S7400系统在无人值守空气加压站的应用

2022-03-26 08:26:32 | 浏览次数：

[摘要] 主要介绍了S7-400系统在空气加压站无人值守房所的应用，阐述了控制系统的网络结构与主要设备的监控内容和控制方式。

[关键词] S7-400、空压器、干燥机、无人值守、控制方式

S7 400 Control system used in unattended air compressor station

Abstract: The paper introduced S7 400 control system used in the unattended air compressor station , the system network structure and the remote supervisory and control were emphasized.

Key Words: S7-400 、Air compressor、unattended operation、control system

本论文所诉空压站为无人值守房所，现场PLC控制系统采用西门子S7-400系统，控制对象为五台CENTAC型离心式空压机、四台SDE再生吸附干燥机，每台空压机除了主机以外，还包括备用油泵、入口调节阀、出口切断阀，以及冷却水阀、机后送风阀等辅助设备及仪表等相关设备。离心式空压机适用于单台压缩机能力超过100Nm3/min的大型工厂空气和仪表压缩空气系统。

本系统中空压机为冶金设备装置提供工厂空气和仪表空气，将空气压缩后送给用户，控制中心调度员根据压缩空气用户需求及管网压力平衡，对主要工艺设备进行远程控制调节。远程控制中心为压缩空气总调度，用户包括高炉喷煤、烧结和石灰窑、焦化和热电、铁区-钢区站间净气供给以及铁区-钢区站间连管等的低压普气供给。

1、网络结构：空压机设备自带CMC控制器，干燥机自带LD4705-PLC控制器，它们与PLC控制站采用MODBUS通讯方式，通过通讯模块CP441-2实现；现场基础自动化系统PLC通过工业以太网（TCP/IP）与远程控制中心的实时数据采集服务器通讯，通过通讯模块CP443-1实现。联通压气和普气官网的控制阀门和流量压力温度等数据采集为硬点接入，程序转换处理。较多的数据采集和通讯对现场控制系统PLC的运行速度存在影响。控制系统网络结构图见图1。

2、监控数据：

集中监视数据：各空压机组的运行状态（运行、停止、加载、卸载），空压机的一、二、三、四级震动值，空压机的一、二、三、四级排气温度，一、二、三、四级排气压力，空压机报警及跳车，导叶开度，旁通阀开度，测量压力，电机电流，电机线圈温度，空压机和干燥机电机轴承温度，油温、油压，冷却水阀门状态，机后送风阀状态。

集中控制数据：各个空压机启动、停止，空压机加载、卸载，运行压力设定，控制模式的选择，冷却水阀的开、关，机后送风阀的开、关，空压机报警及跳车设定值。

3、控制、联锁及报警：

五台空压机正常运行方式为：1#机低压普气运行，2#、3#、 4#和5#机都有模式选择，2#机有低压普气运行、低压净气运行和中压净气运行三种模式选择，3#机有低压净气运行和中压净气运行二种模式选择，4#、5#机只有低压净气运行一种模式选择；只有先选择了模式才能开启2#、3#、4#和5#空压机。

四台干燥机正常运行方式为： 1#、2#机有低压运行和中压运行二种模式选择，只有先选择了模式才能开启1#和2#干燥机；3#、4#机只有低压运行没有模式选择。

站内主管连通阀门开启与关闭相互之间不设联锁，与其他设备之间也不设联锁，但其开关应作谨慎确认，避免误操作，对管网压力造成波动。在中压2 和3空压机的其中一台作低压运行时，应避免进行站内主管连通阀门的操作。

空压站所有的控制阀门都选取的是双气缸作用的气动阀门，它具有信号掉电保持阀位的功能,现场不设操作箱。当进行开阀（或关阀）操作后，10秒钟内如阀位状态不变，则进行阀门故障报警。

4、上位机系统:现场监控采用WinCC组态软件，主画面包括工艺流程图画面、机组工艺图画面、报警画面、配电画面、和操作规程画面等。

1）模拟量数据采集与处理：对空压机本体温度、压力、振动等重要工艺参数进行检测、工程转换，送至上位机显示。

2）数字量数据采集：采集各设备的运行状态，并分设二级报警，作为报警显示及连锁条件。

3）手自动无扰动处理：设备及连通管阀门实现手自动无扰动切换。

4）连锁：各个机组PLC到高压盘直接跳闸命令作为各自机组的紧急跳闸指令。各个空压机停机30分钟后方允许关相应的水阀。

5、结语