一、前言
三钢制氧车间低压氧气透平压缩机(简称低压氧透) ,是高炉富氧的配套机组,出口压力0. 5Mpa、流量8000m
3/ h。该机组的仪控系统采用S7 - 200 PLC 和常规数字仪表相结合的方式组成,该系统投运后自动化程度高,只要操作触摸屏上的“按钮开关”就能完成低压氧透的启动或停车过程。机组在运行时对压缩机的各参数进行实时监控。现就该系统作一简要介绍。
二、S7 - 200 PLC的特点
S7 - 200 系统列可编程控制器,可以满足各种自动化控制的需要。它具有良好的可扩展性、价格低廉、指令功能强大等特点,使得S7 - 200 PLC 可以近乎完美地满足小规模控制的需要,是小规模自动控制的优选产品。
三、系统组成
1 、该仪控系统包括一台S7 - 200 PLC 主机(CPU 226 ,带24 路开关量输入和16 路开关量输出) 、4 块8 路开关量输入扩展模块EM221 、一台西门子TP27 型10 英寸彩色触摸屏、常规数字表、变送器、控制器等。
2 、由于未选用PLC 模拟量模块和热电阻模块;模拟量信号(流量、压力等) 和温度的检测采用常规数字仪表完成。当被检测的参数达到设定的“报警”和“联锁”设定点时,数字仪表发出相应的“报警”和“联锁”信号并送PLC; PLC 根据收到的信号,进行相应的操作。二位阀的开关由PLC 开关量输出控制,调节阀的控制由数字调节器完成。
3 、系统检测控制框图,如图1 :
四、系统控制程序
采用西门子STEP 7 的梯形图进行控制程序编制。根据氧透的生产工艺要求编制了“初始化”、“启动过程”、“正常停车”、“重故障停车”、“温度异常停车”、“氮气试车”、“手动操作”等子程序,结构如图2 。
这里仅给出主程序的主要部分,未给出整个程序和各子程序的详细内容。PLC 在运行主程序的同时对氧透的各种能参数进行监控。当接收到“初始化”、“启动”、“正常停”、“重故障”、“温度异常”、“氮试”、“手动操作”信号时PLC 自动转入执行相应的子程序,执行完毕后返回主程序。
1 、初始化子程序(SBR- 6)
当PLC 首次扫描程序即SM0. 1 为“ON”时进入”初始化程序”,按要求把相关的阀门切换到压缩机“准备启动”时所要求的状态。只有在控制程序第一次下载到PLC 时执行这一“初始化”子程序。
2 、启动过程子程序(SBR- 0)
PLC 控制程序接收到“启动”信号后,主程序调用“启动过程子程序”,在执行事先设定的时序控制后,把压缩机从“停止”主程序main(OB1) :
状态切换到“正常运运行”状态。
3 、重故障停车子程序(SBR- 1)
压缩机在正常运行过程中, PLC 控制程序接收到“重故障停车”信号时,调用“重故障停车”子程序,迅速将氧透从运转状态切换到停车状态,以保证机组的安全。
4 、温度异常停车子程序(SBR- 2)
压缩机在正常运行过程中,PLC 控制程序接收到机壳或密封器“温度异常”信号时,调用“温度异常”子程序,把氧透快速切换到停车状态。
5 、正常停车子程序(SBR- 3)
压缩机在正常运行过程中,接收到“正常停车”信号时,进入“正常停车”子程序,根据正常停车时序将氧透切换到停车状态。
6 、氮气试车子程序(SBR- 4)
氧透在安装完成,进行“氮气试车”时,可通过按下触摸屏上的“氮试”按钮,PLC 调用“氮气试车”子程序,并根据设定的过程和时序进行氧透的氮气试车。
7 、手动操作子程序(SBR- 5)
在触摸屏上按下“手动”按钮, PLC 执行“手动操作”子程序,此时可以通过按下触摸屏上的阀门开/ 关按钮,进行阀门的开关操作。
五、触摸屏组态
采用西门子公司的SIMATIC Pro Tool 触摸屏组态软件进行触摸屏操作和监控界面的组态。根据操作和监控的需要设置“手动操作”、“允许启动条件”、“启动过程”、“故障显示”、“氧透启停操作”等界面。
1 、手动操作界面,在此界面上按下各阀门对应的开/ 关按钮,对各阀门的手动操作。
2 、允许启动条件界面,在此界面上显示启动氧透所要具备的各种条件,便于启动氧透之前确认所有必须满足的条件,并
启动氧透。
3 、故障显示界面,用于显示氧透故障报警或故障联锁,并记录故障。在发生多个故障时,锁定最先发生的故障,即设置“首出”故障,以便于故障原因。
4 、氧透启停操作界面,在此界面上设置氧透“启动”、“正常停车”、“紧急停车”按钮进行氧透启动或停车操作。
六、结束语
在完成PLC 控制程序的编制,并完成触摸屏的操作界面组态后,分别将PLC 控制程序下载到CPU ,将触摸屏组态下载到触摸屏。连接好PLC CPU 与触摸屏的通信后,可进行在线调试。在完成在线调试后将系统投入正式运行。
