98化工自動(dòng)化及儀表第40卷PLC在工業(yè)循環(huán)水旁濾系統(tǒng)的應(yīng)用李世文'馮媛媛’韓濤’(1.大連三星國(guó)際企業(yè)集團(tuán)有限公司,遼寧大連116001 ;2.大連佳爾沃水處理工程技術(shù)有限公司,遼寧大連116001)摘要介紹了大慶煉油廠第三循環(huán)水場(chǎng)旁濾系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)配置、軟件編程、控制功能、系統(tǒng)特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容。關(guān)鍵詞PLC HMI 遠(yuǎn)程I/0 WinCC STEP7中圖分類號(hào)TH865文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1000-3932(2013 )03-0398-03大慶煉油廠第三循環(huán)水系統(tǒng),肩負(fù)著3臺(tái)大打印及報(bào)表等功能。型冷卻風(fēng)機(jī),4臺(tái)大型循環(huán)水泵的控制和故障狀1.2 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)態(tài)顯示,以及旁濾池和中和池兩套順序控制系統(tǒng)三循旁濾控制系統(tǒng)的軟件體系組成主要由組等。該廠第三循環(huán)水場(chǎng)全流程生產(chǎn)線旁濾系統(tǒng)計(jì)態(tài)開發(fā)軟件體系和運(yùn)行軟件體系兩大部分組成。算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),基礎(chǔ)自動(dòng)化PLC控制站由西組態(tài)開發(fā)軟件主要是WinCC 6.2,運(yùn)行軟件主要門子公司S7-300可編程控制器組成,S7-300是用.是STEP7 V5.4。于中檔性能范圍的可編程序控制器,它的模塊化、2系統(tǒng)操作管理站無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布、廣泛的通信性能及系統(tǒng)操作管理站安放于控制室內(nèi),主要由操友好的操作界面等特點(diǎn)使得S7-300成為各種中作臺(tái)、工控計(jì)算機(jī)、寬行中文打印機(jī)、面板按鈕及規(guī)?？刂迫蝿?wù)的方便的解決方案。轉(zhuǎn)換開關(guān)、狀態(tài)指示燈屏、報(bào)警器及其專用電源等1系統(tǒng)配置組成。承擔(dān)并完成對(duì)三循旁濾系統(tǒng)的上位監(jiān)督、.1 硬件體系結(jié)構(gòu)操作和管理功能。系統(tǒng)由工業(yè)以太網(wǎng)接口將上位機(jī)與PLC站2.1 硬件結(jié)構(gòu)及配置組成工業(yè)以太網(wǎng),CPU與遠(yuǎn)程I/0通過PROFI-系統(tǒng)的操作管理站使操作人員能通過鍵盤或BUS網(wǎng)構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。者鼠標(biāo)靈活、方便、準(zhǔn)確地監(jiān)視各種過程變量,以計(jì)算機(jī)維護(hù)站計(jì)算機(jī)操作站及根據(jù)流程變化調(diào)整過程參數(shù)等;操作管理站采用開放結(jié)構(gòu),選用可靠的工業(yè)控制機(jī),并配以其他優(yōu)選設(shè)備,組成一個(gè)完整的操作員操作管理系統(tǒng)。系統(tǒng)操作管理站硬件配置:a.工業(yè)操作臺(tái);b.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(CPU Intel 酷睿i3 530、2G內(nèi)存、500G硬盤、1G顯卡、液晶顯示器);C.打印機(jī)(HP P1007);PROFIBUS-DPd.狀態(tài)指示燈屏(5x8矩陣式,帶確認(rèn)試驗(yàn)按鈕、蜂鳴器及專用電源)。圖1系統(tǒng)構(gòu)成示意 圖2.2主要功能整個(gè)系統(tǒng)由兩個(gè)操作管理站、一個(gè)PLC過程2.2.1信號(hào) 檢測(cè)處理控制站、兩個(gè)PLC遠(yuǎn)程站和一個(gè)按鈕操作指示臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模擬量和開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和組成,用于完成對(duì)三循旁濾系統(tǒng)的工藝參數(shù)檢測(cè)顯示、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)顯示控制和信息儲(chǔ)存、查閱、收稿日期:2013-01-11(修改稿)第3期李世文等.PLC在工業(yè)循環(huán)水旁濾系統(tǒng)的應(yīng)用399處理,判斷是否有異常情況發(fā)生,對(duì)重要參數(shù)的超備的啟停進(jìn)行順序條件控制,實(shí)現(xiàn)旁濾系統(tǒng)工藝限情況發(fā)出聲光報(bào)警,提示操作人員注意并確認(rèn)。設(shè)備的自動(dòng)控制。2.2.2畫面顯示3.3供配電畫面顯示分檢測(cè)儀表顯示畫面、工藝流程圖.過程控制站除了完成測(cè)控功能外,同時(shí)還具畫面、趨勢(shì)曲線記錄顯示畫面、報(bào)警信息匯總顯示有供配電功能,完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流量?jī)x表、站內(nèi)溫度變畫面、操作按鈕畫面及輔助顯示畫面等。畫面顯送器和PLC輸出中間設(shè)備的供配電功能。