PCS7過程控制在連續蒸煮系統的應用

康爾喆 胡 軍

(天津智卓峰環保科技發展有限公司，天津，300380)

PCS7過程控制在連續蒸煮系統的應用

康爾喆 胡 軍

(天津智卓峰環保科技發展有限公司，天津，300380)

SIMATIC PCS7是西門子新一代控制技術，是以邏輯方式將以TELEPERM系列集散系統和S5,S7系列PLC為基礎的系統所獲得經驗集中起來并進一步發展而成。PCS7具有過程控制系統的所有特性和功能，過程控制簡單而安全，方便信息網絡和現場總線及儀表的集成，設計模塊化，系統擴展性強，在造紙制漿行業的應用表明，它是理想的全集成自動化平臺。

PCS7連續蒸煮 PID 聯鎖控制

針對連蒸制漿的工藝特點和要求設計了自動控制系統，對進料系統、洗料系統、蒸煮系統及卸料系統進行了聯鎖控制。對清水槽、黑液槽、堿液槽的液位進行PID控制，能使各步驟的物料恒定在某一范圍內，體現了該系統的智能化。

1 工藝流程

連蒸系統的工藝流程如圖所示，干料經與進料量匹配的水清洗后進入蒸煮系統，在蒸煮過程中對蒸煮液進行流量控制，蒸汽進行壓力溫度控制，對蒸煮時間進行控制，然后進入卸料系統，在卸料過程中進行黑液加入量的控制、溫度控制，最后成漿進入放漿設備。

2 控制系統的設計

考慮到控制系統的可行性、可靠性等因素，對整個連蒸系統的流量、液位、壓力、溫度等成產過程參數、電動設備的操作、電動設備的運行參數均可在中央控制室集中顯示、報警與控制。系統采用PROFIBUS DP通訊和EHTERNET通訊兩種通訊方式。ES站一個，OS站二個。

2.1 硬件選擇

根據工藝要求，控制系統采用S7-400 CPU配S7-300模塊。

（1）模擬信號輸入：系統中共有76個現場傳感器進行溫度、壓力、液位、電機電流等信號的檢測。通過相應的變送器轉換為4～20mA的標準信號與PLC系統的模擬量輸入模塊SM331（AI8）通道連接。

（2）模擬信號輸出：4～20mA的通過模擬量輸出模塊SM332（AO8）輸出，完成各控制回路中調節器的控制。閥門采用氣動V型調節球閥，通過閥門定位器接受4～20mA電流信號。變頻采用ABB ACS800，接受PLC的電流信號，調節電機速度。

（3）開關量信號輸入：系統中共有362個信號，經轉換后變為邏輯電平，通過開關量輸入模塊SM321(DI32)進入PLC，高電平有效。

（4）開關量信號輸出：電機啟停、運行、故障及氣動開關閥閥位反饋由PLC通過SM322(DO32)模塊輸出。

為了保障控制系統運行可靠平穩，在信號采集和輸出中應用隔離技術，使現場傳感器和PLC模塊之間通過隔離模塊或中間繼電器進行信號隔離，避免強電和干擾串入。

2.2 軟件設計

程序使用PCS7 V6.0編程

（1）下位機采用功能塊（CFC）編程，主要包括采用、量程轉換、PID控制、報警、聯鎖、累計等子程序，CFC語言編程具有可視化、簡單、方便修改、功能全面等優點。

（2）上位機包含主操作畫面、參數設定、趨勢畫面、報表打印、報警畫面。操作人員可直觀全面地對整個系統的運行狀況、工藝參數進行實時監測及給定。

基本上，上位機具有以下系統組態：

單用戶系統

多用戶系統

（客戶機/服務器解決方案）

分布式系統

Web客戶機

瘦客戶機解決方案

歸檔服務器（Historian）

冗余服務器

分布式系統

除用于操作和監控、報警、記錄、歸檔和管理等功能外，基本系統還包括各種診斷選件。

PCS7系統在連續蒸煮工藝應用以來，以其完善的功能、高穩定性、高傳輸速度，取得了極高的控制效果，使整個連蒸系統的工藝得到改善，降低了產能消耗，提高了紙漿的質量。

1.PCS7手冊.西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團

2.新一代SIMATIC S7-400產品介紹.西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團

3.SIMATIC自動化系統S&-400容錯系統手冊.西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團

2012－3－25

譯 文