康爾喆 胡 軍

(天津智卓峰環(huán)保科技發(fā)展有限公司，天津，300380)

PCS7過程控制在連續(xù)蒸煮系統(tǒng)的應(yīng)用

康爾喆 胡 軍

(天津智卓峰環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司，天津，300380)

SIMATIC PCS7是西門子新一代控制技術(shù)，是以邏輯方式將以TELEPERM系列集散系統(tǒng)和S5,S7系列PLC為基礎(chǔ)的系統(tǒng)所獲得經(jīng)驗集中起來并進(jìn)一步發(fā)展而成。PCS7具有過程控制系統(tǒng)的所有特性和功能，過程控制簡單而安全，方便信息網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線及儀表的集成，設(shè)計模塊化，系統(tǒng)擴展性強，在造紙制漿行業(yè)的應(yīng)用表明，它是理想的全集成自動化平臺。

PCS7連續(xù)蒸煮 PID 聯(lián)鎖控制

針對連蒸制漿的工藝特點和要求設(shè)計了自動控制系統(tǒng)，對進(jìn)料系統(tǒng)、洗料系統(tǒng)、蒸煮系統(tǒng)及卸料系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)鎖控制。對清水槽、黑液槽、堿液槽的液位進(jìn)行PID控制，能使各步驟的物料恒定在某一范圍內(nèi)，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的智能化。

1 工藝流程

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

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計

考慮到控制系統(tǒng)的可行性、可靠性等因素，對整個連蒸系統(tǒng)的流量、液位、壓力、溫度等成產(chǎn)過程參數(shù)、電動設(shè)備的操作、電動設(shè)備的運行參數(shù)均可在中央控制室集中顯示、報警與控制。系統(tǒng)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(jù)工藝要求，控制系統(tǒng)采用S7-400 CPU配S7-300模塊。

（1）模擬信號輸入：系統(tǒng)中共有76個現(xiàn)場傳感器進(jìn)行溫度、壓力、液位、電機電流等信號的檢測。通過相應(yīng)的變送器轉(zhuǎn)換為4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號與PLC系統(tǒng)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(diào)節(jié)器的控制。閥門采用氣動V型調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)電機速度。

（3）開關(guān)量信號輸入：系統(tǒng)中共有362個信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換后變?yōu)檫壿嬰娖?，通過開關(guān)量輸入模塊SM321(DI32)進(jìn)入PLC，高電平有效。

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

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

2.2 軟件設(shè)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(zhuǎn)換、PID控制、報警、聯(lián)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(yōu)點。

（2）上位機包含主操作畫面、參數(shù)設(shè)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(tǒng)的運行狀況、工藝參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測及給定。

基本上，上位機具有以下系統(tǒng)組態(tài)：

單用戶系統(tǒng)

多用戶系統(tǒng)

（客戶機/服務(wù)器解決方案）

分布式系統(tǒng)

Web客戶機

瘦客戶機解決方案

歸檔服務(wù)器（Historian）

冗余服務(wù)器

分布式系統(tǒng)

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

PCS7系統(tǒng)在連續(xù)蒸煮工藝應(yīng)用以來，以其完善的功能、高穩(wěn)定性、高傳輸速度，取得了極高的控制效果，使整個連蒸系統(tǒng)的工藝得到改善，降低了產(chǎn)能消耗，提高了紙漿的質(zhì)量。

1.PCS7手冊.西門子（中國）有限公司自動化與驅(qū)動集團

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

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

2012－3－25

譯 文