設(shè)備列表:
3.2系統(tǒng)控制方式
系統(tǒng)采用三種控制方式:集中軟手操、就地硬手操。控制方式的優(yōu)先級(jí)依次為:就地硬手操、集中軟手操。
控制室上位機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,能實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況及有關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合管理;當(dāng)要對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)和行就地運(yùn)行時(shí),可以將就地控制箱上的“遠(yuǎn)程/就地”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到“就地”,通過(guò)就地控制箱上的按鈕進(jìn)行控制。
集中軟手操控制又分為:全自動(dòng)、半自動(dòng)、試機(jī)三種模式。
在全自動(dòng)模式下,各設(shè)備按照預(yù)定的工藝流程自動(dòng)運(yùn)行,只要直接通過(guò)點(diǎn)擊啟停按鈕控制系統(tǒng)運(yùn)行,運(yùn)行過(guò)程中可以實(shí)時(shí)更改一些工藝參數(shù)。當(dāng)某臺(tái)設(shè)備故障停機(jī),與之聯(lián)鎖的設(shè)備自動(dòng)停止,系統(tǒng)報(bào)警。
在半自動(dòng)模式下,由人工根據(jù)實(shí)際情況,選擇運(yùn)行設(shè)備,這些設(shè)備要組成一個(gè)完整的工藝流程,才能通過(guò)上位機(jī)界面上各設(shè)備的啟動(dòng)鍵控制設(shè)備啟動(dòng),此時(shí)各設(shè)備之間的聯(lián)鎖依然存在。當(dāng)通過(guò)上位機(jī)界面上設(shè)備停止鍵控制設(shè)備停止時(shí),與它聯(lián)鎖的設(shè)備隨之停機(jī)。
在試機(jī)模式下,不需要選擇運(yùn)行流程可在上位機(jī)任意啟、停全系統(tǒng)各設(shè)備,此運(yùn)行模式下各設(shè)備之間沒(méi)有任何聯(lián)鎖保護(hù),但設(shè)備自身保護(hù)仍然有效。
3.3.1 人機(jī)界面的要求
(1)總菜單畫(huà)面、能用鼠標(biāo)雙擊進(jìn)入子菜單,子菜單可方便進(jìn)入上一面或下一面或主菜單。
(2)操作畫(huà)面子菜單:
l 水處理所有控制的總操作畫(huà)面(主要的)
l 各部分詳細(xì)操作畫(huà)面:其中包括凈環(huán)水泵(1-3)、濁環(huán)供水泵低壓(1-3)及反洗、送過(guò)濾器泵(1-4)及凈冷塔風(fēng)機(jī)(1-2)
一次泵房:沖渣泵、一次坑送二次平流池泵,潛水泵等畫(huà)面,均要求有相應(yīng)的泵的開(kāi)、關(guān)按鈕,相應(yīng)的泵的電機(jī)狀態(tài)指示:開(kāi)、關(guān)、故障指示。如果有相應(yīng)的閥門(mén)則按工藝要求自動(dòng)連鎖控制開(kāi)關(guān),并有相應(yīng)的指示并能手動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)合,并顯示與這些子畫(huà)面相關(guān)的液位、溫度、壓力、流量、電壓、電流的畫(huà)面。
(3)水處理電氣運(yùn)行信號(hào)模擬屏。
(4)水處理反沖洗信號(hào)模擬操作屏。
3.3.2水處理數(shù)據(jù):主要電耗量、電度、水流量、加藥量、輸入。班、日、月、年顯示合打印報(bào)表及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)刪除上一年的數(shù)據(jù)。
3.3.3報(bào)警管理
主菜單上有報(bào)警歷史記錄菜單,如當(dāng)前有報(bào)警能自動(dòng)的顯示那一區(qū)域報(bào)警。并點(diǎn)擊時(shí)入能看到詳細(xì)的報(bào)警內(nèi)容:時(shí)間、傳動(dòng)號(hào)、名稱(chēng)、故障原因、并能按區(qū)域選擇時(shí)間的范圍,打印報(bào)警信息。當(dāng)前報(bào)警頁(yè)面當(dāng)前報(bào)警的內(nèi)容,若報(bào)警已解除,則顯示為另處一種顏色,仍然顯示在當(dāng)前報(bào)警頁(yè)面中,只有經(jīng)確認(rèn)后才會(huì)存入歷史報(bào)警記錄,并在當(dāng)前報(bào)警頁(yè)中消失這些報(bào)警內(nèi)容。
3.3.4設(shè)置操作權(quán)限
3.3.5水處理儀表要求:
