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PLC在氮氣壓縮機控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

時間:2007-08-02 09:51:00來源:lihan

導(dǎo)語:?介紹了PLC在氮氣壓縮機控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用
1 引言 某乙烯廠聚丙烯裝置TS2/060-B2型氮氣壓縮機是意大利SIAD MACCHINE IMPIANTI公司生產(chǎn)的往復(fù)式壓縮機,主要用于對常壓氮氣增壓以滿足工藝系統(tǒng)需求。由于壓縮機投用多年再加上惡劣的現(xiàn)場環(huán)境,原控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,嚴(yán)重影響了裝置的正常運行,急需改造。 2 工藝過程與舊控制系統(tǒng)老化問題 從界區(qū)來的常壓氮氣由第一級氣缸吸入,被壓縮,送入冷卻器和冷凝分離器,在分離器中濕的氣體由換熱器除去冷凝水,冷凝水必須經(jīng)合適的閥門進(jìn)行周期性的排泄。壓縮、冷卻,干燥后氣體送至下一級,同樣的循環(huán)在每一級進(jìn)行。常壓氮氣經(jīng)氮氣壓縮機壓縮后,高壓氮氣供主催化劑輸送用,高高壓氮氣通過管線與工藝系統(tǒng)連通,供工藝系統(tǒng)氣密用。高壓氮氣送入緩沖罐中,壓力為1.0Mp。高高壓氮氣壓力為3.7Mp。氮氣壓縮機必須在有潤滑油潤滑時工作,潤滑油由潤滑油泵提供,設(shè)定一個潤滑油低壓壓力開關(guān)PSL646為3.5bar,低低壓壓力開關(guān)PSLL649為3bar,使壓縮機不在無潤滑油時工作。 機組控制系統(tǒng)主要由位于現(xiàn)場控制盤內(nèi)的5塊單片機電路板與部分繼電器組成,完成機組的啟動、停車、報警、聯(lián)鎖等。由于多年來一直未曾使用,控制系統(tǒng)中單片機電路板出現(xiàn)了部分銹蝕,元件運行極不穩(wěn)定,如吸入口壓力低報PSL640信號輸入后,無輸出報警信號;PALL641、PAHH645、PAHH643、TAHH642在無輸入信號的情況下,偶爾出現(xiàn)報警,其報警會引起聯(lián)鎖停車,而原單片機電路板無法購買到,所以迫切需要改造。改造為性能穩(wěn)定、成本低廉的S7-200 PLC控制系統(tǒng)。 3 PLC控制系統(tǒng)硬件配置 選用S7-200 PLC的型號為CPU226 DC/DC/DC 24輸入/16輸出,訂貨號為6ES7 216-2AD22-0XB0;選用擴展模塊的型號為EM223 24VDC數(shù)字組合8輸入/8輸出,訂貨號為6ES7 223-1 BH22-0XA0,繼電器用原系統(tǒng)中已有的。利用STEP 7- Micro/WIN V4.0軟件強大的功能編制程序,然后通過PC/PPI電纜將程序下載到S7-200 PLC中。I/O地址分配如附表所示。 附表 I/O地址分配
4 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 根據(jù)原控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系在STEP 7-Micro/WIN V4.0環(huán)境下設(shè)計了PLC梯形圖,下面說明了一些主要程序的設(shè)計方法。 4.1 滑油壓力信號、累積報警和停車程序 K24為一接通延時繼電器,延時時間為15秒。當(dāng)?shù)獨鈮嚎s機停止時,繼電器K24線圈斷開,K24的常閉觸點閉合,內(nèi)部繼電器M1.0、M1.1接通,M1.0、M1.1的常開觸點閉合,由于原控制系統(tǒng)中的壓力開關(guān)、溫度開關(guān)都是觸點斷開報警,所以氮氣壓縮機停止時即使油泵潤滑油的壓力非常低,也不會產(chǎn)生報警,即PAL646、PALL649燈都是熄滅狀態(tài)。當(dāng)?shù)獨鈮嚎s機運行時,K24接通,延時15秒后,K24常閉觸點斷開,M1.0線圈的通斷由潤滑油壓力低報開關(guān)PSL646控制, M1.1線圈的通斷由潤滑油壓力低低報開關(guān)PSLL649控制。在PLC上電后,正常狀態(tài)下,PSL646、PSLL649的觸點都是閉合的,所以M1.0、M1.0都是接通的,不會產(chǎn)生報警。當(dāng)PSL646、PSLL649中有一個或都在報警狀態(tài)時,報警開關(guān)的觸點斷開,就會產(chǎn)生報警。為此,內(nèi)部繼電器M1.0和M1.0的常開觸點可以看作報警點來設(shè)計累積報警和聯(lián)鎖停車。 不會危機設(shè)備安全但設(shè)備已經(jīng)在不正常狀態(tài)下工作時的報警開關(guān)設(shè)置為累積報警,當(dāng)這些報警開關(guān)中有一個產(chǎn)生報警,QA641斷開,在DCS上產(chǎn)生累積報警;危機設(shè)備安全的報警開關(guān)設(shè)置為累積停車,當(dāng)這些報警開關(guān)中有一個產(chǎn)生報警,QA642斷開,在DCS上產(chǎn)生聯(lián)鎖停車。潤滑油壓力信號、累積報警和累積停車程序梯形圖如圖1所示。 [ALIGN=CENTER] 圖1 油泵潤滑油壓力信號、累積報警和累積停車梯形圖[/ALIGN] 4.2 報警確認(rèn)、試燈和消音程序 報警確認(rèn)、試燈和消音按鈕是本控制程序必不可少的,由于所有的報警點的程序設(shè)計方法一樣,下面僅以PSL640為例分別介紹。 (1)報警確認(rèn)與試燈程序的設(shè)計。應(yīng)用西門子PLC內(nèi)部定時器T33和T34產(chǎn)生一個閃爍信號,當(dāng)PSL640報警后,PAL640閃爍,按下S9確認(rèn)后,如果PSL640處于報警狀態(tài),則PAL640一直亮,報警恢復(fù)則滅;如果報警后未按下S9確認(rèn),無論是否還在報警狀態(tài),則PAL640一直閃爍,直到按以下S9。S8為試燈按鈕,按下S8則燈亮。如圖2所示。 [ALIGN=CENTER] 圖2 報警確認(rèn)和試燈梯形圖[/ALIGN] (2)報警與消音程序的設(shè)計。當(dāng)PSL640報警后,K44輸出,喇叭響,按下消音按鈕S10后,停響;如果未按下S10,即使報警恢復(fù)正常,但喇叭仍響,直到按一下S10按鈕才停響。見圖3。 [ALIGN=CENTER] 圖3 報警、消音梯形圖[/ALIGN] 5 結(jié)束語 西門子S7-200系列PLC功能強大,配置靈活,工程設(shè)計簡單、方便,在惡劣的環(huán)境下能運行穩(wěn)定,極適合在石油化工現(xiàn)場裝置控制系統(tǒng)中應(yīng)用。改造后的系統(tǒng)投入運行后可靠性高,故障率低,控制精確,減少了維護(hù)人員的工作量,大大地提高了經(jīng)濟效益。

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