周 斌 郭程昕 何家輝
(中國石油蘭州石化公司電儀事業(yè)部)
基于PLC的丙烯循環(huán)氣壓縮機控制
周 斌 郭程昕 何家輝
(中國石油蘭州石化公司電儀事業(yè)部)
根據(jù)壓縮機自動啟動條件與地址,設(shè)計聚丙烯裝置丙烯循環(huán)氣壓縮機的控制程序,分析基于PLC的壓縮機控制方法。
壓縮機 丙烯 S7-400 PLC 聯(lián)鎖控制 程序設(shè)計
中國石油蘭州石化公司聚丙烯裝置丙烯循環(huán)氣壓縮機(PK301)采用的是往復(fù)式壓縮機,其控制系統(tǒng)采用S7-400 PLC。反應(yīng)不完全的氣相丙烯經(jīng)提純、升壓后,由丙烯循環(huán)氣壓縮機PK301提供動力供聚丙烯裝置再次使用。丙烯循環(huán)氣壓縮機是聚丙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備,直接關(guān)系到聚丙烯裝置能否連續(xù)、穩(wěn)定、高效、長周期運行,所以保證丙烯循環(huán)氣壓縮機控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行至關(guān)重要[1]。
根據(jù)設(shè)備制造商提供的資料,壓縮機自動啟動條件與地址如圖1所示。
1.1 壓縮機啟停功能塊
壓縮機的啟停功能(圖2)由SR觸發(fā)器來實現(xiàn)。當位地址M11.3為1時,S端為1,R端為0,則壓縮機啟動;S端為0,R端為1,則壓縮機停止。通過改變位地址M11.3的狀態(tài),也可以控制壓縮機的啟、停。壓縮機啟動信號發(fā)出30s后,若未正常啟動則由T16判定啟動失敗[2]。
圖2 壓縮機啟停功能塊
壓縮機啟動分為手動模式和自動模式。在自動模式下,需判斷圖1所列出的所有條件,當所有條件均滿足后壓縮機方可啟動。而在手動模式下壓縮機直接啟動,不需要判斷圖1所列出的條件。
1.2 壓縮機跳車模塊
壓縮機停車執(zhí)行能塊如圖3所示,可以看出,導(dǎo)致地址M11.3的位被復(fù)位的原因如下:
a. 在現(xiàn)場控制盤按下壓縮機停止按鈕(M16.5);
b. 按下DCS遠程停止按鈕(M504.5);
c. 地址M18.7的信號狀態(tài)為1(如圖4);
d. 手動和自動模式(M10.0和M10.1)同時被選中。
圖3 壓縮機停車執(zhí)行功能塊
圖4中,只要5個并聯(lián)的比較器中的任何一個滿足條件(任何一個比較器的IN1與IN2進行比較,當兩者值不同時,比較器結(jié)果輸出為1),線圈M18.7將帶電,即線圈M18.7的狀態(tài)變?yōu)?。在該程序中,MW是由兩個字節(jié)組成的16位整數(shù)。如MW110,就是由M110和M111組成的,其取值范圍為-32768~32767。
圖4 壓縮機聯(lián)鎖停車功能塊
在MW110~MW118存儲單元中存放的都是聯(lián)鎖位號,具體類型見表1。
表1 MW110~MW118的數(shù)據(jù)類型
將采集的模擬量信號與聯(lián)鎖值進行比較,兩者的偏差信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量信號后方可發(fā)出執(zhí)行命令。所以每個采集的模擬量信號都需要先裝入寄存器與聯(lián)鎖值進行比較,即需要置位。以TAHH3502為例,位地址的置位方法如圖5、6所示。
圖5 軸溫TA3502聯(lián)鎖值比較功能塊
程序中使用了CALL指令來調(diào)用FC80塊“FC_CONTROL_SETPOINTS”,“:=”前面是用符號地址表示的形參,“:=”后面是實參。ACTUAL_VALUE、SW_HIGH_LEVEL、SW_LOW_LEVEL、SW_HYST和LINE_BREAK為輸入變量;SP_HIGH、SP_LOW、SP_HIGH_F和SP_LOW_F為輸出變量。
Interface中詳細羅列了輸入變量和輸出變量。在語句表中,L表示裝入,即分別將臨時變量#ACTUAL_VALUE和#SW_HIGH_LEVEL的值裝入累加器1中進行比較,如果比較結(jié)果是真值,則跳轉(zhuǎn)到子程序HIGH中。在子程序HIGH中,輸出變量SP_HIGH被置位。
由于在FC20中已經(jīng)將位地址M110.0賦給了形參SP_HIGH,所以#SP_HIGH被置位,即位地址M110.0被置位。位地址M110.0的值變成了1,說明MW110的值已不是0。因此,比較器IN1和IN2的值不同,比較結(jié)果為真值,線圈M18.7得電,聯(lián)鎖被觸動。
丙烯循環(huán)氣壓縮機是聚丙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備,為此,筆者基于PLC設(shè)計了壓縮機的啟??刂瞥绦颍瑢崿F(xiàn)了對丙烯循環(huán)氣壓縮機的控制。自新的控制系統(tǒng)投用以來,機組運行平穩(wěn)、安全,聯(lián)鎖動作可靠,達到了控制目標。
圖6 軸溫TA3502停車功能塊
[1] 孫慧.西門子PLC系統(tǒng)常見故障分析[J].化工自動化及儀表,2014,41(9):1101~1102.
[2] 吉寧,曹善甫,徐瑞.西門子S7-300頻繁自動啟動故障分析處理[J].化工自動化及儀表,2013,40(9):1190~1192.
LVDT, artificial neural network, cascade compensation, adaptive nonlinear compensation
TH45
B
1000-3932(2017)09-0906-03
2016-10-31,
2017-04-14)
周斌(1984-),助理工程師,從事石化行業(yè)儀表維護工作,zhoubin@nigersoraz.com。
(Continued from Page 856)
The FLANN has advantages of low complexity and high precision. Analyzing the causes of non-linearity of the LVDT sensor and then using the neural network algorithm to implement nonlinear correction and comparing the results prove both feasibility and effectiveness of this method.