(1)要求顯示模擬量:16路溫度信號(hào)、10路壓力信號(hào)、17路流量信號(hào)、6路液位信號(hào)
(2)液位信號(hào)以光柱形式顯示。
(3)流量信號(hào)顯示瞬時(shí)流量,其中5路要求顯示累計(jì)信號(hào),并當(dāng)班打印累計(jì)數(shù)。
(4)超過(guò)設(shè)定報(bào)警值要求閃光,并將數(shù)字顯紅色。
(5)顯示畫(huà)面應(yīng)按圖紙信號(hào)顯示信號(hào)及具體數(shù)值。
3.3.6水處理電氣操作、顯示要求。
(1)基本數(shù)據(jù):1、高壓系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜16面、高壓電機(jī)6臺(tái)。
(2)低壓系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜15面、低壓電機(jī)30臺(tái)。
(3)高壓開(kāi)關(guān)臺(tái)數(shù)9臺(tái),低壓開(kāi)關(guān)臺(tái)數(shù)33臺(tái)。
3.3.7高壓低壓系統(tǒng)
(1)顯示:高壓一、二次圖
低壓一、二次圖
兩臺(tái)變壓器和6臺(tái)高壓電機(jī)溫度、電壓電流。
(2)在畫(huà)面上顯示各開(kāi)關(guān)狀態(tài)(合、分)、接地、有人工作、禁止送電、“就地、遠(yuǎn)程”。
(3)資料及數(shù)據(jù):運(yùn)行記錄(開(kāi)停時(shí)間)、電耗量
故障記錄
檢修記錄及更換備件材料表
(4)打。海3)的內(nèi)容
班、日、月、年電耗量、用水量(積算)
(5)控制:高低壓系統(tǒng)(雙電源供電)的自動(dòng)切換
變壓器及各電機(jī)的開(kāi)、停
高壓系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)操作
3.4下位機(jī)可編程控制功能
3.4.1濁環(huán)水處理系統(tǒng)、凈環(huán)水處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水處理工藝要求。
3.4.1.1循環(huán)主泵房七組水泵控制
① 泵組為凈環(huán)供水泵組,水泵共三臺(tái),兩臺(tái)工作一臺(tái)備用。
② 泵組為預(yù)留勞服棒材車(chē)間供水泵組,水泵共兩臺(tái),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。
③ 泵組為勞服帶鋼車(chē)間供水泵組,水泵共2臺(tái),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。
④ 泵組為濁環(huán)水低壓供水泵組,水泵共2臺(tái),一開(kāi),一備。
⑤ 泵組為濁環(huán)中壓供水組,水泵共4臺(tái),其中一臺(tái)供預(yù)精軋,精軋輥冷卻用水,兩臺(tái)泵供預(yù)水冷。水冷裝置的用水,共用備用泵一臺(tái)。
⑥ 泵組為濁環(huán)高壓供水組,水泵共3臺(tái),兩開(kāi)一備。
⑦ 泵組為高速過(guò)濾反洗水泵,水泵共兩臺(tái),一開(kāi)一備。
⑤組泵備用泵水管上設(shè)備電動(dòng)閥門(mén),與水泵聯(lián)鎖,水泵均在操作室集中控制,亦可機(jī)傍就地操作①④號(hào)泵組出水總管上設(shè)有溫度指示及報(bào)警。各出水總管上設(shè)有流量,壓力指示及測(cè)量?jī)x表。濁環(huán)水供水泵組出水總量上設(shè)有壓力報(bào)井①④號(hào)泵組分別設(shè)穩(wěn)壓管泄壓,以上信號(hào)均傳至控制室。
泵房管溝內(nèi)設(shè)有一臺(tái)地坑排水泵,水泵起停與水位聯(lián)鎖。
3.4.1.2循環(huán)泵房外設(shè)備控制
設(shè)有凈環(huán)水吸水井,凈環(huán)冷卻塔及集水池,濁環(huán)水吸水井,濁環(huán)冷卻塔及集水池。吸水井內(nèi)設(shè)備液位指示儀表,高低液位報(bào)警。濁環(huán)水吸水井內(nèi)還設(shè)有反洗信號(hào)(信號(hào)傳至高速過(guò)濾器)(以上信號(hào)均傳至控制室內(nèi)。濁環(huán)水及水井:最高水位:2.10(↑)溢流2.00(↑)報(bào)警過(guò)濾器反洗水位1.30(↑)⑦泵組啟動(dòng)。
低水位:-0.80(↓) ②③④⑤⑥泵組停泵
-0.50(↓) 報(bào)警
凈環(huán)水吸水井最高水位:2.20(↑)溢流 2.00(↑)報(bào)警
低水位: -0.80(↓) ①泵組停泵
-0.50(↓) 報(bào)警
凈環(huán)水吸水井及濁環(huán)水吸水井設(shè)有生產(chǎn)新水補(bǔ)充管,吸水井靠液位控制閥控制補(bǔ)水.
