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[摘 要]本文简述了原控制系统存在的不足，并详细阐述了新系统结构的设计与功能实现
[关键词]控制系统；连接
0.概述
氮气压缩机是空分装置的关键后续设备，是提供管网气源压力供应的至关重要环节。原5#制氧氮压机是现场就地控制，由一台触摸屏完成对现场的监控及操作。由于长期使用触摸屏，其按键操作不灵敏，一旦损坏，很难买到备件：就地监控方式，也不方便操作人员在主控室操作。因此经我们研究分析对该氮压机的控制系统进行改造，改造后的系统采用一套西门子S7-300PLC，另设一台操作员站兼工程师站，采用WINCC对整个工艺温度、压力、流量、振动等各种工艺参数的集中监视、记录、归档并报警；且实现了“一键式操作”的自动加载／卸载的入口导叶和放空阀的联锁控制：安全可靠的氮压机启／停联锁控制、辅油泵启／停联锁控制：应用程序具有“PID自整定的超负荷保护”、“关键停车参数的程序保护”等功能：该自控系统正式投运以来，表现出功能先进、工作稳定、安全性和可靠性高等特点，具有广泛的推广价值。为莱钢热线生产提供了连续、优质的氮气气源，保证了热线生产的顺利进行，创造了可观的经济效益。
1.控制系统硬件配置
硬件采用SIE出ENS公司的S7-300 PLC，它是目前主流的控制系统，支持多种国际现场总线标准，既可连接常规I／0，又可连接远程I／0及Profibus、FF、CAN、Modbus等现场总线设备。
该系统带有1个操作员站兼工程师站，并通过标准工CP／IP协议以太网，实现整个流程中的自动控制、数据通讯及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。硬件配置示意图如下图1：
该系统可通过标准工CP／IP协议以太网实现与DCS系统的数据通讯。系统OS、ES以Win2000为运行平台从而确保系统的通用性、开放性和易用性。
2.实现的主要控制功能和技术特色
氮压机采用远程分布式控制方式，远程站设在压缩机机旁柜，远程手动操作及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。
2.1“一键式操作”的加载和卸载控制
自动加载过程：电机启动，待升至额定转速，允许加载信号满足后，画面出现“允许加载”，操作人员只需在畫面上选择自动加载，加载过程开始，氮压机放空阀逐渐关闭，如果放空阀全关后，实际压力值仍然小于设定值，则逐渐打开入口导叶，直到实际压力值等于设定值，氮压机完成加载过程。在升压或系统运行过程中，机组的出口压力高于设定点并在死区范围外，放空阀将打开，防喘振控制起保护设备的作用。整个过程只需“一键式操作”，无需人员干预，减轻了操作人员的劳动强度。
自动卸载过程设计为括计划停车和事故联锁停车。
在正常停止氮压机前，应先将其卸载，然后再停止氮压机。自动卸载过程中，氮压机放空阀先逐步打开至全开位置，人口导叶再关至最小位置，压缩机卸载至空负荷，然后停主电机，主电机停运后，入口导叶全关，停车过程结束。事故联锁停车：机组将立即停车并卸载，放空电磁阀失电，放空阀快速打开，人口导叶将全关。
2.2PID自整定的氮压机超负荷保护
为防止氮压机超负荷运行，系统设置了电机电流的过载保护。当电机电流超过额定值时，PID自整定调节器调整入口导叶的开度，保护电机不过载，有效地避免了设备的超负荷运行。
2.3关键停车参数的程序保护
对于关键工艺参数的运行状态，增加了程序保护功能。当检测元件出现损坏而非工艺原因的故障时，程序会自行解除联锁，并发出声光报警通知维护人员及时处理故障，待故障处理好后，延时5秒，程序会自动投入联锁。例如：温度的断路保护联锁、振动的断路报警等，减少了设备的仪控故障停机率。
3.结束语
该系统S7-300 PLC先进的控制技术，以及“一键式操作的加载／卸载控制”、“PID自整定的超负荷保护”、“关键停车参数的程序保护”等先进控制功能的实现，使得该系统自改造以来，工作稳定，安全性和可靠性高，故障停机率低，机组的产品质量和产量稳定，为莱钢生产线提供了连续、优质的氮气气源，保证了热线生产的顺利进行，创造了可观的经济效益。本项目具有广泛的推广价值。
由于个别现场仪表的技术性能所限，某些回路的控制精度有望进一步提高。
[参考文献]
[1]张桂香主编，电气控制与PLC应用，北京：化学工业出版社.2003.
