基于PLC空压透平机控制系统解决方案

在空分生产装置中，空压透平机是重要的单体设备，是空分生产的龙头，设备性能和过程控制的好坏，将直接影响生产的顺行。基于PLC的控制系统，具有模块化、无排风扇结构和易于实现分布等特点，很好满足了其控制的要求。
  
1. 工艺概述
  
     空压透平机为离心式三级压缩机，传动装置为高压无刷同步电机。空气经过吸气塔消音除尘处理后，进入一级压缩机，经过压缩后，气体经过水冷却进入二级压缩机，再经水冷却和三级压缩后排出。
  
2. 系统配置及功能特点
  
2.1 硬件系统
  
     （1）中央处理单元选用1块CPU模块，它具有大型的程序存储容量，并有多种总线接口接口，可以配制成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常，并记录错误和特殊系统事件。
  
     （2）接口模块共2块，用于多机架配置中主机架和扩展机架之间的连接，可扩展3个机架，各机架之间的最大距离为10米。
  
     （3）信号模块包括数字量输入模块7块、输出模块3块，模拟量输入模块2块、出模块2块。数字量输入/输出模块能自动诊断无编码器电源、无内外部辅助电压、模块参数错误、看门狗错误、EPROM故障、过程报警信息丢失等；模拟量输入模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、共模故障、短线、测量范围溢出等故障；模拟量输出模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、对地短路等故障。
  
     （4）人机界面选用中文触摸屏, 用于实现用户对生产过程的监控和操作，界面十分友好。
  
     贝加莱公司提供了丰富的I/O模块，以及带有众多并行接口并拥有可靠性能的CPU系列，较高的绝缘等级（防爆，防静电），以及优异的性价比。集成的系统解决方案降低了标记模块输入输出时所带来的潜在错误。只要任何一处发生变化，立即会在项目的个个层次反映出来，这样就能节省更多的时间投入到其他更重要的任务中，并且避免了控制系统开发阶段中会出现的差错，不仅提高项目开发的质量而且增强了客户的竞争力
  
2.2 软件系统
  
     （1）贝加莱集成一体的自动化编程调试工具Automation Studio允许用户使用IEC标准语言或者ANSI C编写多任务控制程序，支持统一字符编码，多层视图以及分布式网络，现场总线和串口通信。
  
     （2）口令保护，多机口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术秘密，防止未经允许的复制和修改。
  
3．系统通讯
  
     系统的拓扑结构采用星形结构，在操作层使用高速以太网，而在低层采用CAN总线，RS422以及RS485进行通信。对于不同的控制对象，所有的控制器都具有智能，并且能单独的执行各自的任务。这就使得控制对象在交换信息时拥有故障保护功能。如果与高层通讯中断，那么这些对象就会根据控制器指派的算法进行操作，而这些算法是根据相应的安全措施进行设计的，这样一来就不需要让设备急停。这种结构能够使其中一个单元出现故障时仍能正常工作。
  
     该套控制系统有如下特点：
  
     － 随着精度的增加可以进行动态调节
     － 在启动燃气透平时加强了可靠性
     － 详尽的诊断和错误分析－并行“孤岛模式”的操作。由于操作人员的快速干涉使机器的正常运行时间有了明显提高。
     － 运用贝加莱公司的PLC和DCS技术能够灵活的实现在先修改和扩展功能。
     － 诸如性能指标，燃料消耗，电能以及热能产值这些自动计算。对执行效率的实时评估使得主原料的品质能够及时调整，从而保证系统性能。
     － 用户能够随时干预，独立的调节各项参数。
     － 通过增加安全功能以及减少外部设备使得维护方式变得简便，维护周期变得更长。
     － 附加的操作，服务以及维护信息，使得用户能够在“指导模式”下对整个技术环境有一个总览，这样就能在紧急情况下明显减少决断次数。