3.4.1.3冷卻塔設(shè)備控制
濁環(huán)水進(jìn)水溫度:42℃ 出水溫度33℃
凈環(huán)水進(jìn)水溫度:42℃ 出水溫度33℃
當(dāng)出水溫度〈33℃時(shí),延時(shí)給定時(shí)間停風(fēng)機(jī)
當(dāng)出水溫度≥33℃是時(shí),啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。
各冷卻塔分制油箱高溫度井(>70℃)報(bào)警信號(hào)傳至操作室,除過(guò)濾器反洗供水管道外,供車(chē)間的循環(huán)水總管上均設(shè)管道過(guò)濾器。
3.4.1.4 旋流池泵房?jī)?nèi)兩組水泵控制
第①組水泵房將初次沉淀的水提升送到二次平流沉淀池,共3臺(tái)泵二開(kāi)一備、第2組為沖渣用水共2臺(tái)一開(kāi)一備,水泵與電動(dòng)閥門(mén)的運(yùn)行關(guān)系,當(dāng)水泵運(yùn)行進(jìn),先開(kāi)泵,后開(kāi)閥門(mén),當(dāng)水泵停止運(yùn)行時(shí)先關(guān)閉閥門(mén)后關(guān)泵,每臺(tái)水泵設(shè)有潤(rùn)滑軸承的清水,由電磁閥控制即水泵停后,電磁閥關(guān),水泵工作前,電磁閥開(kāi)。
水泵運(yùn)行受吸水井液位控制。
第一組水泵
當(dāng)水位△—10.20m時(shí) 第一臺(tái)泵工作
當(dāng)水位△— 9.40m時(shí) 第一臺(tái)泵工作
當(dāng)水位△— 8.90m時(shí) 第一臺(tái)泵工作
當(dāng)水位△—11.90m時(shí) 備用泵停
第二組水泵
當(dāng)水位△—11.90m時(shí) 工作泵停
吸水井在高水位△9.15m時(shí)和低水位△—11.5時(shí),設(shè)聲光報(bào)警,就地顯示并傳至循環(huán)水泵房值班室內(nèi)。
水泵運(yùn)行狀態(tài)傳至循環(huán)水泵房班室,進(jìn)入plc就地設(shè)操作箱,當(dāng)在就地檢修停泵時(shí),值班室控制開(kāi)關(guān)失效。
3.4.3.5 二次平流池的刮油機(jī)控制
刮油機(jī)可在集中控制,又可機(jī)旁操作。
二次平流池設(shè)有吸水井水位自動(dòng)檢測(cè)、并設(shè)高低水位自動(dòng)報(bào)警、報(bào)警水位高水位1.8m低水位1.5m,操作人員可根據(jù)吸水井水位的變化情況操作水泵運(yùn)行,并該系統(tǒng)有關(guān)泵組進(jìn)行協(xié)調(diào).平流沉淀池加壓泵房?jī)?nèi)設(shè)有4臺(tái)水泵,三臺(tái)工作一備,當(dāng)工作泵發(fā)生故障時(shí),備用泵自動(dòng)投入工作,抽送吸水井內(nèi)的水至高速過(guò)濾器,水泵出水管上均設(shè)有電動(dòng)閥門(mén),并與水泵連鎖,可機(jī)旁就地操作和集中控制.
