PLC在煤气柜控制当中的应用

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摘 要:煤气柜控制系统主要包扩柜体活塞位置检测、活塞倾斜度检测、柜容检测，密封稀油液位检测、以及煤气压力、温度、浓度的检测等。除此之外还包括煤气柜进出气口的阀门控制，稀油加压站油泵控制、煤气加压站设备的控制等。煤气柜控制的要求是满足节能环保生产要求，在煤气富余并且煤气质量合格时回收煤气，在煤气供应不能满足工业生产时输出煤气。节省了能源，减少了工业活动产生的废气对环境造成的破坏。

关键词:煤气柜控制系统 ；西门子plc应用

中图分类号： X928 文献标识码： A 文章编号：

煤气柜控制系统对仪表信号要求严格，首先是防暴、其次是准确。这是由它的特殊环境和安全性能要求决定的。基于PLC的煤气柜控制系统,是相对独立的一种工业自动化控制系统，需要充分考虑各设备的防爆性能。西门子防爆型S7 315-2AH PLC可以很好的满足煤气柜控制的要求。PLC强大的通讯功能可以与其他生产部门的控制系统通讯，为保障工业生产煤气供应及煤气安全回收提供了良好的个性化解决方案。

系统设计

PLC控制技术是集仪表信号采集、开关量信号采集、电气继电器设备控制信号输出、模拟信号输出、计算机通讯功能于一体的多功能一体化控制技术。以PLC为核心,集中与分散相结合，满足工艺生产集中控制和设备分散安装要求。本文依据某钢铁厂煤气柜工艺要求组织设计，其煤气柜控制系统由1个西门子S7 315-2AH的PLC做控制核心，两台上位机做操作平台。 S7 315-2AH PLC通过采集现场仪表信号以及上位机指令，通过内部程序逻辑判断当前煤气柜的工作状态，处理上位机的操作指令。煤气柜控制系统主要包括仪器仪表参数显示、现场阀位显示及阀门控制，相关电气设备控制等功能部分。利用西门子WINCC6.2组态软件，结合S7 315-AH PLC配合完成煤气柜控制系统的自动化监控任务。

为了确保煤气柜运行的安全可靠,采取PLC控制与电气控制结合的方式组成冗余控制方式。

1.1控制方式

煤气柜正常运行时单独依靠人去发现异常情况再去操作设备是不及时的，而且工作强度也比较大。因此，煤气柜控制主要以自动控制为主，人工干预为辅。由于工艺要求的严格性，在煤气柜运行期间，如果检测到煤气质量不合格或者其他比如活塞倾斜度过大、煤气柜容量达到报警值等信号时，要求快速切断煤气柜的进出口阀门，保证煤气柜的安全。

该模式对仪表及控制系统依赖度高，对设备的性能要求也高。因此，工作人员维护好现场仪表设备以及PLC控制系统，保证其正常工作是确保煤气柜安全运行的关键。

1.2 操作方式

PLC检测现场设备、仪表参数，接收上位机指令信号，通过程序逻辑判断需要执行的动作。程序对仪表参数做了大量的联锁关系判断，目的就是按照工艺的要求确保煤气柜安全高效的运行。操作员可以在上位机实时观察煤气柜的运行状态，各仪表的参数，数据历史曲线，实时数据，报警记录，根据煤气柜运行状况，结合车间生产需要，发出回收或者输出煤气的命令。

2.系统功能

本系统对煤气柜实时监控，具备手动控制、自动运行、联锁控制、仪表参数设定，警报值设定等功能。在过程控制中进行数据的采集和处理,并带有完善的历史趋势显示、报警输出打印等功能。

3.系统特点

煤气柜PLC控制系统采用PROFIBUS-DP现场总线和工业以太网络，建立本地主站和远程煤气加压站从站之间的通讯，构成一个主从分布式的控制系统,具体特点如下:

3.1PLC控制系统安全高效的性能

S7 315-2AH是西门子PLC产品中性能十分优良的一款PLC，本身具有防暴、抗干扰能力强等优点，采用PROFIBUS-DP现场控制总线后可以挂载多种模块。本项目系统包括的模块就有AI、AO、DI、DO、FM350-2高速计数模块等多种模块。通过PROFIBUS-DP现场控制总线进行多个机架及设备扩展,性能稳定，通讯速度快，能够满足用户各种类型的现场需求。即使在较差的工业环境下,依然可以正常工作。

3.2煤气柜PLC控制系统集中监视、分散控制

煤气柜控制系统设计有本地主站和远程从站的网络结构。系统主站管理煤气柜区域内系统设备,而远程从站具有自己单独的的控制能力。不全依赖主站控制现场设备，其目的是为了确保设备操作的安全性。基于对煤气管道阀门等设备操作的安全性考虑，采用就地管理的方式可以有效避免远程操作的不安全因素。但是从站与主站是有着密切联系的，这主要通过光纤通讯来实现数据的交互，保证煤气加压站与煤气柜设备协调一致的完成煤气回收等工作。这样的系统结构设计既保证了设备及人身的安全性又兼顾了煤气回收系统结构上的的统一性，是一套非常安全、有效的工业自动化控制解决方案。

3.3 煤气柜PLC控制系统的开放性

煤气柜PLC控制控系统是一个开放性的系统。由于该系统采用了工业以太网作为PLC与上位机通讯的媒介，通过工业以太网交换机可以方便的与其他生产部门进行远程通讯。组态软件还支持DDE、OPC、ODBC、SQL,以及API编程接口,可以方便地进行系统扩展或与全厂辅控网、MIS和其他子系统进行无缝连接，便于数据交互以及联网监控。

4.结束语

PLC自动化控制系统解决方案在现代工业领域已经取得了长足的发展。是一种经济、安全、高效的控制类问题的解决方案。本文以一个煤气柜的PLC控制解决方案为例探讨了这种控制模式的的具体应用方式，从而可以使我们具体的了解PLC在工业控制领域当中的应用。

随着工业生产规模不断扩大，竞争日趋激烈的市场要求必须改进生产技术，节约劳动成本。PLC控制系统的这种投资相对较低，但却能极大的提高生产效率的技术，未来必将在现代化工业控制领域占有一席之地，这也将成为未来冶金行业控制领域发展的一个方向。

参考文献

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