plcs7-300控制空氣壓縮機的應(yīng)用

plcs7-300控制空氣壓縮機的應(yīng)用

1plcs7-400控制系統(tǒng)萊蕪鋼鐵集團有限公司新建9#和10#制氧機組已由德國aet拉斯科技有限公司提供。蕪湖鋼鐵集團自動化部采用硅氮科技有限公司局電子表格系統(tǒng)“雙向葉片”，實現(xiàn)了“雙元組合”反哮喘振動控制、“雙元組合”反哮喘振動控制、數(shù)據(jù)通訊及中央機管的可能。該機組自建成投產(chǎn)后,保證了熱線生產(chǎn)的順利進行,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)先進,穩(wěn)定性、可靠性高,擴展性好,易于操作和維護。2空氣壓縮機的監(jiān)控與控制程序S7-300PLC是SIEMENS公司推出的目前最常用的控制系統(tǒng),支持多種國際現(xiàn)場總線標準,既可連接常規(guī)I/O,又可連接RemoteI/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等現(xiàn)場總線設(shè)備。該系統(tǒng)帶有1個操作員站OS兼工程師工作站ES,并通過標準TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)與操作站實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。通過編制適當?shù)目刂瞥绦?實現(xiàn)了空氣壓縮機溫度、壓力、流量、振動等各種工藝參數(shù)的集中監(jiān)視、記錄、歸檔并報警;壓縮機啟動和緊急停車等順序聯(lián)鎖控制以及重要的防喘振控制。硬件配置示意圖如圖1。3實現(xiàn)主要控制功能3.1自動控制系統(tǒng)與一般的離心式空氣壓縮機不同,這套由AT-LAS提供的壓縮機在一級和二級設(shè)有兩個進口導流葉片,我們用“雙導葉聯(lián)動法”實現(xiàn)了其調(diào)節(jié)功能。如下面的控制框圖所示,一級入口導葉IGV1031和二級入口導葉IGV1034之間有邏輯關(guān)系,操作人員只需對二級入口導葉進行手動輸入即可,一級導葉將根據(jù)公式計算的結(jié)果自動調(diào)節(jié)。二級入口導葉由限流控制器的輸出和HC1034的手操值低選控制:當電流超過額定電流647A,二級入口導葉就會從當前開度關(guān)小,當控制器輸出為100%,而實際電流仍小于設(shè)定值,閥門的開度由手操決定。正常工況下,操作人員通過二級導葉的手操器HC1034控制二級和一級的閥門開度。雙導葉控制原理如圖2。空壓機的啟動升壓過程:空壓機啟動5min后,一級入口導葉IGV自動從0(啟動位置)逐漸開到30%(最小運行位置),同時空壓機啟動斜波輸出從0逐漸到100%?？諌簷C啟動10min后,畫面出現(xiàn)“允許加載”,將放空閥的HC1046手操值由100%改為0%,然后點“加載”按鈕,放空閥跟隨加載斜波的輸出,由100%逐漸關(guān)到0%,出口壓力PI1044不斷提升,放空閥全關(guān)后,如果壓力沒超過設(shè)定值520kPa,這時可以通過手操器HC1034逐漸增加二級導葉的開度,而一級入口導葉開度也自動跟著增加,直到壓力與設(shè)定值一致。3.2壓縮機無側(cè)于閥壓縮機達到最小流量時,葉輪中的氣流將失速。失速也被稱為“喘振”。喘振是周期性的、有聲音的、對壓縮機機械元件造成嚴重應(yīng)力的現(xiàn)象。壓縮機必須有防止喘振的保護,并且決不可以在喘振條件下運行。為了使壓縮機能夠在穩(wěn)定的運行范圍內(nèi)持續(xù)地運行,在壓縮機達到最小流量之前,放空閥必須打開。為了防止壓縮機受到?jīng)_擊,我們設(shè)計了喘振控制系統(tǒng)和喘振保護系統(tǒng),這些系統(tǒng)在壓縮機開始受到喘振沖擊之前打開放空閥,從而避免了設(shè)備的喘振。流量控制器和限壓控制器的控制原理如圖3。3.2.1壓力和流量傳感器的工作特性出口流量(m3/h)形成過程值,該值根據(jù)下面的工藝參數(shù)計算而來:流量傳感器的溫度:T流體[K]=TE1044(變送器范圍0~150℃)。流量傳感器的壓力:P流體[105Pa,絕對壓力]=TE1044(變送器范圍0~10°×105Pa(表壓))。流量傳感器的差壓dP流體[102Pa]=TE1044(變送器范圍0~27×102Pa)。根據(jù)下面的公式:流量控制器的設(shè)定點SP是個固定值,SP=72000m3/h。流量控制器比較PV和SP,當PV>SP放空閥FV1046關(guān)閉;當PV<SP放空閥FV1046打開。流量控制器的輸出信號作用于“高選擇器”。高選值通過“逆函數(shù)”傳送給放空閥(FV1046)。3.2.2控制系統(tǒng)比較控制器的過程值PV指最后一級(PI1044)的出口壓力。該控制器的設(shè)定點SP是個固定值。該值被設(shè)置在520kPa(表壓)。限壓控制器PIC1044比較設(shè)定點SP和過程值PV。PV>SP放空閥FV1046打開;當PV<SP放空閥FV1046關(guān)閉。限壓控制器PIC1044的輸出信號通過“高選擇器”和“逆函數(shù)”傳送給放空閥(FV1046)。流量控制器和限壓控制器在其自動位置聯(lián)鎖,只有在極端的工藝條件下控制器才工作,所以“高選擇器”的輸出信號作為反饋信號FB提供給控制器,使得放空閥可以無擾動地打開或關(guān)閉。啟動時需要有斜波進行自動啟動。利用該斜波,放氣閥逐漸關(guān)閉并使控制器能夠平穩(wěn)的移交。3.2.3手動配置調(diào)整釋放閥fv1046操作人員可以通過畫面對放空閥進行調(diào)節(jié),手操、加載—卸載斜波輸出、流量控制器和限壓控制器的輸出,四者高選值,最終作用于放