凈環(huán)供水泵出水總管上設(shè)有流量、溫度、壓力指示燈及測(cè)量?jī)x表模擬量進(jìn)入PLC,泵房?jī)?nèi)設(shè)有兩臺(tái)齒輪油泵一用一備,油泵為機(jī)旁手動(dòng)操作。
3.4.1.6 高速過(guò)濾器設(shè)備控制
泵站內(nèi)設(shè)有8臺(tái)高速過(guò)濾器及一臺(tái)壓縮空氣儲(chǔ)氣罐。
系統(tǒng)在正常工作時(shí),以時(shí)間控制(設(shè)定總反洗周期),自動(dòng)反洗,當(dāng)某一過(guò)濾器按正常順序沒(méi)有達(dá)到反洗時(shí)間,由于某些原因(流量提前減少)而提前申請(qǐng)反洗,則系統(tǒng)優(yōu)先按此條件,對(duì)該過(guò)濾器進(jìn)行反洗,反洗后又自動(dòng)轉(zhuǎn)為時(shí)間控制反洗。每臺(tái)高速過(guò)濾器設(shè)流量及顯示儀表。高速過(guò)濾器進(jìn)出水總管上設(shè)差壓計(jì)(指示,報(bào)警)。
3.4.1.7 泥漿調(diào)節(jié)池及泥漿濃縮池控制
(1)、高速過(guò)濾器反洗水排至泥漿調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有渣漿泵,將渣漿泵送至濃縮池進(jìn)行濃縮,濃縮后的泥漿自流至鐵脫水池。濃縮池溢流上的清水自流至二次平流池進(jìn)水端。
(2)、泥漿調(diào)節(jié)池設(shè)有水位自動(dòng)檢測(cè)及高低水位進(jìn)入plc自動(dòng)報(bào)警。
(3)、調(diào)節(jié)池水位與高速過(guò)濾器反洗水泵聯(lián)鎖。
調(diào)節(jié)池水位: 最高水位2.55m 溢流
高水位 2.5 m 報(bào)警
攪拌機(jī)停止攪拌水位 —0.6 m
過(guò)濾器不設(shè)反洗水位 0.5 m 反洗不設(shè)啟動(dòng)
低水位 —1.2 m 報(bào)警
最低水位 --—2.5 m 渣漿泵停止]
(4)、泥漿泵房?jī)?nèi)設(shè)兩套加藥裝置,向泥漿濃縮池內(nèi)加入絮凝劑促進(jìn)污泥沉淀。
3.4.2高低壓供電電源。
控制包括倒電及正常的供電操作以及送入PLC及模擬量輸入高低壓總進(jìn)線功率、電度、以及所有高低壓電機(jī)需要測(cè)量電流的電機(jī)。
3.4.3所有水處理有關(guān)儀表10路壓力16路溫度17路流量和6路液位模擬量輸入信號(hào)送入PLC。
3.4.4水處理泵均能機(jī)旁箱就地檢修操作,正常生產(chǎn)集主操作。
水處理所有有液位檢測(cè)的池、井,在正常生產(chǎn)時(shí)聯(lián)鎖有關(guān)的泵在生產(chǎn)過(guò)程式中自動(dòng)控制有關(guān)的泵開(kāi)停進(jìn)行調(diào)節(jié)液位。
3.4.5水處理在正常自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)某一臺(tái)泵故障時(shí),包括壓力、流量達(dá)不到要求時(shí),自動(dòng)換到備用泵工作,并且有事故報(bào)警提示、聲光報(bào)警、并鎖住相應(yīng)泵。
3.4.6總之水處理在正常生產(chǎn)時(shí)均由PLC按水處理工藝要求自動(dòng)控制。
3.4.7水處理電氣操作
1)、高低壓系統(tǒng)(雙電源供電)的自動(dòng)切換
2)、變壓器及各電機(jī)的開(kāi)、停
3)、高壓系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)操作
二、 系統(tǒng)配置
a) 康泰克工控機(jī)
中央控制室配置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用康泰克的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(IPC)。該機(jī)的生產(chǎn)獲得ISO-9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證,為標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)產(chǎn)品,它與商用機(jī)相比具有以下特點(diǎn):
⑴IPC與商用PC完全兼容,因此,它可以利用商用PC上豐富的軟件資源,開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品具有豐富的圖形功能和良好的人機(jī)接口。
⑵IPC是為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境而設(shè)的,因此它的設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn):
溫度和粉塵:IPC至少可工作在0-50℃下,而商用PC一般是在40℃以內(nèi),IPC機(jī)箱內(nèi)設(shè)計(jì)了PUSH-PULL風(fēng)冷系統(tǒng),保持箱內(nèi)正氣壓并加有空氣過(guò)濾器,軟硬盤(pán)封閉門(mén)等,有效的防止了溫度過(guò)高和粉塵的侵入。
