6. 控制系统设计
在中央控室配置有两台操作员站监控电脑,以WINCC组态人机界面。以工艺流程图实时模拟整个冷冻站所有设备的运行状态,提供报警、曲线、表格等功能供分析管理。预留嵌入视频监视功能,预留以太网接口便于上厂级数据中心。
电气控制系统以西门子s7-300PLC为控制核心。采集冷冻站机电设备的运行状态,如低压循环筒、氨液分离器液位、酒精水罐等设备的液位、温度。蒸发式冷凝器、氨液低压循环桶的氨泵、冷媒供给循环为自动控制运行。
压缩机组、空压站、氮气站、二氧化碳回收站、燃气站为独立的控制设备,都具备MOUDBUS/485通讯接口,采用PB-B-MM总线桥把各设备连接到DP总线上,各运行状态数据经S7-300PLC上中控室电脑,集中监控机组的运行状态。
整个系统采用上下位机集中与分散相结合的控制方式。
冷冻站系统压缩机组为自带的控制系统,本控制系统包括除开压缩机外的配电设备的低压电成套控制柜, 主要被控设备包括蒸发式冷凝器的风机水泵,酒精水冰水的循环泵、供液泵,氨泵,排风扇等。
PLC系统所有I/O点留有10%以上余量,预留与管理网连接的以太网接口,驱动程序采用OPC协议,与生产管理系统实现开放的通讯。
7、制冷机组运行参数采集监视
制冷机组是自身配套的控制系统,预留现场通讯总线(RS485),经过PB-B-MM总线桥把八台压缩机组控制器连接到DP总线上,按压缩机控制器的通信协议把运行状态数据收集到上位机,显示运行参数、状态及故障名称,进行数据设定。显示机组运行时的排气压力、排气温度、油压、油温、能级、电机电流、总运行时间等参数等,并记录重要参数的运行曲线。
每个压缩机主要参数有:
排气压力、排气温度;
吸气压力、吸气温度;
油温、油压、运行电流、累积运行时间。
本控制系统另外设置有:
排气总管压力、排气总管温度;
吸气总管压力、吸气总管温度;
去发酵的排气压力及温度;
酒精水的排气压力及温度;
冰水/脱氧水的排气压力及温度;
8、总线桥硬件组态
在本工程项目中,通过PB-B-MM总线桥把具有MOUDEBUS/ RS485通讯接口的设备连接到Profibus-DP总线上,应用简单,不需要复杂编程,与PLC硬件组态类似。用户依照PROFIBUS通讯数据区和MODEBUS数据区的影射关系,简单编程即可读写数据。
组态过程参照产品手册的事例很容易上手。
以下是本案例的简单组态截图,(共用了五个总线桥)
简单组态截图
上述程序简单介绍,把3#总线桥站的1#制冷机组数据采集到DB111数据块里,以便其他程序等使用。注意在硬件组态中的首地址是十进制数512,在程序中是十六制200;功能块SFC14一次最多读32个字节,本段有效数据是48个字节,故分为两次调用SFC14。其他程序段类似。
9、结束语
在本项目当初方案设计没有认识总线桥产品时,这么多的通讯设备需连接入系统,对于系统设计人员来说是非常头痛的事,这主要体现在两点,一是系统硬件上至少要设计三个RS485通讯采集接口,如果直接连接到电脑,那么就不能在PLC上共享数据;如连接到PLC还要增加PLC的通讯接口;另一点是不管通讯连接到那里,编制通讯程序非常复杂且工作难度大。
但是采用了PB-B-MM总线桥产品,上述问题全部迎刃而解。我们认为本工程最大的收获、最大的成功就是使用了北京鼎实创新科技公司的总线桥产品。
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