上海西門子SMART200模塊代理商

SIEMENS潯之漫智控技術（上海）有限公司

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西門子PLC模塊一級代理商

　　為您介紹一種新的蒸發(fā)工段DCS控制方法，采用S7PLC CPU 414-2DP，連接ET200系列的分布式I/O系統(tǒng)及標準伺服系統(tǒng)所組成的DP控制網絡，對堿回收蒸發(fā)工段實施集散控制的優(yōu)化控制方案。

　　黑液蒸發(fā)把洗選工段產生的副產品------稀黑液高度濃縮后送燃燒工段處理，堿回收設備的工況十分惡劣，尤其是腐蝕性和黑液結垢問題很為棘手，平穩(wěn)整個工藝過程的運行，使設備工作在合理，優(yōu)的工藝參數范圍內是減慢結垢速度、延長設備使用壽命的有效方法。

　　黑液蒸發(fā)的主要設備是蒸發(fā)器。蒸發(fā)器串聯(lián)組成蒸發(fā)站。本設計中所控制的蒸發(fā)站是由五臺板式降膜蒸發(fā)器串聯(lián)組成。除此之外，還有一些的蒸發(fā)設備，如降膜板式冷凝器，溫水槽，稀黑液槽, 閃蒸罐，液位罐等。在黑液蒸發(fā)過程中包含以下三個基本的工藝流程，即蒸汽流程，黑液流程，冷凝水流程。本蒸發(fā)站中，外網來低壓蒸汽(0.4Mpa 151℃)，首入I效蒸發(fā)器，I效蒸發(fā)器產生的二次蒸汽經閃蒸罐閃急蒸發(fā)后，再引入II效，為II效蒸發(fā)器提供熱源，以此類推直至末效。末效二次蒸汽經冷凝后成冷凝水排出，不凝氣體則由真空泵排空。而黑液則采用逆流供液方式，即制漿車間來稀黑液，首入稀黑液槽,經稀黑液泵進入末效蒸發(fā)器，然后再到IV效，III效，以此類推，直至I效。與蒸發(fā)流程反向而行。這樣隨著黑液濃度的提高，蒸發(fā)溫度也提高，而黑液粘度增加緩慢。蒸汽流與黑液流反向而行的供液方式，不僅可節(jié)省蒸汽消耗，部分程度上也可緩解黑液結垢問題。

　　在本蒸發(fā)工段的主要控制目標是穩(wěn)定濃黑液的深度和降低蒸汽消耗，影響濃黑液波美度的因素主要是進效稀黑液的濃度和流量及蒸發(fā)設備各效的總有效差壓。穩(wěn)定有效差壓首先要穩(wěn)定進I效的新鮮蒸汽的壓力和末效二次蒸汽的真空度，即穩(wěn)定總壓差。然后盡量減少和穩(wěn)定蒸發(fā)過程中的壓差損失，因此，必須要控制下列參數：

　　所以，我們選取壓力、流量、溫度、液位為主要的控制對象，共設置了8路壓力、6路流量、21路溫度、16路液位總計51個測控點。為防止流送過程中，因電機啟停不當而造成的不良后果，我們又對所使用的22臺電機實行連鎖控制。

　　1.1系統(tǒng)硬件設計

　　1.1.1本自動控制系統(tǒng)采用西門子的S7-400可編程控制器。它是西門子公司開發(fā)的適合當代計算機技術發(fā)展的新一代可編程控制系統(tǒng)。它具有更高的控制能力、運算速度、網絡功能和更優(yōu)的性能價格比。通過PROFIBUS-DP現場總線可與ET200M I/0站相連。ET200M 可置于MCC低壓柜旁邊，從而可方便將電機和泵類的控制納入DCS中去。

　　DI模板主要用于顯示電機啟停和過載指示；DO模板用于控制電機啟停；AI模板主要用于對電動機電流、功率以及各測控點如溫度、壓力、流量、液位進行采樣顯示。DO模板在實際應用中為提高抗干擾能力和控制容量要通過中間繼電器隔離，由中間繼電器觸點去控制電氣設備（如接觸器etc）。模擬量輸入模板在使用前要通過跳線組態(tài)成本方案所需要的輸入方式。