沖擊與振動(dòng):IPC機(jī)箱內(nèi)設(shè)計(jì)了一個(gè)帶橡膠的壓條,可以對(duì)插入IPC的任何板卡進(jìn)行固定,對(duì)軟驅(qū)和硬盤(pán)也特別設(shè)計(jì)了橡膠緩沖,整機(jī)的抗沖擊與抗振動(dòng)性能完全滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。
電源與電磁干擾:IPC采用開(kāi)關(guān)電源,提供高質(zhì)量的DC,其MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)至少在50000小時(shí)以上;機(jī)箱全鋼封閉,有效的防止了EMI(電磁干擾),并解決了系統(tǒng)防靜態(tài)充電的屏蔽問(wèn)題。
相對(duì)濕度:IPC可用在相對(duì)濕度高達(dá)95%的環(huán)境,而商用機(jī)一般只能用在相對(duì)濕度低于80%的場(chǎng)合。
2、西門(mén)子光纖以太網(wǎng)
2.1 CP1613
CP1613工業(yè)以太網(wǎng)PCI網(wǎng)卡參數(shù):10/100Mbit/s,AUI/ITP和RJ45接口
2.2 光學(xué)交換模塊OSMITP53
OSM(光交換模塊,版本2)用來(lái)構(gòu)造100Mbit/s交換網(wǎng)絡(luò),并可節(jié)省成本。網(wǎng)絡(luò)分割(將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干部分或網(wǎng)段)并將各網(wǎng)段連接到OSM,使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載分擔(dān)成為可能,從而改善網(wǎng)絡(luò)的性能。包含在OSM中的網(wǎng)絡(luò)冗余管理器,用來(lái)構(gòu)建冗余工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)形結(jié)構(gòu),并可通過(guò)交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的介質(zhì)冗余(重新配置時(shí)間最大為0.3秒)。具有兩個(gè)FOC端口的OSM可用于構(gòu)建光纖環(huán)網(wǎng):環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbit/s,每個(gè)環(huán)中最多允許使用50個(gè)OSM。除了有兩個(gè)構(gòu)成環(huán)的端口,OSM還有另外6個(gè)端口(具有ITP和RJ45兩種接口),這些端口由來(lái)連接終端設(shè)備和網(wǎng)段。
多個(gè)環(huán)通過(guò)集成的Standby功能可以基于冗余地相互連接。下面是三種不同的發(fā)送出錯(cuò)信息的方式:
·通過(guò)信號(hào)聯(lián)系
·通過(guò)SNMP
·通過(guò)e-mail
OSM的使用使得網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)很容易適應(yīng)工廠的結(jié)構(gòu)。
可以有以下幾種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和組合方式:
·具有OSM的線性和星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)程度和區(qū)域大小因傳輸延時(shí)而受到限制。采用OSM,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍達(dá)到150公里不成問(wèn)題。
·將現(xiàn)有的網(wǎng)段M連接到OSM,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。
·具有快速介質(zhì)冗余的100Mbit/s環(huán)網(wǎng)(每個(gè)環(huán)中最多允許使用50個(gè)OSM,重新配置時(shí)間最大為0.3秒)。
·分層次結(jié)構(gòu)的冗余環(huán):每個(gè)冗余環(huán)通過(guò)環(huán)中的兩個(gè)OSM與上層100Mbit/s環(huán)相連接。
可以根據(jù)以下體系結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置:
·兩模塊間FO電纜的最大長(zhǎng)度:使用多模FOC 3000米。
·兩模塊間或模塊到站點(diǎn)之間ITP電纜的最大長(zhǎng)度:100米。
·雙絞線電纜的最大長(zhǎng)度:
TP雙絞線:10米;當(dāng)與FC RJ45接插座和FC TP電纜相連時(shí)最大可達(dá)100米。
2.3 CP443-1通訊模塊
2.3.1主要特點(diǎn)
·將SIMATIC S7-400連接到工業(yè)以太網(wǎng)
·組合模式的通訊服務(wù):SEND/RECEIVE和S7通訊
·在AUI和工業(yè)雙絞線接口之間的自動(dòng)切換
·配置可選軟件包的CP443-1通訊處理器用于工業(yè)以太網(wǎng)
2.3.2主要功能
