概述
氣體公司調(diào)節(jié)間于2001年10月投入運行，是我廠技改項目的配套工程。其作用是提供調(diào)節(jié)適當?shù)纳a(chǎn)用氣(氧氣、氮氣及氬氣)，來滿足生產(chǎn)單位的需求。
近幾年，隨著我廠生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴大,就更加要求氣體調(diào)節(jié)在生產(chǎn)中的穩(wěn)定性和快速性，而目前傳統(tǒng)的二次儀表已無法滿足現(xiàn)有的控制需求。主要表現(xiàn)在：
1)過程自動化程度低，信息采集和反饋仍采用傳統(tǒng)的二次儀表，致使數(shù)據(jù)采集緩慢、調(diào)節(jié)滯后，降低了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
2)儀表內(nèi)部信息儲存量小，采集的壓力、流量等數(shù)據(jù)無法長期保存，不便于日后生產(chǎn)工作的歷史查詢和分析。
3)系統(tǒng)可靠性低，需要配專人負責該系統(tǒng)的運行，造成了人工成本的上升。
鑒于以上三點，通過采用PLC(可編程控制器)控制系統(tǒng)，解決當前存在的問題。
1 PLC控制系統(tǒng)的特點及組成
PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中早己得到了廣泛的應用。以PLC的控制功能而言，具有嚴謹、方便、易編程、易安裝、可靠性高等優(yōu)點。它通用性強，適應面廣,特別在數(shù)字量輸入/輸出等邏輯控制領(lǐng)域有無可比擬的優(yōu)點。PLC具有豐富的邏輯控制指令和高級應用指令，它提供高質(zhì)量的硬件、高水平的系統(tǒng)軟件平臺和易學易編程的應用軟件平臺。另外，PLC即有自身的網(wǎng)絡體系又有開放I/0及通訊接口，很容易組建網(wǎng)絡并實現(xiàn)遠程訪問。
PLC采用Siemens公司生產(chǎn)的S7-300系列，由于現(xiàn)場的PLC系統(tǒng)與主控室的上位機距離較遠(800米左右)，因此通訊系統(tǒng)需成對加裝RS-485中繼器，另外在現(xiàn)場增加TP27-10//觸摸屏進行數(shù)據(jù)顯示，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。系統(tǒng)組成如圖1所示。
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件配置
根據(jù)控制需求，CPU模塊采用CPU314、數(shù)字量輸入(DI)采用SM321模塊，數(shù)字量輸出(DO) 采用 SM322模塊，模擬量輸入(AI) 采用 SM331模塊，模擬量輸出(AO) 采用 SM332模塊以及IM365等模塊組成，IM365實現(xiàn)機架擴展，上位監(jiān)控機采用SIEMENS公司CP5611網(wǎng)卡完成計算機與PLC之間的數(shù)據(jù)通訊。整個通訊網(wǎng)絡采用MPI的通訊協(xié)議，從上位機上可對整個氣體調(diào)節(jié)過程進行監(jiān)控和操作。
1.2控制系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
PLC程序的編制直接關(guān)系著供氣系統(tǒng)能否正常工作，而程序設計的關(guān)鍵在于編程者對工藝系統(tǒng)的理解程度和程序編制技術(shù)的靈活應用。因此，在程序設計中首先考慮了供氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點，將程序設計細化，分成多個程序模塊，實行模塊化編程。這樣既可以方便的增加或刪除程序模塊，便于現(xiàn)場對工藝的調(diào)整，又可針對配套設備可控性對不同程序模塊進行完善。
PLC的編程軟件采用SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 V5.1軟件平臺用來完成硬件組態(tài)、地址和站址的分配以及編制整個生產(chǎn)過程的控制程序的。上位機監(jiān)控軟件采用國產(chǎn)軟件組態(tài)王，全部采用漢化界面，便于系統(tǒng)的開發(fā)與操作，該系統(tǒng)運行于Windows2000中文平臺，可實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控，對重要參數(shù)形成歷史記錄，以報表或曲線的形式顯示給操作人員。通過VB語言腳本，可以在主控室的上位機顯示重要參數(shù)的歷史趨勢、實時趨勢，實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)的手自動切換、操作、壓力的高、低限報警、流量數(shù)據(jù)的顯示與累計，滿足高生產(chǎn)率的調(diào)度需求。
1.3 現(xiàn)場顯示
現(xiàn)場采用TP27觸摸屏進行參數(shù)顯示、控制，觸摸屏程序由組態(tài)軟件來完成，人機界面采用中文菜單，界面友好，操作方便，功能較強，主要用于現(xiàn)場壓力、流量、閥位的顯示與操作。可作為操作人員現(xiàn)場操作的依據(jù)。
1.4 工控機配置
工控機采用研華IPC-610，通過CP5611卡，完成S7-300 PLC與工控機的通訊。主要完成下列任務：傳送現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù);運行監(jiān)控;故障記錄和排除提示;參數(shù)設置;生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理和處理;圖形化示教和離線編程。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)了供氣系統(tǒng)的自動控制和監(jiān)控，主要包括如下功能：
1)靈活的操作方式以及強大的系統(tǒng)控制功能：
系統(tǒng)可以實現(xiàn)上位機操作、控制柜觸摸屏操作和就地手動操作;
2)報警功能：
當壓力超過工藝要求，可在現(xiàn)場、就地實現(xiàn)高、低限壓力報警;
3)簡單、方便的參數(shù)設定：
壓力調(diào)節(jié)閥的壓力設定值、P、I、D等參數(shù)可以在上位機中設定。
