空分膨胀机控制系统改造
技
术
方
案
有限公司
二
零一零年二月
一、系统概述、结构及规模
1.1 系统概述
本系统为1#6000空分膨胀机组改造工程仪控系统部分。
仪控系统在就地设一仪表柜，将机组出入口温度、压力以及膨胀机转速等仪表集中安装在就地仪表柜上，就地仪表柜安装在膨胀机组附近，采用引压管和仪表电缆将压力、温度和转速信号引至仪表柜上，实现对膨胀机系统的就地监视与控制。仪控系统采用一套西门子S7-300PLC可编程控制器和一套操作员站组成远程控制系统，安装在客户的中央控制室内，实现对膨胀机系统的远程监视与控制。
1.2系统结构
系统结构示意图见附图
1.3 系统规模
整个控制系统的输入/输出净点数见下表：
I/O类型AI AO RTD DI DO
MPI
膨
胀
机
出
口
压
力
膨
胀
机
人
口
温
度
膨
胀
机
出
口
温
度
压
缩
端
出
口
温
度
润
滑
油
温
度
膨
胀
端
轴
承
温
度
压
缩
端
轴
承
温
度
密
封
气
压
力
压
缩
端
入
口
温
度
膨
胀
机
人
口
压
力
膨
胀
机
转
速
喷
嘴
调
节
入
口
切
断
阀
控
制
增
压
端
流
量
二、控制系统
本系统采用Siemens公司S7-300PLC、SETP7 V5.4编程开发软件、WINCC6.0管理监控软件来实现。控制系统确保能有效地监控膨胀机机组的运行过程，确保运行可靠，操作维护方便，选用可编程逻辑器(PLC站)和远程控制站相结合的原则。控制系统充分应用信号处理技术、网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了控制系统的功能和性能，集成为一个全数字化、结构灵活、功能完善的控制系统。实现装置的实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮与查看、生产过程报表生成与输出等功能。系统融合标准化的软、硬件接口，能方便地接入最先进的现场总线设备和第三方集散控制系统、逻辑控制器等。
远程控制站在WINDOWS2000平台下工作，管理监控软件选用SIEMENS公司WINCC6.0软件，它是一个先进的工业自动化软件包，集成最新SIEMENS公司技术，运行于开放的操作平台（Windows XP SP2），不仅具有对自动化、过程进行有效监视控制的所有特点和功能，而且有强大的设计开放性、互通性、易维护性，还可以通过OPC和DDE方式与第三方应用程序交换数据。
2.1 远程控制站配置
远程控制站按一站配置，配21”标准液晶监视器一台，主机一台DELL 755MT(PC 电脑CPU 类型：Intel 酷睿2双核E7300 2.66GHz；标称频率：2.66GHz；内存类型：DDR2内存内存容量：2GB 硬盘容量：250GB；光驱类型：DVD-ROM 操作系统Windows XP 中文专业版SP2)。系统配报警音响一对；A4 HP LaserJet P1007 激光打印机一台。
2.2编程组态软件功能
PLC编程软件采用SIEMENS公司的STEP7 V5.4软件。该软件符合IEC 61131-3 标准的编程。建立过程I/O点、过程点的量程及报警限定、动态流程图、组显示、控制回路、趋势笔组态；建立实时和历史数据库；报表生成软件；建立报表、程序编辑和编译；创建控制回路、顺序及逻辑控制以及高级控制策略。该软件具有如下功能：
☆五种标准的标称语言
——功能块（FBD）
——指令表（Ll）
——梯形图（LD）
——结构文化文本（ST）
——顺序功能图（SFC）
☆连续功能图（CFC）
☆用语程序测试的调试的功能：
——单步执行
——单循环
——断点
☆离线仿真
IEC 61131-3标准下的指令可在没有连接PLC硬件的情况下进行仿真，对用户程序进行调试，包括相关的各种功能。程序调试后再下载到PLC控制系统中使用。
☆变量跟踪
跟踪变量变化时序图，带事件触发的环形缓冲区的数据存储，可在线实时地监视所有过程变量随时间变化的情况。
☆配方管理和监视列表
可显示所选变量的值，预置分配立刻给要下载到控制系统的所有变量，系统中运行的值可以通过读到监视列表和配方管理器中并保存在系统内存里，可在调试时调用。
☆可视化功能
结合WINCC6.0监控软件可以把PLC里的各种变量通过颜色的变化、元件的移动、位图、文本显示，允许设定值输入和显示过程变量，有动态棒图、报警和事件管理和ActiveX插件多种功能。
2.3画面显示功能
工控组态软件WinCC（视窗控制中心），为西门子公司在过程自动化领域中的先进技术和微软公司软件功能结合的产物，是一个集成的人机界面（HMI）系统和监控管理系统。利用WinCC可根据膨胀机工艺要求与控制内容，完成工艺流程图、报警指示图等功能模块的设计，并将所有的压力、温度、流量、转速等信号在计算机上以动态图形显示。系统的各种控制参数、工艺参数及生成的数据库均可自动存储，实时查询，同时定时报表打印。WinCC 提供多种PLC的驱动软件, 因此使PLC与上位机的联接变得非常方便, 如果将WinCC与STEP7合用, 更是大幅度降低工程设计及投运时间。远程控制站应支持以下几类画面：
1）菜单画面