CP443-1獨(dú)立地處理經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。模板有它自身的微處理器。層1到層4符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。CP443-1以組合模式運(yùn)行,用于以下的通訊服務(wù):
·SEND/RECEIVE;基于層4(ISO傳送),是經(jīng)ISO傳送鏈路的簡(jiǎn)單和優(yōu)化的數(shù)據(jù)通訊接口。最多可傳送8K字節(jié)的數(shù)據(jù)。SEND/RECEIVE用于SIMATIC S7和SIMATIC S5之間,SIMATIC S7-300/400和計(jì)算機(jī)/PC之間的通訊。
需要的SEND和RECEIVE功能調(diào)用是工業(yè)以太網(wǎng)NCM S7的一個(gè)組成部分,它必須包含在S7用戶程序中。
·S7通訊;用于連接到S7-300(僅限于服務(wù)器),S7-400(客戶機(jī)和服務(wù)器),人-機(jī)接口設(shè)備和PC(用SOFTNET S7或S7-1413)。
應(yīng)用編程器功能,經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)能對(duì)CPU進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。
2.3.4組態(tài)
CP443-1通過(guò)編程器/PC和STEP 7進(jìn)行組態(tài)。用戶友好也是組態(tài)階段的一個(gè)優(yōu)先考慮因素:
·配置用于工業(yè)以太網(wǎng)的NCM S7;工業(yè)以太網(wǎng)用的NCM S7選件,它借助于組態(tài)ISO傳輸連接所需的功能來(lái)補(bǔ)充STEP 7。組態(tài)模板需要“用于工業(yè)以太網(wǎng)的NCM S7”組態(tài)軟件包。
·NCM是完全嵌入到STEP 7的環(huán)境中,SEND/RECEIVE需要的所有功能調(diào)用(FC)作為實(shí)例包括在供貨范圍內(nèi)。
·遠(yuǎn)程編程;網(wǎng)絡(luò)上所有S7站都可借助于編程器/OP功能進(jìn)行遠(yuǎn)程編程。
3、WINCC組態(tài)軟件
SIMATIC全集成自動(dòng)化是降低自動(dòng)化成本的最好解決方案。所有的組件-從PLC到工控機(jī),從分布式I/O系統(tǒng)到過(guò)程控制系統(tǒng)都保留了它們各自的多樣性。SIMATIC全集成自動(dòng)化是3個(gè)方向的集成:在組態(tài)和編程上;在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上;在通訊上。
SIMATIC WinCC是SIMATIC全集成自動(dòng)化的一個(gè)重要的Step 7組成部分。對(duì)于用戶而言意味著,如在組態(tài)過(guò)程的符號(hào)表可連接到WinCC的變量中;為控制器生成的文字和控制消息在WinCC的消息系統(tǒng)中也可以使用;WinCC與SIMATIC PLC的通訊連接非常方便和高效。
SIMATIC WinCC的特點(diǎn):
·采用現(xiàn)實(shí)最先進(jìn)的軟件技術(shù)開(kāi)發(fā),延長(zhǎng)軟件的生命周期。
·支持流行的客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)和Internet/Intranet瀏覽器技術(shù)
·適應(yīng)于從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種任務(wù),根據(jù)用戶需要量身定做
·內(nèi)置ODBC/SQL數(shù)據(jù)庫(kù),方便的將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到用戶企業(yè)管理系統(tǒng)中
·功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)化接口(例如OLE、ActiveX和OPC),方便連接第三方軟件
·開(kāi)放的用戶程序接口API,WinCC中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)功能全面開(kāi)放
·通用型腳本語(yǔ)言ANSI C數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)功能簡(jiǎn)單靈活
·通過(guò)在線開(kāi)發(fā)向?qū)еС猪?xiàng)目開(kāi)發(fā),簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)工作
·可在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)支持多語(yǔ)種切換,通過(guò)菜單簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)
·在運(yùn)行狀態(tài)下通過(guò)再線語(yǔ)言切換,可在世界范圍內(nèi)應(yīng)用
·內(nèi)含SIMATIC PLC通訊接口,與其他制造商的控制設(shè)備的通訊以可選軟件方式提供
·與SIMATIC WinAC(軟PLC,基于PC的解決方案)協(xié)調(diào)一致的工作
