引言

　　循環(huán)除鹽水電控系統(tǒng)是根據(jù)聚合物切粒對(duì)除鹽水的工藝要求邻储，通過對(duì)國內(nèi)外各種小型plc的對(duì)比、分析碘淘，采用了以西門子s7-200 plc為控制核心票援，用pid控制器惰渐、調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)恒溫恒壓控制，整個(gè)系統(tǒng)組成簡單膊争，程序編制容易校社，控制功能完善，具有聯(lián)控渣碌、聯(lián)鎖保護(hù)欠怕、通訊等功能，適應(yīng)性很大饰样，并且采用人機(jī)界面操作和顯示潘所，操作簡單方便，具有故障自診斷功能，維修排故直觀快捷怠褐。

1 簡介

       近年來畏梆，隨著我國化纖工業(yè)的飛速發(fā)展與進(jìn)步，連續(xù)線聚酯生產(chǎn)也步入了一個(gè)全新的階段奈懒。這就要求聚酯生產(chǎn)的工藝方法不斷的完善及設(shè)備運(yùn)行的可靠性不斷提高具温。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在整個(gè)聚酯切粒的生產(chǎn)過程中必不可少的系統(tǒng)設(shè)備，它們對(duì)切粒生產(chǎn)過程中的冷卻水的溫度筐赔、壓力按工藝所規(guī)定的要求進(jìn)行恒定并可調(diào)節(jié)；使切處于最佳狀態(tài)下運(yùn)行揖铜，并要求給中控室dcs系統(tǒng)進(jìn)行通訊茴丰。
               
        以前傳統(tǒng)的循環(huán)除鹽水控制系統(tǒng)是采用繼電器控制電路，并利用pid調(diào)節(jié)儀表來控制壓力及水溫天吓，隨著工藝要求的不斷提高傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足贿肩。根據(jù)新的工藝要求，我們充分利用可編程控制器（plc）的邏輯控制性龄寞、簡便性和可靠性汰规，將其作為主要的控制元件，設(shè)計(jì)制造出一套使用pid控制器物邑，可控制冷卻水的溫度及壓力鲁其，并與中控室進(jìn)行profribus-dp通訊。
           
2  循環(huán)除鹽水系統(tǒng)簡介
                
        循環(huán)除鹽水電控系統(tǒng)對(duì)聚合造粒所需冷卻水溫度耻覆、壓力耐浙、液位、過濾器報(bào)警信號(hào)等進(jìn)行采集营慷，由可編程控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理運(yùn)算后慢荧，運(yùn)用pid控制器，再控制調(diào)節(jié)閥朽慕、電磁閥松奖、水泵、帶式過濾器等器件來實(shí)現(xiàn)冷卻恒溫等控制功能盹挑；循環(huán)除鹽水電控系統(tǒng)可與中控室dcs系統(tǒng)由profribus協(xié)議通訊赃慰。圖1是循環(huán)除鹽水系統(tǒng)原理圖。水箱中除鹽水由浮球閥根據(jù)液位進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)液假刘。由溫度度傳感器t檢測(cè)管道中水溫假仙，運(yùn)用pid控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥v4調(diào)節(jié)冷凍水的流量使除鹽水溫度始終保持在設(shè)定溫度。帶式過濾器上有液位傳感器h1簿煌，用來判斷過濾器是否被堵氮唯，當(dāng)過濾器被堵后，要啟動(dòng)過濾器電機(jī)拖動(dòng)濾布走動(dòng)，到設(shè)定的時(shí)間后停止惩琉。水箱里有低液位傳感器豆励，用于與水泵聯(lián)鎖。為了使除鹽水到達(dá)切粒系統(tǒng)水壓在設(shè)定值瞒渠，由壓力傳感器p2檢測(cè)管道水壓良蒸，運(yùn)用pid控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥v3。由于板式換熱器容易被堵伍玖，要經(jīng)常清理嫩痰，系統(tǒng)要求對(duì)板式換熱器進(jìn)行在線切換，當(dāng)板式換熱器1工作時(shí)窍箍，電磁閥v1工作串纺，電磁閥v2關(guān)閉，當(dāng)壓力傳感器p1值大于p2值在某設(shè)定值后椰棘，表明板書式換熱器1已被堵纺棺，這時(shí)電磁閥v2工作，v1關(guān)閉丰倾，切換到板式換熱器2工作助苫。整個(gè)項(xiàng)目對(duì)除鹽水循環(huán)系統(tǒng)可靠性的要求非常高,要求系統(tǒng)每年連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不低于8000小時(shí)，而且由于整個(gè)系統(tǒng)工藝對(duì)水溫的高低也有嚴(yán)格的要求齿雕，所以也要求水溫的調(diào)節(jié)精度比較高条馍，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度也比較高，現(xiàn)場(chǎng)無人維護(hù)赂相，所有數(shù)據(jù)與此中控室進(jìn)行交換请癣，使得中控室（dcs）能對(duì)設(shè)備做到全程監(jiān)控。
           