[2]齐从谦主编，PLC技术及应用，北京：机械工业出版社，2002.
[关键词]控制系统；连接
0.概述
氮气压缩机是空分装置的关键后续设备，是提供管网气源压力供应的至关重要环节。原5#制氧氮压机是现场就地控制，由一台触摸屏完成对现场的监控及操作。由于长期使用触摸屏，其按键操作不灵敏，一旦损坏，很难买到备件：就地监控方式，也不方便操作人员在主控室操作。因此经我们研究分析对该氮压机的控制系统进行改造，改造后的系统采用一套西门子S7-300PLC，另设一台操作员站兼工程师站，采用WINCC对整个工艺温度、压力、流量、振动等各种工艺参数的集中监视、记录、归档并报警；且实现了“一键式操作”的自动加载／卸载的入口导叶和放空阀的联锁控制：安全可靠的氮压机启／停联锁控制、辅油泵启／停联锁控制：应用程序具有“PID自整定的超负荷保护”、“关键停车参数的程序保护”等功能：该自控系统正式投运以来，表现出功能先进、工作稳定、安全性和可靠性高等特点，具有广泛的推广价值。为莱钢热线生产提供了连续、优质的氮气气源，保证了热线生产的顺利进行，创造了可观的经济效益。
1.控制系统硬件配置
硬件采用SIE出ENS公司的S7-300 PLC，它是目前主流的控制系统，支持多种国际现场总线标准，既可连接常规I／0，又可连接远程I／0及Profibus、FF、CAN、Modbus等现场总线设备。
该系统带有1个操作员站兼工程师站，并通过标准工CP／IP协议以太网，实现整个流程中的自动控制、数据通讯及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。硬件配置示意图如下图1：
该系统可通过标准工CP／IP协议以太网实现与DCS系统的数据通讯。系统OS、ES以Win2000为运行平台从而确保系统的通用性、开放性和易用性。
2.实现的主要控制功能和技术特色
氮压机采用远程分布式控制方式，远程站设在压缩机机旁柜，远程手动操作及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。
2.1“一键式操作”的加载和卸载控制
自动加载过程：电机启动，待升至额定转速，允许加载信号满足后，画面出现“允许加载”，操作人员只需在畫面上选择自动加载，加载过程开始，氮压机放空阀逐渐关闭，如果放空阀全关后，实际压力值仍然小于设定值，则逐渐打开入口导叶，直到实际压力值等于设定值，氮压机完成加载过程。在升压或系统运行过程中，机组的出口压力高于设定点并在死区范围外，放空阀将打开，防喘振控制起保护设备的作用。整个过程只需“一键式操作”，无需人员干预，减轻了操作人员的劳动强度。
自动卸载过程设计为括计划停车和事故联锁停车。
在正常停止氮压机前，应先将其卸载，然后再停止氮压机。自动卸载过程中，氮压机放空阀先逐步打开至全开位置，人口导叶再关至最小位置，压缩机卸载至空负荷，然后停主电机，主电机停运后，入口导叶全关，停车过程结束。事故联锁停车：机组将立即停车并卸载，放空电磁阀失电，放空阀快速打开，人口导叶将全关。
2.2PID自整定的氮压机超负荷保护
为防止氮压机超负荷运行，系统设置了电机电流的过载保护。当电机电流超过额定值时，PID自整定调节器调整入口导叶的开度，保护电机不过载，有效地避免了设备的超负荷运行。
2.3关键停车参数的程序保护
对于关键工艺参数的运行状态，增加了程序保护功能。当检测元件出现损坏而非工艺原因的故障时，程序会自行解除联锁，并发出声光报警通知维护人员及时处理故障，待故障处理好后，延时5秒，程序会自动投入联锁。例如：温度的断路保护联锁、振动的断路报警等，减少了设备的仪控故障停机率。
3.结束语
该系统S7-300 PLC先进的控制技术，以及“一键式操作的加载／卸载控制”、“PID自整定的超负荷保护”、“关键停车参数的程序保护”等先进控制功能的实现，使得该系统自改造以来，工作稳定，安全性和可靠性高，故障停机率低，机组的产品质量和产量稳定，为莱钢生产线提供了连续、优质的氮气气源，保证了热线生产的顺利进行，创造了可观的经济效益。本项目具有广泛的推广价值。
由于个别现场仪表的技术性能所限，某些回路的控制精度有望进一步提高。
[参考文献]
[1]张桂香主编，电气控制与PLC应用，北京：化学工业出版社.2003.
[2]齐从谦主编，PLC技术及应用，北京：机械工业出版社，2002.