基于S7—1200PLC的鋼鐵企業空壓機集中管控系統

張弛

摘要

壓縮空氣是鋼鐵企業應用最廣泛的能源介質。除塵灰氣力輸送、轉爐底吹、鋼帶表面吹掃和各式啟動閥門及儀表的正常工作都離不開壓縮空氣。而鋼廠空壓站大多建設較早，目前空壓機的操作方式大多為工人本地手動操作。本文提供了一種基于S7-1200PLC的鋼鐵企業空壓機集中管控系統，實現了空壓機的遠程操作、壓力和宕機連鎖等功能。

【關鍵詞】空壓機 集中控制 西門子 1200PLC

1引言

隨著計算機技術的飛速發展，鋼鐵企業日常生產的自動化信息化進程不斷加深，對設備管理和控制要求也越來越高。但目前大多數冶金企業空壓站建造時間較早，機型老舊，空壓機的啟停及監控還停留現場操作方式。這種方式操作不便，自動化程度低。在高噪音的環境中巡檢記錄嚴重危害工人安全。本文提出一種基于S7-1200PLC的鋼鐵企業空壓機集中管控系統，實現了空壓機的遠程啟停和智能控制，降低運行成本，提高生產效率。

2控制系統組成

本系統包括各型8臺空壓機和冷卻水系統。其中空壓機包括三種機型：英格索蘭C700離心空壓機3臺、復盛離心空壓機2臺、壽力IHI離心空壓機2臺。冷卻水系統包括：5臺給水泵及出口電動閥。其中空壓機自身控制系統如表1所示。

網絡結構圖如圖1所示。

3系統總體設計

3.1上位機

控制系統上位機采用WINCC7.3軟件，7.3版本的WINCC相比之前版本應用更加方便。首先WINCC7.3在通訊方面支持更多設備，直接支持S7-l200系列PLC無需通過OPC即可通訊。借助WINCC7.3強大的通訊能力，操作員可以直接觀察所關心的空壓機運行參數。上位機系通過圖像符號的變化、閃爍等式實現了空壓機站運行監視、自動報警、歷史曲線和報表等功能，如圖2所示。

3.2下位機

S7-1200PLC為本控制系統的核心。作為西門子最新推出的PLC其結構更加緊湊，通訊功能更加全面。本系統共含3臺1214C型西門子PLC，其中1#1214C含3臺1241西門子MODBUS主站模塊，分別和三臺英格索蘭空壓機通訊；2#1214C含2臺1241西門子MODBUS主站模塊，分別和兩臺壽力空壓機通訊；3#1214C負責控制空壓站冷卻水系統。

各型空壓機氣量不同，而實際生產中需要兩臺大功率250空壓機，一臺115空壓機。首先啟動一臺115型英格索蘭空壓機，一臺250復盛空壓機，一臺250壽力空壓機，然后打開系統自動按鈕，PLC會根據各臺空壓機的運行情況，由PLC實現自動遠程啟停。

3.3通訊協議

本系統空壓機機型老舊不統一，通過改造英格索蘭空和壽力空壓機采用MODBUSRTU協議進行通訊，復盛空壓機采用TCP/IP協議通訊。Modbus RTU通信采用主-從方式，最多傳送255個字節的數據，傳輸速率快，數據穩定。

4功能介紹

4.1單機控制

通過硬線連接控制信號，實現各型號空壓機的遠程啟停，加/卸載。空壓機遠程控制不涉及機組自身的連鎖控制。

4.2備機控制與自動切換

操作人員通過上位機畫面設置空壓機運行數量和啟動順序。空壓機集控系統自動調整運行空壓機的數量，并安裝設定的時間序列自動或者提醒操作員切換備機。

4.3壓力連鎖

操作人員在上位機設置管網壓力控制目標范圍，系統通過檢測到的外網壓力數據自動調整空壓機運行數量。一旦系統壓力低于設定的目標壓力，系統根據序列自動啟動空壓機。當管網壓力高于設定值時，控制系統自動卸載空壓機，一定時間后自動停機，節省能耗。

5結束語

本文提出了一種先進的完整可靠的機組群控解決方案。該群控系統根據用戶空壓站內空壓機的工藝及用戶要求制定。通過操作站內監控上位機實現對機組的數據監視和優化管理。本系的實現了空壓站集中管控，系統的高效運行將為用戶創造極大的經濟效率，降低了事故發生率，同時靈活通用的接口協議也方便用戶為了對系統進行擴展。

參考文獻

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