3  控制系統(tǒng)硬件組成
                
        根據(jù)整個(gè)工藝條件要求母边，在充分比較國內(nèi)外各品牌小型plc的各種功能參數(shù)及性價(jià)比的基礎(chǔ)上砍倾，我們控制系統(tǒng)選用西門子的s7-200系列可編程控制器（plc）為主要控制元件。裝置采用cpu226（ac/dc/繼電器）蒲姥，其輸出可分組直接接ac220v的電磁閥乎叫、dc24v氣動(dòng)閥及三相固體繼電器控制泵電機(jī)。由于需要采集溫度壓力和控制調(diào)節(jié)閥六泞，選用了em231和em232模擬量模塊语但，和dcs通訊采用em277 profibus-dp 模塊。cpu226具有極高的可靠性急黎，操作便捷扎狱，并且運(yùn)行速度快，擁有很強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能勃教；具有pid控制器淤击，在程序中最多可用8條pid指令匠抗，這些指令只要不用相同回路號(hào)，各pid運(yùn)算之間就不會(huì)互相干涉污抬，這有利于同時(shí)控制多個(gè)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行多點(diǎn)溫度控制汞贸。而cpu226有2個(gè)rs485通訊/編程口，其具有ppi通訊協(xié)議印机、mpi通訊協(xié)議和自由方式通訊能力矢腻；這兩個(gè)通訊口一個(gè)用于與顯示器通訊，另一個(gè)用于電腦進(jìn)行調(diào)試射赛。em277 profibus-dp 模塊用于接收來自dcs指令及溫度設(shè)定多柑，并上傳報(bào)警信號(hào)。運(yùn)用step7-micro/win v4.0（sp6）軟件楣责，可以在windows系列的操作系統(tǒng)下進(jìn)行編寫plc控制程序平俘，而且step7-micro/win v4.0（sp6）還可在線調(diào)試并監(jiān)視用戶程序。

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                                                            圖1  循環(huán)除鹽水系統(tǒng)原理圖

            圖2  系統(tǒng)硬件配配制圖
           
 

4  plc軟件設(shè)計(jì)
                
        由于系統(tǒng)需做大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，因此編程過程中只運(yùn)用stl語句表進(jìn)行編程裕甸，程序在編程中采用模塊化結(jié)構(gòu)云卤，使各路pid互不干擾，亦便于修改和擴(kuò)充碳扯。
           
　　4.1 plc的i/o口分配
               
　　循環(huán)除鹽水電控系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)及i/o口分配如附表所示城也。