示直觀、操作簡(jiǎn)便、主要設(shè)備采用動(dòng)畫顯示。4測(cè)控系統(tǒng)可靠性措施2.2.3數(shù)據(jù) 動(dòng)態(tài)刷新為了保證測(cè)控系統(tǒng)的運(yùn)行可靠,采取了如下數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)刷新點(diǎn):數(shù)值點(diǎn)、狀態(tài)點(diǎn)和棒圖點(diǎn)。措施:2.2.4在線幫助a.依靠可靠性理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)系控制系統(tǒng)重要操作有自動(dòng)在線操作指導(dǎo)說統(tǒng)總體布局,重要設(shè)備(操作管理站)采用冗余配明,常規(guī)操作有在線操作說明書可隨時(shí)查閱。置,系統(tǒng)采用高可靠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(提高平均無故障2.2.5趨勢(shì)曲線記錄時(shí)間、降低系統(tǒng)平均修復(fù)時(shí)間); .系統(tǒng)對(duì)模擬量有歷史趨勢(shì)曲線記錄功能。b.系統(tǒng)中涉及的集成設(shè)備,如計(jì)算機(jī)、PLC、2.2.6操作 保護(hù)報(bào)警器等選用可靠性高的品牌,以保證整個(gè)系統(tǒng)為防止非授權(quán)人員操作控制系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)錯(cuò)的可靠性;誤操作有報(bào)警提示,同時(shí)在進(jìn)行重要的操作時(shí)均c.過程控制站PLC卡件具有帶電插拔、自設(shè)有密碼保護(hù)功能，以保證系統(tǒng)操作的安全性。我檢測(cè)和自我診斷功能。2.2.7報(bào)表5軟件說明根據(jù)生產(chǎn)要求制定各類報(bào)表格式和內(nèi)容,具本系統(tǒng)軟件為STEP7 V5.4和WinCC 6.2版?zhèn)浣y(tǒng)計(jì)和計(jì)算功能,報(bào)表輸出分自動(dòng)定時(shí)和人工本，系統(tǒng)軟件控制流程如圖2所示,軟件開發(fā)步驟隨機(jī)兩種打印輸出方式。為:2.2.8在線參 數(shù)調(diào)整a.建立系統(tǒng)項(xiàng)目名稱;系統(tǒng)能簡(jiǎn)單方便的對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各種信息如量b. 建立通信;程、上下限報(bào)警值、單位、遷移量等進(jìn)行授權(quán)在線C.建立硬件配置,并設(shè)置硬件參數(shù);修改。d.建立數(shù)據(jù)采集及控制程序;3系統(tǒng)過程測(cè)控站e.建立地址符號(hào)表;過程控制站是三循旁濾系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)打f. 建立數(shù)據(jù)塊表;交道的I/0處理系統(tǒng);它主要由控制柜、PLC、內(nèi)g.下載程序到PLC;部供配電系統(tǒng)、中間繼電器柜組和部分變送儀表h.調(diào)試程序。組成。承擔(dān)并完成對(duì)三循旁濾系統(tǒng)變送儀表和測(cè)6系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)控裝置系統(tǒng)的供配電,現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)的檢測(cè)、處理在組態(tài)畫面中設(shè)置燈屏顯示,其功能和操作和傳輸,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)、傳輸和控制等功臺(tái)顯示的功能相同,運(yùn)用軟件替代硬件,可以在操能。作臺(tái)燈屏硬件出現(xiàn)故障時(shí)備用。將外置的風(fēng)機(jī)故3.1 變送檢測(cè)障檢測(cè)信號(hào)引人工控機(jī),通過軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)物理量如溫度、液位、流量及壓力等通過振動(dòng)、油位和油溫3個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史趨現(xiàn)場(chǎng)變送儀表轉(zhuǎn)換成與過程站PLC可接受的信勢(shì)的記錄顯示,盡早地發(fā)現(xiàn)問題保護(hù)設(shè)備。號(hào),由PLC對(duì)其完成檢測(cè)處理和向上傳輸;現(xiàn)場(chǎng)程控閥門有3種操作狀態(tài):設(shè)備狀態(tài)如閥門的開與關(guān)、電機(jī)的開與停、工藝參a.手動(dòng)狀態(tài)。某一套程控閥門現(xiàn)場(chǎng)為手動(dòng)數(shù)的正常或報(bào)警等通過檢測(cè)裝置送至過程站PLC位置,操作臺(tái)無論手動(dòng)或自動(dòng)位置,閥門的開閉只中，由PLC對(duì)其完成檢測(cè)處理和向上傳輸。有操作員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開閉。3.2控制b.半自動(dòng)操作。某-套程控閥門現(xiàn)場(chǎng)為自過程站PLC具備程序控制功能，可對(duì)工藝設(shè)動(dòng)位置,操作臺(tái)為手動(dòng)位置,閥門的開閉是操作員400化工自動(dòng)化及儀表第40卷C開始D計(jì)的輸人輸出點(diǎn)數(shù),再增加10%~20%的可擴(kuò)展:C工況判斷]余量。