PLC系统在冷冻机控制系统改造中的应用董庆龙（大庆石化公司信息.docVIP

PLC系统在冷冻机控制系统改造中的应用 董 庆 龙 （大庆石化公司信息技术中心，黑龙江 大庆 163714） 摘要：结合某橡胶装置冷冻机控制系统的PLC改造，阐述了冷冻机控制系统存在的问题， 并提出了改进的措施；介绍了罗克韦尔PLC系统的构成及控制逻辑的分析。 关键词：冷冻机； 可编程序控制器； 单板机； PLC系统 某橡胶装置的冷冻机组由3台冷冻机构成，采用的是大连冷冻机股份有限公司（简称大冷）制造生产的氨螺杆压缩机。该冷冻机的控制系统使用大冷专有的单板机控制器，配以I/O数据采集模板、步骤状态指示灯。在使用初期，系统以其成本低廉、操作简单等优势，给企业带来了可观的经济效益。但是随着计算机及通信技术的飞速发展，新型通用的PLC（可编程控制器）[1]技术不断应用到各个行业中，性价比突出，可维护性好的特点，凸显出大冷专有控制器的技术落伍。 首先，人机交互界面不友好。操作人员只能通过一块单屏LCD并操作功能按键，来了解机组运行状况、简单的报警信息；没有历史趋势记录、报警事件记录、首发报警等功能，不便于操作人员及时掌握机组运行状态，不便于操作。其次，冷冻机组的控制逻辑固化在专有单板机控制器内，仪表维护人员无法查看其动作过程，当遇到生产问题时，无法分析判断故障原因，不利于装置的长周期平稳生产。第三，随着机组使用时间的加长，控制系统的备品备件成本逐年显著增加，并且厂家也逐渐停止了备件的生产，带来的采购问题无法解决。基于以上原因的考虑，使用通用的PLC系统对原有单板机进行更新替换，就显得更加紧迫。 1 控制系统的结构 1.1 PLC系统的构成 该橡胶装置的3台冷冻机控制系统改造，采用罗克韦尔公司的AB Controllogix平台的LOGIX5000系列PLC，搭配1756系列I/O卡件，组成新的控制系统，替换原有单板机控制器。LOGIX5561处理器是32位处理器，典型程序扫描时间为0.08 ms,内存容量为512 K，内存扩展可达8 M，最大I/O点数为128 000点，数组内置RS-232串口，通过背板与EtherNetControlNet、DeviceNet、DH等网络的通信接口模块 LOGIX5561 处理器 2 MB内存 1756-L61 110-240VAC,5V@10A.CLX冗余电源单元　 1756-PA75 ControlLogix I/O背板框架,10槽位　 1756-A10 以太网通讯接口模块 1756-ENBT 10-30VDC，16路单独隔离数字输入模块　 1756-IB16I 16点单独隔离数字输出模块　 1756-OB16I 6路隔离模拟量输入模块　 1756-IF6I 6路隔离热电阻输入模块　 1756-IR6I 1.2 现场仪表 每套冷冻机控制系统，包含3个压力信号，3个温度信号，1个滑动变阻器（作为能级信号），另外还包括12个开关量输入信号，11个开关量输出信号，7个模拟量传感器。 1.3 系统软件平台 罗克韦尔公司提供从工业底层到顶层的完整的软件体系，并包括功能强大的监控软件、编程软件、通讯软件、驱动软件、数据库接口软件Dell Precision 390工作站，配液晶显示器。PLC编程软件使用的是RSLogix5000中文版，OPC通讯软件使用的是RSLinx专业版，上位组态监控软件使用的是RSView32（1500点）。RSView32是一种易用的、可集成的、基于组件的人机界面系统。它基于Microsoft Windows平台设计，为监视和运行控制系统提供了极大的灵活性[3]。 3台冷冻机的PLC控制器通过以太网交换机，接入2台操作站，2台操作站画面相同，可以实现冗余互相备用。 2 控制逻辑 冷冻机的控制程序包含3个部分。 2.1 冷冻机的启动逻辑 冷冻机启动前，先启动油泵，为机组提供润滑。油泵的启动条件有：乙二醇出水温度-15 ℃，油泵无故障，现场按“油泵启动按钮”，“开油泵”继电器带电，油泵启动。 油泵启动运行60 s后，在其他各项参数满足的前提下，才允许启动冷冻机，启动条件见表2。 表2 冷冻机允许启动条件列表 位 号 描 述 数 值 K6 开油泵 1 KM 油泵运行反馈正常 1 TIMER_OilPumpRunning.DN 油泵运行时间 ＞ ZJ 电气高压电路正常 1 MOTOR_FAILURE 电机无故障 1 S2 停冷冻机按钮 1 TIMER_Interval.DN 距离上次停车时间 ＞ ZT-750 能级信号 12% PI-751 排气压力 ＜ TI-752 乙二醇出水温度 ＞ PDI-754 油压差（喷油压力-排气压力） ＞ 在表2条件都满足的条件下，保持5 s，冷冻机允许启动灯（K12）点亮，此时按“启动冷冻机按钮”，“开