淺述西門子PCS 7在氫氣提純裝置中的應用

遲騰

摘要：煉油廠需要純度較高的氫氣煉油，利用氫膜與變壓吸附結合的技術提純氫氣，該套提氫裝置采用了西門子PCS 7進行控制。PCS 7是西門子推出的先進的、可靠的控制系統平臺，實現了裝置的全自動控制以及穩定運行。

關鍵詞：PCS 7；SFC；化工；自動控制

中圖分類號：TB652 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0040-01

西門子SIMATIC PCS 7系統是一套典型的現代分布式控制系統，采用局域網通訊技術，成熟可靠的西門子可編程控制器和現場總線技術。本套裝置采用了西門子414-5H的冗余CPU作為控制器，兩臺CPU之間采用光纖同步通訊，可以實現無擾動切換，滿足系統的不間斷運行。同時利用PROFINET與上位機進行冗余通訊，整套系統可以長時間的穩定、可靠運行。

1 工程師站硬件組態下載

首先要進行工程師站的硬件組態，選擇產品型號，與實際的產品一一對應。

2 邏輯程序

PCS 7的邏輯程序在charts中編寫，在相應的工廠層級下面插入新的CFC，在CFC中編寫邏輯。編程語言默認為功能塊類型，功能塊上集成了大量的引腳，滿足了用戶各個方面的控制要求。功能圖編譯之后會在上位畫面上生成圖標，圖標上由軟件自動集成了報警顏色變化、聲音、報警值、趨勢等等信息，用戶只需要簡單的組態，就可以滿足各種需求。

SFC （SEQUENCE FUNCTION CHART）順序功能圖。

SFC是順控不可缺少的一種編程方式，他利用軟件集成后的功能，簡單明了的實現了順序控制邏輯，有很強的可讀性。不但方便了編程人員，而且使程序更加易懂。

2.1 SFC的基本塊

SFC分為執行塊、條件塊、執行并行，條件并行、回跳、跳轉。雙擊執行塊可以進入塊屬性窗口。用戶可以在這里面填寫執行塊的名稱，執行時間等。用戶可以通過這些塊巧妙的實現各式各樣的順序控制。

2.2 SFC編程

SFC的執行快有四個任務欄分別對應：綜述、上升沿觸發、過程、下降沿觸發。我們可以在綜述中編輯執行塊的名稱、描述、執行時間等信息。需要注意的是執行時間，最大和最小執行時間決定了該執行快運行時間的長短。上升沿觸發是指該執行塊在執行初始的時候執行一次命令；過程是指在整個執行塊運行時候持續執行命令；下降沿觸發指在執行快即將結束時候觸發一次命令。

SFC的條件塊有三個任務欄，我們可以在Condition中編輯需要判斷的條件，可以用‘或和‘與進行邏輯編程。每個條件塊可以編輯16個條件，如不能滿足用戶需求可以利用串行或者并行增加條件數。

跳轉塊內部與條件塊類似，我們需要在里面編輯跳轉判斷條件，不同的是外部需要編輯當條件滿足時，跳轉到需要的執行塊的名稱。

2.3 兩個SFC之間的跳轉

有時候我們需要在兩套順控之間實現自動跳轉，來實現復雜的順控控制。

首先，想要實現兩個SFC之間跳轉，我們需要知道SFC的外部視圖，在工廠視圖中，鼠標右鍵選中SFC，選擇‘Open External View（打開外部視圖），這時我們會看到SFC的外部視圖，整個SFC類似一個功能塊，上面有很多引腳，需要我們注意的是圖1中紅色標注的引腳。SFC的自動跳轉需要將SFC置于自動狀態，也就是說跳轉之前AUT引腳要置1，然后將start引腳置為1，該SFC塊就會被啟動。如果想要結束一個SFC的運行，AUT引腳同樣要被置為1，然后將stop引腳置為1，此時SFC就被停止運行，為了滿足下一次啟動的需要，可以將該SFC復位，即把RESET引腳置為1，即可實現兩套順控之間的互相切換，滿足復雜順控要求。

2.4 SFC的監控

編譯下載程序后，可以在程序中監控SFC的運行狀態，運行后變為深綠色，正在運行為亮綠色，用戶可以鮮明的分辨出程序狀態，并且可以在手動控制面板上啟動勁和停止順控，方便程序員調試和測試。

3 組態上位畫面

PCS 7集成了強大的上位組態系統，并與下位程序很好的結合在一起。在程序編譯通過后，程序員可以編譯上位畫面，系統會自動生成程序塊中的功能塊圖標，包含了模擬量讀取、電機控制、閥門控制、報警、聯鎖等等。程序員只需要簡單的將這些圖標擺放，配合管道、文字、控件、按鈕等輔助，豐富的上位畫面就完成了。不僅簡單方便，而且功能齊全。

4 結語

功能強大的軟件配合質量過硬的控制器使得PCS 7應用在各個自動化領域，并得到了客戶的一致好評。科學的發展，時代的進步，自動控制行業的創新也是日新月異。學習先進的控制理念，方能使得國內自動控制行業不斷縮小與世界水平的差距。