關(guān)反洗水閥KV-A2、KV-A4,開進(jìn)水閥KV-AI、 KV-A3 17.2存儲(chǔ)器容量的估算反洗水閥KV-A2、KV-A4記關(guān).進(jìn)水閥KV-A1、KV-A3已開存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的反選壓力或設(shè)定過劃時(shí)間到N硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小關(guān)進(jìn)水閥KV-A1、KV-A3于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段,通常采用存儲(chǔ)器容量進(jìn)水閥KV-A1、KV-A3已關(guān)的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算大體上都開反洗水閥KV-A2或KV-A4是按數(shù)字量I/0點(diǎn)數(shù)的10~15倍,加上模擬I/0反洗水閥KV-A2或KV-A4已開點(diǎn)數(shù)的100倍。反洗設(shè)定時(shí)間到8結(jié)束語關(guān)反洗水閥KV-A2或KV-A4系統(tǒng)自投運(yùn)以來效果良好。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自反洗水閥KV-A2或KV-A4已關(guān)動(dòng)控制后,減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度,排除了開進(jìn)水閥KV-A1、KV-A3人工操作可能產(chǎn)生的誤動(dòng)作,改善了勞動(dòng)條.件,提高了操作管理的現(xiàn)代化水平。系統(tǒng)結(jié)合圖2系統(tǒng)軟件控制流程生產(chǎn)實(shí)際自動(dòng)計(jì)時(shí)統(tǒng)計(jì),打印報(bào)表,獲得了更在中控室通過軟開關(guān)對(duì)閥門的強(qiáng)制打開和關(guān)閉，全面準(zhǔn)確的運(yùn)行資料,協(xié)助管理決策,促使管并確認(rèn)后控制現(xiàn)場(chǎng)閥門的開閉。C.全自動(dòng)操作。某一套程控閥門現(xiàn)場(chǎng)為自理科學(xué)化。采用WinCC監(jiān)控以來,保證了三循動(dòng)位置,操作臺(tái)為自動(dòng)位置,本系統(tǒng)是按照已經(jīng)編旁濾系統(tǒng)各主要參數(shù)在最佳工藝范圍內(nèi),并能制好的邏輯程序來孔子和現(xiàn)場(chǎng)閥門的開閉。穩(wěn)定可靠的減少一臺(tái)風(fēng)機(jī)或泵投入運(yùn)行,節(jié)能7系統(tǒng)組成的依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)效益相當(dāng)可觀。此外,由于采用PLC順序控7.1輸人輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)的估算制,減少了污水排放量,降低了排水的不合格I/0點(diǎn)數(shù)估算時(shí)考慮了適當(dāng)?shù)挠嗔?根據(jù)統(tǒng)率,取得了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。PLC Application to Industrial Circulating Water Filtration SystemLI Shi-wen'，F(xiàn)ENG Yuan-yuan' ，HAN Tao2(1. Tristars International Group Co. ,Lad. ，Dalian 11600, China; 2. Dalian Cewo WaterTreatment Technology and Engineering Co.，Ltd, Dalian 116001, China)Abstract The configuration，software programming, control function and system functions and application ofthe auto-control system for filtration system in Daqing refinery were introduced.Key words PLC, HMI, remote I/O, WinCC, STEP7(Continued from Page 320)cone tension winding model and corresponding control system were established, a8 well as the fuzzy-neural net-work PID controller was applied to regulate winding speed and to compensate the tension indirectly. Both simu-lation and experimental results show that the winding control system has better static and dynamic characteris-tics and higher adaptivity in tension control of the flm winding system and the improvement of the flm rollquality effectively.Key words flm winding tension control system, fuzzy- neural network PID controller , winding system, tapertension, roll wrinkling speed, indirect compensation