焦炉煤气加压机自动化控制系统的应用

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　　摘 要：离心风机被广泛应用于各种气体介质的加压、输送中，结构简单、可靠性高。宣钢将其运用在煤气加压、输送中。焦炉煤气加压站运用三台D200-32离心风机为宣钢西区小型轧钢厂等用户远距离供给焦炉煤气。
　　关键词：焦炉煤气加压机;自动化控制系统;应用
　　1 绪论
　　PLC是计算机家族中的一员，是一种主要应用于工业自动化控制领域的微型计算机。PLC作为一种数字运算系统，专为在工业环境下的应用而设计，其应用范围非常广泛，在国内、国外大量应用于钢铁、电力系统、石化、汽车装配、机械制造等各行业的自动控制领域。宣钢焦炉煤气加压站运用三台D200-32离心风机为宣钢西区小型轧钢厂等用户远距离供给焦炉煤气。PLC的运用使得控制电路变得简洁明了，控制机构变得简单，运行更加可靠，而且十分便于日后的检修维护。
　　2 宣钢焦炉煤气加压机控制系统简介
　　（1）焦炉煤气加压站有三台焦炉煤气加压机，为西区外供焦炉煤气，随用户生产模式的变化，对焦炉煤气需求量也会随时发生变化，同时对煤气的流量及压力也会分别有不同的要求。为满足后续用户的不同需求，焦炉煤气加压机设定了有手动和自动控制两种控制方式，且可以单独停止或运行，实现外供流量及压力可在一定范围内调节。
　　（2）手动控制时，为了便于调试，每台加压机都可单独启动运行、停机。
　　（3）自动控制时，需开启加压机，出口阀门打开，通过检测采集阀门开到位信号，开启相应的加压机。关闭出口阀门，通过采集阀门关到位信号，关闭相应的加压机。一台加压机出现故障，立即停机，备用机启动运行。
　　（4）为确保加压机运行中突发事故时的安全，需设有急停按钮，当按下急停按钮时，相应的焦炉煤气加压机立即停机。
　　（5）加压机控制系统设置了必要的连锁、过载、短路保护。
　　3 加压机控制系统程序设计简介
　　系统构成。控制系统硬件的主要结构主要由以下部分组成：包括电源模块PS、中央处理单元CPU、信号模板SM、功能模块FM、接口模板IM、通讯模板CP等。
　　3.1 中央处理单元CPU
　　CPU是PLC的核心，一台PLC由一个主机架和一个或者多个扩展机架组成。安装有CPU的机架被用作主机架;安装有模块的机架用作扩展机架，与系统的主机架相连接。CPU右边可以安装不超过八个模块（SM、FM、CP），CPU与其他模块的连接是通过总线连接器来完成的。CPU还有其他的特性，比如PROFIBBUS子网中的DP主站、DP从站等。CPU的模式选择开关共有四种方式，分别是可编程运行模式RUN-P，运行模式RUN，停机模式STOP，存储器复位模式MRES。
　　3.2 信号模块SM
　　信号模块SM通常包括数字输入模块、模拟输入模块、数字輸出模块、模拟输出模块、数字I/O模块、模拟I/O模块。信号模块的功能是使不同级别的过程信号电平和S7-300的内部信号电平相互匹配。其通过总线连接器与其他模块进行连接。
　　3.3 电源模块PS
　　电源模块PS，其主要功能是为各模块提供工作电源。其可以将交流120V/230V电压转换为直流24V工作电压，为S7-300CPU和24V直流负载电路提供电源。
　　3.4 功能模块FM
　　功能模块常用于时间要求较苛刻、存储容量要求也较大的处理任务，例如闭环控制功能或者定位等。功能模块也是通过总线连接器与其他模块进行连接的。
　　3.5 通讯模板CP
　　通讯模板也叫通讯处理器，其功能主要是用于扩展中央处理单元的通讯任务，通过连接电缆与其他模块进行连接，例如CP342-5DP与PROFIBOS-DP的连接。
　　3.6 接口模板IM
　　接口模块IM主要功能则是用于连接S7-300的各个机架。其同样是通过连接电缆与其他模块进行连接。
　　4 系统软件设计
　　宣钢焦炉煤气加压站选用西门子公司的PLC控制系统，控制器选用西门子S7-300，CPU型号为 CPU315-2DP，采用CP 343-1通讯模块，6EP1 334-2BA01电源模块。该PLC控制系统，技术相对成熟，性能相对稳定，故障率也极低，相对于焦炉煤气加压机控制系统而言，又能留出一定的扩充余量，为以后整个焦炉煤气加压机系统的扩充改进做好了充足的准备。
　　我公司焦炉煤气加压机控制系统共需要12个输入点，考虑到日后该焦炉煤气加压机控制系统的功能增加、维护等多种因素，选择了60点的基本输入输出单元。
　　5 结论
　　该焦炉煤气加压机控制系统投运后，极大的提高了焦炉煤气外供系统自动化控制能力，实时保证西区小型扎等用户的用气需求，可随西区用气情况，改变运行模式，减少不必要的机组运行，节省运行成本，降低岗位人员的劳动强度。
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