2.2系統配置采用的新技術和特點
2.2.1 可變周期任務運行
ABB AC800F控制器采用RISC處理器芯片,程序采用“任務運行”方式,每個任務都可設定運行周期和優先級。所以該控制器既可滿足復雜調節回路控制要求,又可滿足快速電氣開關量控制,從而一個控制器可以覆蓋工廠所有環節的控制要求且系統編程語言符合IEC61131-3標準。
2.2.2 開放的TCP/IP協議以太網技術
ABB AC800F控制器系統通信模件為標準TCP/IP協議以太網模件,使系統無須增加設備就可與工廠局域網連接;由于系統支持各種OPC數據交換標準,使系統與各種第三方數據庫或軟件的數據交換更加容易。
2.2.3 整體冗余切換技術
用2個現場總線控制器AC800F可實現控制器1:1冗余,每個AC800F上都有兩個以太網卡EI803F,提供10BaseT接口,第一個用于連接系統網絡 (DigiNetS),2個現場總線控制器AC800F的第二個網卡之間彼此互連,形成專門的冗余通訊鏈接(DigiNetR),以確保主從AC800F之間的信息同步。一旦主AC800F故障,從AC800F能迅速無擾動的接替工作,實現無擾動整體切換。
2.2.4 PROFIBUS-DP現場總線技術
PROFIBUS-DP用于現場層的高速數據傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息。總線循環時間必須要比主站(PLC)程序循環時間短。除周期性用戶數據傳輸外,PROFIBUS-DP還提供智能化現場設備所需的非周期性通信以進行組態、診斷和報警處理。
3 實現的主要控制功能和技術特色
本控制系統可實現整個空分流程中空氣壓縮、空氣預冷、空氣純化、增壓壓縮、膨脹透平、氧氮精餾、氬精餾、氮氣壓縮等子系統的自動控制,遠程手動操作及上位機管理,可完整地監控整個空分系統的生產情況。
3.1 在手動方式下,可通過計算機鍵盤和鼠標對所有受控閥門、水泵、液體產品泵進行控制,也可對分子篩凈化器進行單步操作。
3.2 在自動方式下,主DCS主要實現了下列功能:
(1)2臺分子篩凈化器吸附/再生周期的自動切換;
(2)空冷塔液位、水冷塔液位、下塔液空液位、主冷凝器液氧液位、氧氣換熱器液氧液位、粗氬塔液氬液位、粗氬塔冷凝器液空液位、純氬塔上部液氮液位、純氬塔下部液氬液位等十幾個液位控制回路的自動調節;
(3)污氮進純化系統流量、增壓機進口流量、污氮出冷箱壓力、下塔壓力、液氧泵出口壓力、產品氧氣去用戶和放空流量、產品氮氣放空流量、液氬泵出口壓力、純氬塔上部壓力等十幾個流量、壓力回路的自動控制;
(4)自潔式過濾器阻力自動控制,分子篩加熱爐溫度自動控制;
(5)空冷塔阻力和出口壓力、膨脹機和增壓機密封氣壓力報警聯鎖控制、油泵啟/停聯鎖控制等。
3.3 空氣壓縮機PLC控制
采用SIEMENS S7-400 PLC,人機界面采用eView觸摸屏。控制器與人機界面之間使用串行通訊,即CPU414-2模板所帶的MPI接口通過SIEMENS PC適配器轉換成RS232口與人機界面的RS232串口相連;通過以太網模塊與ABB AC800F DCS實現數據通訊,實現了空氣壓縮機溫度、壓力、流量、位移、振動等各種工藝參數的集中監視、記錄、歸檔并報警;壓縮機啟動和緊急停車等順序聯鎖控制以及重要的“三線聯防”防喘振控制。