基于西門子PLC的煤氣回收控制系統
1 引言
焦爐煤氣回收系統主要由煤氣柜和減壓站組成，在實現了焦爐煤氣的回收再利用的同時，還對節能環保及穩定用戶管網壓力起到了重要作用。基于西門子plc的回收控制系統主要包括氣柜的油泵控制、柜內壓力控制、柜容控制、活塞速度控制、減壓站的自動減壓、工藝參數顯示等功能。
2 硬件配置
2.1 控制站
氣柜控制站選用siemens s7-400h plc冗余控制系統。包括兩個414-4hcpu，2塊冗余電源模板，2塊冗余cp443網卡。正常運行時一臺cpu（主）參與控制，另一臺cpu（備）通過同步模塊與之同步，當檢測到主cpu、機架、電源、通訊等故障發生時，備cpu立即投入控制而不影響生產控制的連續性。
氣柜控制站采用了遠程i/o模式，根據i/o點的實際數量配置了2個et200m智能遠程i/o站，遠程智能i/o站與控制器采用冗余profibus總線通訊。減壓控制站選用siemens s7-200 plc控制系統，并安裝人機界面用于本地操作和設置相關參數。減壓控制站使用em277與氣柜控制站實現網絡通訊，氣柜控制站為系統主站。
2.2 系統網絡
整個系統網絡分為現場級、控制級、監控級三級，系統網絡結構如圖1。現場級使用profibus dp冗余現場總線進行通訊，主要實現s7-400h主站和遠程智能從站之間的數據傳輸，采用西門子雙絞線傳輸速率高達12mbps。控制級實現s7-400 plc和s7-200plc之間數據交換，使用profibus dp總線進行通信，s7-400 plc冗余profibus dp總線與s7-200plc單總線使用y-bbbb轉換模塊進行總線自動轉換，總線使用光纖介質傳輸，通訊速率快。監控級采用西門子sclancs交換機構成冗余的工業以太網環網，實現工程師站（es）、操作員站（os）與現場控制站（as）的連接通訊，通訊速率可達100mbps，2臺操作站與as站共形成4條冗余iso協議連接，提高了系統網絡可靠性。
2.3 hmi
hmi（人機接口）是生產操作人員對生產過程實施監控的窗口。本例使用兩臺熱備方式的操作員站，其中一臺同時作為工程師站，操作員站的熱備提高了系統的可靠性。hmi硬件系統采用研華工控機并配置了具有數據冗余功能的cp1613網卡，軟件使用西門子wincc組態軟件。hmi實現了對工藝參數的集中顯示、故障報警、數據記錄、設備操作。
3 控制系統原理
3.1 設計方案
本系統采用step7 v5.3和micro -win step7軟件在bbbbbbs 2000平臺下開發，編程靈活方便。軟件采用模塊化編程結構，整個控制系統包括煤氣柜控制和減壓站控制兩大部分。煤氣柜控制部分分別完成油泵、煤氣管道電動蝶閥與煤氣放散閥、煤氣調節閥等設備的控制與聯鎖保護、工藝參數檢測與報警功能。受控設備設計為現場手動和集中控制兩種控制方式。集中控制包括設備單動和設備聯動自動兩種控制方式，在集中控制方式下操作人員在hmi畫面上進行單動操作和聯動自動方式選擇。減壓站控制通過調節三臺壓力調節閥，實現壓力降壓穩壓功能，主要有手動、自動、遠控三種操作模式。
3.2 進氣調節閥pid控制
在煤氣管道上設有一煤氣調節閥，通過調節進氣量實現對活塞速度的調節。本例的pid控制邏輯采用step7軟件集成的系統塊fb41實現。實踐中以活塞速度為控制值以閥門開度為控制對象加以適當地調整p、i參數即可。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
