焦爐煤氣加壓機自動化控制系統的應用

王媛媛

摘 要：離心風機被廣泛應用于各種氣體介質的加壓、輸送中，結構簡單、可靠性高。宣鋼將其運用在煤氣加壓、輸送中。焦爐煤氣加壓站運用三臺D200-32離心風機為宣鋼西區小型軋鋼廠等用戶遠距離供給焦爐煤氣。

關鍵詞：焦爐煤氣加壓機;自動化控制系統;應用

1 緒論

PLC是計算機家族中的一員，是一種主要應用于工業自動化控制領域的微型計算機。PLC作為一種數字運算系統，專為在工業環境下的應用而設計，其應用范圍非常廣泛，在國內、國外大量應用于鋼鐵、電力系統、石化、汽車裝配、機械制造等各行業的自動控制領域。宣鋼焦爐煤氣加壓站運用三臺D200-32離心風機為宣鋼西區小型軋鋼廠等用戶遠距離供給焦爐煤氣。PLC的運用使得控制電路變得簡潔明了，控制機構變得簡單，運行更加可靠，而且十分便于日后的檢修維護。

2 宣鋼焦爐煤氣加壓機控制系統簡介

（1）焦爐煤氣加壓站有三臺焦爐煤氣加壓機，為西區外供焦爐煤氣，隨用戶生產模式的變化，對焦爐煤氣需求量也會隨時發生變化，同時對煤氣的流量及壓力也會分別有不同的要求。為滿足后續用戶的不同需求，焦爐煤氣加壓機設定了有手動和自動控制兩種控制方式，且可以單獨停止或運行，實現外供流量及壓力可在一定范圍內調節。

（2）手動控制時，為了便于調試，每臺加壓機都可單獨啟動運行、停機。

（3）自動控制時，需開啟加壓機，出口閥門打開，通過檢測采集閥門開到位信號，開啟相應的加壓機。關閉出口閥門，通過采集閥門關到位信號，關閉相應的加壓機。一臺加壓機出現故障，立即停機，備用機啟動運行。

（4）為確保加壓機運行中突發事故時的安全，需設有急停按鈕，當按下急停按鈕時，相應的焦爐煤氣加壓機立即停機。

（5）加壓機控制系統設置了必要的連鎖、過載、短路保護。

3 加壓機控制系統程序設計簡介

系統構成。控制系統硬件的主要結構主要由以下部分組成：包括電源模塊PS、中央處理單元CPU、信號模板SM、功能模塊FM、接口模板IM、通訊模板CP等。

3.1 中央處理單元CPU

CPU是PLC的核心，一臺PLC由一個主機架和一個或者多個擴展機架組成。安裝有CPU的機架被用作主機架;安裝有模塊的機架用作擴展機架，與系統的主機架相連接。CPU右邊可以安裝不超過八個模塊（SM、FM、CP），CPU與其他模塊的連接是通過總線連接器來完成的。CPU還有其他的特性，比如PROFIBBUS子網中的DP主站、DP從站等。CPU的模式選擇開關共有四種方式，分別是可編程運行模式RUN-P，運行模式RUN，停機模式STOP，存儲器復位模式MRES。

3.2 信號模塊SM

信號模塊SM通常包括數字輸入模塊、模擬輸入模塊、數字輸出模塊、模擬輸出模塊、數字I/O模塊、模擬I/O模塊。信號模塊的功能是使不同級別的過程信號電平和S7-300的內部信號電平相互匹配。其通過總線連接器與其他模塊進行連接。

3.3 電源模塊PS

電源模塊PS，其主要功能是為各模塊提供工作電源。其可以將交流120V/230V電壓轉換為直流24V工作電壓，為S7-300CPU和24V直流負載電路提供電源。

3.4 功能模塊FM

功能模塊常用于時間要求較苛刻、存儲容量要求也較大的處理任務，例如閉環控制功能或者定位等。功能模塊也是通過總線連接器與其他模塊進行連接的。

3.5 通訊模板CP

通訊模板也叫通訊處理器，其功能主要是用于擴展中央處理單元的通訊任務，通過連接電纜與其他模塊進行連接，例如CP342-5DP與PROFIBOS-DP的連接。

3.6 接口模板IM

接口模塊IM主要功能則是用于連接S7-300的各個機架。其同樣是通過連接電纜與其他模塊進行連接。

4 系統軟件設計

宣鋼焦爐煤氣加壓站選用西門子公司的PLC控制系統，控制器選用西門子S7-300，CPU型號為 CPU315-2DP，采用CP 343-1通訊模塊，6EP1 334-2BA01電源模塊。該PLC控制系統，技術相對成熟，性能相對穩定，故障率也極低，相對于焦爐煤氣加壓機控制系統而言，又能留出一定的擴充余量，為以后整個焦爐煤氣加壓機系統的擴充改進做好了充足的準備。

我公司焦爐煤氣加壓機控制系統共需要12個輸入點，考慮到日后該焦爐煤氣加壓機控制系統的功能增加、維護等多種因素，選擇了60點的基本輸入輸出單元。

5 結論

該焦爐煤氣加壓機控制系統投運后，極大的提高了焦爐煤氣外供系統自動化控制能力，實時保證西區小型扎等用戶的用氣需求，可隨西區用氣情況，改變運行模式，減少不必要的機組運行，節省運行成本，降低崗位人員的勞動強度。