浅谈燃驱往复式压缩机控制系统组成

压缩机控制系统是机组运行的大脑, 它指挥着机组按照正常的逻辑运行, 并能够实时掌握机组运行状态。文中涉及的温度压力变送器由美国罗斯蒙特公司生产, 压力表温度计由北京布莱迪公司生产, PLC系统采用美国AB公司CPU型号为L61的控制系统, 上位机组态软件为AB公司的Factory Talk View。

1 控制系统组成

1.1 仪表系统

现场仪表系统包括压力表、温度计、压力变送器、温度变送器、振动传感器、振动开关、液位开关、无油流开关。主要参数如下:

阀门状态:正在关、正在开、关到位、开到位、故障信号。补油箱、进排气燃料气洗涤罐:液位。后空冷器:振动。压缩机参数:气缸进气、排气温度, 曲轴箱液位, 油路系统油压、油温, 工艺管线的进气与排气温度, 工艺管线的进气压力, 一级排气压力、二级排气压力, 振动。发动机参数:气缸温度, 振动, ECU (发动机控制单元) 参数, 曲轴箱液位。

1.2 AB PLC系统

1.2.1 PLC硬件组成

1.2.1. 1 CPU:

对PLC进行循环扫描, 并进行内务处理、数据输入、执行程序、数据输出、编程器服务、通信处理和诊断。

1.2.1. 2 I/O模块:

数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、扩展型主/从通讯模块 (采集ECU参数) 。

1.2.1. 3 FLEX I/O模块:

1794-IT8/A TC热电偶模块, 用于采集热电偶型号的温度信号 (发动机温度) ;1794-IT8/A RTD热电阻模块, 用于采集热电阻型号的温度信号 (压缩机温度) 。

1.2.1. 3. 1 底座:用于安装各种模块、背板通信和各模块的接线连接。

1.2.1. 3. 2 以太网模块:用于PLC与外部网络通信。

1.2.1. 3. 3 控制网模块:PLC内部控制网通信。

1.2.1. 3. 4 电源模块:为PLC各运行模块提供内部工作电源。

1.2.2 AB PLC软件组成

AB PLC常用软件包括Logix5000用于程序编写, Control Flash固件版本升级, RSNet Worx for Device Net用于PLC控制网组态。CPU内部程序包括系统程序和用户程序。

1.2.2. 1 系统程序

包括管理程序、指令译码程序、标准程序块, 集成在PLC系统中。

1.2.2. 2 用户程序

用户根据自己的控制需要在PLC内编写的应用程序, 梯形图是目前最常用的编程语言。用户编写的机组控制程序如下:

(1) 主程序:调用各个子程序, 实现机组逻辑正确有序执行。

(2) 子程序:控制系统模块状态诊断程序、压缩机组运行控制程序、现场参数采集程序、给调度中心传送数据程序、压缩机组紧急停机程序、发动机启停程序。

(3) 功能块:阀门开关控制程序、预润滑油泵启动程序、排风机启动程序、后空冷风机启停程序、转速和阀位PID调节程序。

2 上位机

上位机安装于综合值班室, 用于监控现场机组的温度、压力、转速、振动等工艺参数。上位机组态常规步骤如下:

2.1 与下位机建立通信

AB自带的组态软件与AB PLC通信简单, 通信驱动已经集成中Factory Talk View软件后中, 只需设置监控电脑的IP地址与PLC系统在同一个网段即可。

2.2 建立数据库

创建工程后, 添加RSLinx Enterprise数据服务器。使用Communication Setup编辑器来添加驱动程序, 添加设备, 设置驱动程序和设备的属性, 以及设置设备快捷方式。设置成功后上位机就可以直接从PLC系统中读取所有标签。

2.3 画面组态

2.3.1 绘制控制流程图按照现场工艺流程绘制控制画面, 实现现场流程的显示与设备状态的在线监控, 画面要简洁明了。

2.3.2 工艺参数显示将现场的工艺参数按照其物理位置显示在工艺流程图中, 或另外填页集中显示。

2.3.3 历史/实时趋势图一般组态软件都自带有历史/实时趋势图功能控件, 直接调用, 然后配置显示参数的属性。

2.3.4 报警事件功能在工程中添加事件报警标签, 做好配置。

2.4 报表打印功能设置

利用软件的VBE功能, 通过ODBC (开放数据库互连) 接口, 编写脚本在EXCEL中显示并打印历史数据。

3 网络结构

控制系统网络由现场级、站控级和调度中心级三级构成, 4台压缩机组采用环网型结构。现场级设置就地综合控制柜, 柜上设置触摸屏, 用于监控单台机组的运行情况。站控级装有一台监控电脑, 用于4台机组的综合监控。调度中心级接收站控级传送的4台机组参数, 实现调度中心远程集中监控管理。

4 结语

压缩机组控制系统内部结构较为复杂, 本文只是简单介绍了其重要的几个组成部分。一套控制系统硬件性能好坏在很大程序上能够影响系统稳定性与可靠性, 所有的设计都是建立在这个基础上。一套控制系统成功投用的难点在于程序的编写与调试, 在机组投产前, 程序往往要经过多次修改, 机组也要进行多次运行调试。此外, 上位机组态要具有较高的友好度, 即在设计画面时要能清楚地反映现场工艺流程的状态, 要具有美观性;同时提供给用户的操作界面要简单明了, 具有较强的可操作性。

摘要：本文从仪表系统、PLC系统、上位机和网络结构4个方面介绍往复式压缩机控制系统组成, 并对上位机组态步骤做了简单介绍。

关键词：往复式压缩机,仪表,PLC,组态,网络结构