           
　　附表  plc輸入、輸出接口圖表

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         4.2 程序功能
               
　　控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)為：

                main  主程序
                sbr0  模擬量數(shù)據(jù)初始化子程序
                sbr1  除鹽水溫控pid1初始化子程序
                sbr2  除鹽水壓力pid2初始化子程序
                sbr3  td400c 子程序1（報(bào)警信息）
                sbr4  td400c 子程序2（參數(shù)設(shè)定）
                sbr5  水泵控制子程序
                sbr6    帶式過濾器控制子程序
                sbr7  板換切換子程序
                int0  pid1中斷處理程序
                int1  pid2中斷處理程序
               
   　 在主程序中窃躲，首次掃描調(diào)用各pid初始化子程序计贰，并進(jìn)行通訊、顯示使能初始化蒂窒，由td400c的組態(tài)處理嵌入在消息中的溫度設(shè)定值躁倒、壓力設(shè)定值、pid參數(shù)值等變量并送其到既定的寄存器中洒琢；對(duì)溫度進(jìn)行采集秧秉、處理褐桌，報(bào)警處理；主程序后面部分根據(jù)對(duì)液位福贞、壓力值的判斷調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理子程序撩嚼。
               
    　程序中采用了plc內(nèi)嵌的pid控制器，之前對(duì)溫度和壓力采集值和設(shè)定值進(jìn)行轉(zhuǎn)換挖帘、標(biāo)準(zhǔn)化完丽。經(jīng)轉(zhuǎn)換的pid輸出再控制調(diào)節(jié)閥，保證溫度和壓力偏差（e）即給定值和過程變量的差為零拇舀，使溫度和壓力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)漱屁。
               
　　文本顯示器td400c的自定義和配置也在step7-micro/win v4.0（sp6）編程軟件中進(jìn)行，無需其他的參數(shù)賦值軟件株矩。根據(jù)軟件的向?qū)渲猛瓿珊笤诔绦蛑猩呻[藏子程序茧津、符號(hào)表和數(shù)據(jù)塊，然后在子程序中根據(jù)配置生成的符號(hào)表進(jìn)行功能分配和參數(shù)設(shè)置碱跃。
           
　　4.3 與dcs系統(tǒng)采用profibus-dp通訊
               
　　在dcs系統(tǒng)上位機(jī)中安裝好em277模塊的gsd文件,組態(tài)好主站的通訊地址及通訊接口數(shù)據(jù)區(qū).軟件組態(tài)的em277 profibus站地址要與實(shí)際em277上的撥碼開關(guān)設(shè)定的地址相一致,通訊接口區(qū)大小為32字節(jié)輸入和32字節(jié)輸出营鸽，在主站設(shè)定v區(qū)的偏移值為2000。設(shè)置完成后通訊接口的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3园湘。

            　　　　　　　　　　　圖3  profibus-dp通訊數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系
               
　　在從站s7-200側(cè)不用編寫任何通訊程序奴万，只需提供通訊數(shù)據(jù)內(nèi)容的定義。
           
5  結(jié)束語
               
　　循環(huán)除鹽水電控系統(tǒng)是根據(jù)聚合物切粒對(duì)除鹽水的工藝要求单墓，通過對(duì)國內(nèi)外各種小型plc的對(duì)比个荔、分析，采用了以西門子s7-200 plc為控制核心返工，用pid控制器易贿、調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)恒溫恒壓控制，整個(gè)系統(tǒng)組成簡單嫡纠，程序編制容易烦租，控制功能完善，具有聯(lián)控除盏、聯(lián)鎖保護(hù)左权、通訊等功能，適應(yīng)性很大痴颊，并且采用人機(jī)界面操作和顯示赏迟，操作簡單方便，具有故障自診斷功能蠢棱，維修排故直觀快捷锌杀。
               
　　采用可編程控制器對(duì)循環(huán)除鹽水系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證了循環(huán)除鹽水系統(tǒng)的可靠泻仙、安全糕再、穩(wěn)定的運(yùn)行量没，對(duì)于聚酯化纖的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)起著重大作用，故值得推廣突想。

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