焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

王媛媛

摘 要：離心風(fēng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于各種氣體介質(zhì)的加壓、輸送中，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。宣鋼將其運(yùn)用在煤氣加壓、輸送中。焦?fàn)t煤氣加壓站運(yùn)用三臺D200-32離心風(fēng)機(jī)為宣鋼西區(qū)小型軋鋼廠等用戶遠(yuǎn)距離供給焦?fàn)t煤氣。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣加壓機(jī);自動化控制系統(tǒng);應(yīng)用

1 緒論

PLC是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是一種主要應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的微型計(jì)算機(jī)。PLC作為一種數(shù)字運(yùn)算系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其應(yīng)用范圍非常廣泛，在國內(nèi)、國外大量應(yīng)用于鋼鐵、電力系統(tǒng)、石化、汽車裝配、機(jī)械制造等各行業(yè)的自動控制領(lǐng)域。宣鋼焦?fàn)t煤氣加壓站運(yùn)用三臺D200-32離心風(fēng)機(jī)為宣鋼西區(qū)小型軋鋼廠等用戶遠(yuǎn)距離供給焦?fàn)t煤氣。PLC的運(yùn)用使得控制電路變得簡潔明了，控制機(jī)構(gòu)變得簡單，運(yùn)行更加可靠，而且十分便于日后的檢修維護(hù)。

2 宣鋼焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)簡介

（1）焦?fàn)t煤氣加壓站有三臺焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)，為西區(qū)外供焦?fàn)t煤氣，隨用戶生產(chǎn)模式的變化，對焦?fàn)t煤氣需求量也會隨時(shí)發(fā)生變化，同時(shí)對煤氣的流量及壓力也會分別有不同的要求。為滿足后續(xù)用戶的不同需求，焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)設(shè)定了有手動和自動控制兩種控制方式，且可以單獨(dú)停止或運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外供流量及壓力可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

（2）手動控制時(shí)，為了便于調(diào)試，每臺加壓機(jī)都可單獨(dú)啟動運(yùn)行、停機(jī)。

（3）自動控制時(shí)，需開啟加壓機(jī)，出口閥門打開，通過檢測采集閥門開到位信號，開啟相應(yīng)的加壓機(jī)。關(guān)閉出口閥門，通過采集閥門關(guān)到位信號，關(guān)閉相應(yīng)的加壓機(jī)。一臺加壓機(jī)出現(xiàn)故障，立即停機(jī)，備用機(jī)啟動運(yùn)行。

（4）為確保加壓機(jī)運(yùn)行中突發(fā)事故時(shí)的安全，需設(shè)有急停按鈕，當(dāng)按下急停按鈕時(shí)，相應(yīng)的焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)立即停機(jī)。

（5）加壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置了必要的連鎖、過載、短路保護(hù)。

3 加壓機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)簡介

系統(tǒng)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)硬件的主要結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：包括電源模塊PS、中央處理單元CPU、信號模板SM、功能模塊FM、接口模板IM、通訊模板CP等。

3.1 中央處理單元CPU

CPU是PLC的核心，一臺PLC由一個(gè)主機(jī)架和一個(gè)或者多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架組成。安裝有CPU的機(jī)架被用作主機(jī)架;安裝有模塊的機(jī)架用作擴(kuò)展機(jī)架，與系統(tǒng)的主機(jī)架相連接。CPU右邊可以安裝不超過八個(gè)模塊（SM、FM、CP），CPU與其他模塊的連接是通過總線連接器來完成的。CPU還有其他的特性，比如PROFIBBUS子網(wǎng)中的DP主站、DP從站等。CPU的模式選擇開關(guān)共有四種方式，分別是可編程運(yùn)行模式RUN-P，運(yùn)行模式RUN，停機(jī)模式STOP，存儲器復(fù)位模式MRES。

3.2 信號模塊SM

信號模塊SM通常包括數(shù)字輸入模塊、模擬輸入模塊、數(shù)字輸出模塊、模擬輸出模塊、數(shù)字I/O模塊、模擬I/O模塊。信號模塊的功能是使不同級別的過程信號電平和S7-300的內(nèi)部信號電平相互匹配。其通過總線連接器與其他模塊進(jìn)行連接。

3.3 電源模塊PS

電源模塊PS，其主要功能是為各模塊提供工作電源。其可以將交流120V/230V電壓轉(zhuǎn)換為直流24V工作電壓，為S7-300CPU和24V直流負(fù)載電路提供電源。

3.4 功能模塊FM

功能模塊常用于時(shí)間要求較苛刻、存儲容量要求也較大的處理任務(wù)，例如閉環(huán)控制功能或者定位等。功能模塊也是通過總線連接器與其他模塊進(jìn)行連接的。

3.5 通訊模板CP

通訊模板也叫通訊處理器，其功能主要是用于擴(kuò)展中央處理單元的通訊任務(wù)，通過連接電纜與其他模塊進(jìn)行連接，例如CP342-5DP與PROFIBOS-DP的連接。

3.6 接口模板IM

接口模塊IM主要功能則是用于連接S7-300的各個(gè)機(jī)架。其同樣是通過連接電纜與其他模塊進(jìn)行連接。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

宣鋼焦?fàn)t煤氣加壓站選用西門子公司的PLC控制系統(tǒng)，控制器選用西門子S7-300，CPU型號為 CPU315-2DP，采用CP 343-1通訊模塊，6EP1 334-2BA01電源模塊。該P(yáng)LC控制系統(tǒng)，技術(shù)相對成熟，性能相對穩(wěn)定，故障率也極低，相對于焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)而言，又能留出一定的擴(kuò)充余量，為以后整個(gè)焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)充改進(jìn)做好了充足的準(zhǔn)備。

我公司焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)共需要12個(gè)輸入點(diǎn)，考慮到日后該焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)的功能增加、維護(hù)等多種因素，選擇了60點(diǎn)的基本輸入輸出單元。

5 結(jié)論

該焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)投運(yùn)后，極大的提高了焦?fàn)t煤氣外供系統(tǒng)自動化控制能力，實(shí)時(shí)保證西區(qū)小型扎等用戶的用氣需求，可隨西區(qū)用氣情況，改變運(yùn)行模式，減少不必要的機(jī)組運(yùn)行，節(jié)省運(yùn)行成本，降低崗位人員的勞動強(qiáng)度。