　　各模板的型號、數量確定后，再選擇放置模板的框架的型號和數量以及電源的型號和數量。終選用長為530mm的導軌。據模板的數量選取擇4個機架，考慮到成本問題而選取用了3個S7-300機架，1個S7-400機架，一個為主框架（含3個機架、一個S7-400機架、2個S7-300機架）放在蒸發(fā)主控制拒中，另一個遠程控制I/O框架(含一個S7-300機架)放在ET200蒸發(fā)控制柜中。

　　2控制措施

　　本系統(tǒng)采用西門子公司的S7-300系列產品。在設計當中，根據設備測控點的情況和廠方用戶的要求，系統(tǒng)以S7314-2DP控制器為核心，通過PROFIBUS-DP總線與2個ET200M遠程站相連（如圖2 所示），用于采集現場儀表數據信息和控制算法的實現。在現場實際應用中，數字量輸入輸出，、模擬量輸入輸出都留有部分備用，已備系統(tǒng)將來擴充的需要。西門子公司的ET200系列是采用PROFIBUS-DP協(xié)議的分布式I/O，應用時，S7PLC作為DP主站，通過帶有集成DP接口的CPU315-2DP接到PROFIBUS總線，而ET200作為DP從站接到PROFIBUS。整個控制系統(tǒng)采用兩個控制柜（主柜和副柜）。S7主站、#1 ET200M從站放在主柜，采集系統(tǒng)的模擬信號；#2 ET200M從站放在副柜，用來采集工段的電動機執(zhí)行機構閥位反饋信號及輸出執(zhí)行機構的驅動信號。系統(tǒng)采用主站加從站的結構，可使系統(tǒng)造價降低，并且擴展靈活。

CPU設計

　　有3種手動選擇模式：STOP——停機模式，不執(zhí)行程序；TERM——運行程序，可以通過編程器進行讀/寫訪問；RUN——運行程序，通過編程器僅能進行讀操作。

　　狀態(tài)指示燈（LED）：SF——系統(tǒng)錯誤（和）CPU內部錯誤；RUN——運行模式，綠燈;STOP——停機模式，黃燈；DP——分布式I/O（僅對CPU-215）。

　　存儲器卡——用來在沒電的情況下不需要電池就可以保存用戶程序。

　　PPI口用來連接變成設備、文本顯示器或其他CPU。

　　西門子PLC S7-300

　　相比較西門子PLC S7-200，西門子PLC S7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內集成，他的網絡連接已比較成熟和流行，有MPI（多點接口）、PROFIBUS和工業(yè)以太網，使通訊和編程變的簡單和多選性，并可以借助于HWConfig工具可以進行組態(tài)和設置參數。

　　S7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊（SM）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）——為沒有設置參數的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的模塊接口保留一個插槽；功能模塊（FM）——執(zhí)行功能，如計數、定位、閉環(huán)控制相當對CPU功能的一個擴展或補充；通信處理器（CP）——提供點對點連接、PROFIBUS和工業(yè)以太網。

　　CPU設計

　　模式選擇器有：MRES=模塊復位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=程序執(zhí)行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執(zhí)行，編程器可讀可寫操作。

　　狀態(tài)指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內部5V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個輸入或輸出比強制；RUN=當CPU啟動時閃爍，在運行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。

　　MPI接口用來連接到編程設備或其他設備，DP接口用來直接連接到分布式I/O。

　　西門子PLC S7-400

　　同西門子PLC S7-300的區(qū)別主要是規(guī)模和性能上更*，啟動類型有冷啟動（CRST）和熱啟動（WRST）之分，其他基本一樣。他還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池是可以向RAM提供后備電源。

　　變成設備

　　變成設備主要有PG720 PG740 PG760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦；也可以用直接安裝有STEP7(SIEMENS的編程軟件)的PC來完成。而實現通訊（要編程首先要和PLC的CPU通訊上）的要求主要在于接口：1、可以在PC上裝CP5611卡——上面有MPI口，可以用電纜直接連接。2、加個PC適配器，把MPI口轉換成RS-232口后接到PC上。3、PLC加CP343卡，使它具有以太網口。