周 斌 郭程昕 何家輝

(中國(guó)石油蘭州石化公司電儀事業(yè)部)

基于PLC的丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)控制

周 斌 郭程昕 何家輝

(中國(guó)石油蘭州石化公司電儀事業(yè)部)

根據(jù)壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)條件與地址，設(shè)計(jì)聚丙烯裝置丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)的控制程序，分析基于PLC的壓縮機(jī)控制方法。

壓縮機(jī) 丙烯 S7-400 PLC 聯(lián)鎖控制 程序設(shè)計(jì)

中國(guó)石油蘭州石化公司聚丙烯裝置丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)(PK301)采用的是往復(fù)式壓縮機(jī)，其控制系統(tǒng)采用S7-400 PLC。反應(yīng)不完全的氣相丙烯經(jīng)提純、升壓后，由丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)PK301提供動(dòng)力供聚丙烯裝置再次使用。丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)是聚丙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，直接關(guān)系到聚丙烯裝置能否連續(xù)、穩(wěn)定、高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行，所以保證丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要[1]。

1 壓縮機(jī)程序設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)備制造商提供的資料，壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)條件與地址如圖1所示。

1.1 壓縮機(jī)啟停功能塊

壓縮機(jī)的啟停功能(圖2)由SR觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)位地址M11.3為1時(shí)，S端為1，R端為0，則壓縮機(jī)啟動(dòng)；S端為0，R端為1，則壓縮機(jī)停止。通過(guò)改變位地址M11.3的狀態(tài)，也可以控制壓縮機(jī)的啟、停。壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)出30s后，若未正常啟動(dòng)則由T16判定啟動(dòng)失敗[2]。

圖2 壓縮機(jī)啟停功能塊

壓縮機(jī)啟動(dòng)分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，需判斷圖1所列出的所有條件，當(dāng)所有條件均滿足后壓縮機(jī)方可啟動(dòng)。而在手動(dòng)模式下壓縮機(jī)直接啟動(dòng)，不需要判斷圖1所列出的條件。

1.2 壓縮機(jī)跳車模塊

壓縮機(jī)停車執(zhí)行能塊如圖3所示，可以看出，導(dǎo)致地址M11.3的位被復(fù)位的原因如下：

a. 在現(xiàn)場(chǎng)控制盤按下壓縮機(jī)停止按鈕(M16.5)；

b. 按下DCS遠(yuǎn)程停止按鈕(M504.5)；

c. 地址M18.7的信號(hào)狀態(tài)為1(如圖4)；

d. 手動(dòng)和自動(dòng)模式(M10.0和M10.1)同時(shí)被選中。

圖3 壓縮機(jī)停車執(zhí)行功能塊

圖4中，只要5個(gè)并聯(lián)的比較器中的任何一個(gè)滿足條件(任何一個(gè)比較器的IN1與IN2進(jìn)行比較，當(dāng)兩者值不同時(shí)，比較器結(jié)果輸出為1)，線圈M18.7將帶電，即線圈M18.7的狀態(tài)變?yōu)?。在該程序中，MW是由兩個(gè)字節(jié)組成的16位整數(shù)。如MW110，就是由M110和M111組成的，其取值范圍為-32768～32767。

圖4 壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車功能塊

在MW110～MW118存儲(chǔ)單元中存放的都是聯(lián)鎖位號(hào)，具體類型見表1。

表1 MW110～MW118的數(shù)據(jù)類型

2 地址置位

將采集的模擬量信號(hào)與聯(lián)鎖值進(jìn)行比較，兩者的偏差信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)后方可發(fā)出執(zhí)行命令。所以每個(gè)采集的模擬量信號(hào)都需要先裝入寄存器與聯(lián)鎖值進(jìn)行比較，即需要置位。以TAHH3502為例，位地址的置位方法如圖5、6所示。

圖5 軸溫TA3502聯(lián)鎖值比較功能塊

程序中使用了CALL指令來(lái)調(diào)用FC80塊“FC_CONTROL_SETPOINTS”，“:=”前面是用符號(hào)地址表示的形參，“:=”后面是實(shí)參。ACTUAL_VALUE、SW_HIGH_LEVEL、SW_LOW_LEVEL、SW_HYST和LINE_BREAK為輸入變量；SP_HIGH、SP_LOW、SP_HIGH_F和SP_LOW_F為輸出變量。

Interface中詳細(xì)羅列了輸入變量和輸出變量。在語(yǔ)句表中，L表示裝入，即分別將臨時(shí)變量#ACTUAL_VALUE和#SW_HIGH_LEVEL的值裝入累加器1中進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果是真值，則跳轉(zhuǎn)到子程序HIGH中。在子程序HIGH中，輸出變量SP_HIGH被置位。

由于在FC20中已經(jīng)將位地址M110.0賦給了形參SP_HIGH，所以#SP_HIGH被置位，即位地址M110.0被置位。位地址M110.0的值變成了1，說(shuō)明MW110的值已不是0。因此，比較器IN1和IN2的值不同，比較結(jié)果為真值，線圈M18.7得電，聯(lián)鎖被觸動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)是聚丙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，為此，筆者基于PLC設(shè)計(jì)了壓縮機(jī)的啟?？刂瞥绦?，實(shí)現(xiàn)了對(duì)丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)的控制。自新的控制系統(tǒng)投用以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、安全，聯(lián)鎖動(dòng)作可靠，達(dá)到了控制目標(biāo)。

圖6 軸溫TA3502停車功能塊

[1] 孫慧.西門子PLC系統(tǒng)常見故障分析[J].化工自動(dòng)化及儀表,2014,41(9):1101～1102.

[2] 吉寧,曹善甫,徐瑞.西門子S7-300頻繁自動(dòng)啟動(dòng)故障分析處理[J].化工自動(dòng)化及儀表,2013,40(9):1190～1192.

LVDT, artificial neural network, cascade compensation, adaptive nonlinear compensation

TH45

B

1000-3932(2017)09-0906-03

2016-10-31，

2017-04-14)

周斌(1984-)，助理工程師，從事石化行業(yè)儀表維護(hù)工作，zhoubin@nigersoraz.com。

(Continued from Page 856)

The FLANN has advantages of low complexity and high precision. Analyzing the causes of non-linearity of the LVDT sensor and then using the neural network algorithm to implement nonlinear correction and comparing the results prove both feasibility and effectiveness of this method.