·過(guò)程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS 7的人機(jī)界面產(chǎn)品
·體現(xiàn)SIMATIC全集成自動(dòng)化的概念,與PLC編程軟件STEP 7緊密結(jié)合,縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期
·提供豐富的可選功能和附加功能以滿足用戶對(duì)系統(tǒng)不同的要求
以下PLC通訊接口包含在WinCC的基本系統(tǒng)中
SIMATIC S7
·MPI(帶有S7方式)
·PROFIBUS(帶有S7方式)
·工業(yè)以太網(wǎng)(帶有S7方式)
·工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP方式(帶有S7方式)
·S7-Slot-PLC(WinAC)
SIMATIC S5
·3694R系列(RK512-方式)
·PG-SS系列(AS511-方式)
·工業(yè)以太網(wǎng)4層(HTB)
·工業(yè)以太網(wǎng)TF
·PROFIBUS FDL
SIMATIC 505
·串行可(編程端口)
·工業(yè)以太網(wǎng)4層
·工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP方式
PROFIBUS
·PROFIBUS-DP(1級(jí)管理者)
OPC-連接器(OPC-服務(wù)器)
DDE-連接器(DDE-服務(wù)器)
其他通訊接口如AEG Modicon,Allen-Bradley,GE Fanuc,Mitsubishi或者其他供應(yīng)商的(例如FMS,PMC,SIPARATDR)通訊接口由可選軟件提供。
4、S7-400 PLC(CPU414-2 DP)
CPU414-2 DP適合于中等性能范圍的應(yīng)用。它滿足對(duì)程序規(guī)模和指令處理速度等要求高的應(yīng)用場(chǎng)合。內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。
功能:
可配置的屬性
STEP 7硬件組態(tài)工具可用來(lái)設(shè)置參數(shù)以決定S7-400的屬性和響應(yīng),包括CPU,如:
·MPI多點(diǎn)接口;
站地址的定義
再啟動(dòng)一周期的響應(yīng);
最大掃描周期時(shí)間和通訊負(fù)載的定義
·地址分配;
分布式I/O模板的編址
·保持區(qū)域
保持的位存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)塊和時(shí)鐘位存儲(chǔ)器的定義;地址的定義
·保護(hù)級(jí);
程序和數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)的定義
·系統(tǒng)診斷;
診斷信息處理和范圍的定義
·監(jiān)視定時(shí)器中斷;
周期時(shí)間的定義
·組態(tài)
報(bào)告功能
·狀態(tài)和出錯(cuò)/故障LED;
LED指示內(nèi)部出錯(cuò)或故障以及運(yùn)行狀態(tài)如RUN(運(yùn)行),STOP(停止),restart(再啟動(dòng)),testing(測(cè)試)等。
·測(cè)試功能;
當(dāng)執(zhí)行程序時(shí),編程器可用來(lái)顯示信號(hào)狀態(tài);改變過(guò)程變量獨(dú)立于用戶程序;輸出存儲(chǔ)器內(nèi)容;以步進(jìn)方式分段運(yùn)行程序,和禁止部分程序。
·系統(tǒng)信息
編程器可向用戶提供存儲(chǔ)器容量信息、CPU操作模式以及當(dāng)前使用的用戶RAM和裝載存儲(chǔ)器的信息。
5、ET 200M分布式I/O
ET 200M是高密度配置的模塊化I/O站,保護(hù)等級(jí)為IP20。它可用S7-300可編程序控制器的信號(hào)、功能和通訊模塊擴(kuò)展。由于模塊的種類(lèi)眾多,ET 200M尤其適用于復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。
可插入模擬量HART的輸入和輸出模塊意味著,ET 200M適用于過(guò)程控制。它也適于與冗余系統(tǒng)一起使用。ET 200M是在PROFI BUS-DP上的被動(dòng)站(從站)。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12Mbit/s。ET 200M也可以在運(yùn)行過(guò)程中,在有電源情況下配置S7-300 I/O模塊的有源總線模塊。其余模塊仍繼續(xù)運(yùn)行。
模塊化ET 200M I/O站包括:
·IM 153接口模塊。
·最多有8個(gè)S7-300可編程序控制器的I/O模塊,以及電源,如果有需要
不需要對(duì)I/O模塊分配指定的槽。各個(gè)模塊可自由組合。
ET 200M經(jīng)過(guò)IM 153接口連接到PROFIBUS-DP。它能應(yīng)用光纖技術(shù),經(jīng)過(guò)IM 153-2FO,或經(jīng)過(guò)一個(gè)附加的OLM(光纖鏈路模塊)或OLP(光纖鏈路插頭)連接到PROFIBUS-DP。

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