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SIMATIC PCS7冶金行业应用三

信息来源:      发布时间:2011-12-19 09:41:39      点击次数:0

西门子公司新推出的过程控制系统SIMATIC PCS7在组态/编程软件的应用。SIMATIC PCS7为仪表和控制(I&C)装置提供全集成的工程系统,并支持系统范围和工厂范围的项目处理。该工程系统可用于从少量信号到大量信号的所有工厂区域。在工厂的每个工程阶段,从初始配置到运行支持,在项目数据库上的所有工作都利用相同的工具。而对于I&C的组态并不是孤立的。开放式输入和输出功能允许工程系统集成在整个工厂的现有基础结构中。SIMATIC PCS7的各种部件是彼此协调的。STEP7时基础部件。SIMATIC PCS7用的工程师工具组是建立在这种基础上,部件的无错误相互作用是通过SIEMENS系统一致性测试来保证的。我们结合PCS7软件特性,分三个层级来处理(Plant View,Component View,Process Object View),这样使得具体的组态过程直接面向工艺过程。具体设计如下:
1、当工程项目在创建时,系统自动在BLOCKS中加入系统组织块(OB1/OB32/IB35/OB70/OB72/OB80/OB81/OB82/OB83/OB85/OB86/OB88/OB100/OB121/OB122),使得系统在出现冗余错误或其它错误时能及时调用系统中断,而不会导致CPU停机。
在Plant View中按照工艺分层对其中各设备分别作组态

2、仪表数据采集及处理
仪表数据根据其类型分别采用系统功能块FC106/FC105及自定义FC块作处理,并根据数据的响应时间分别放置于相应的OB块中。并在软件设计时,将仪表量程及上下限报警值设计在上位监控系统中,可以给用户后期维护提供方便。
3、通讯处理因项目的通讯量较大,部分站的通讯距离较远,为防止远程站出问题而导致整个通讯网络瘫痪,所以加入RS485中继器进行隔离。并在设置通讯速率时考虑距离较远均设置为500kbps。将通讯放置在OB32块中,可以防止因通讯数据量大而导致网络堵塞。其中对于变频器的许多控制要通过通讯来实现,在变频器中加入支持Profibus协议的通讯卡,完全可以实现变频器的启停控制及各种运行参数的采集。
4、 连续功能图(CFC)
CFC是SIMATIC PCS7用的面向过程的图形组态工具。利用CFC可将自动化解决方案直接转换成可执行的程序。为此,现成的功能块可置于CFC图形上,参数化和功能强大的自动路由选择相连接,集成报警配置和符合IEC1131-3的全面测试和起动功能。
5、 顺序控制SFC及PID控制
在冶金行业,大部分的工艺过程都是非连续操作的控制过程,也就是在连续控制的工厂中,只有部分任务经常由顺序控制系统控制。对于部分的顺序控制,我们直接调用PCS7中的SFC(顺序功能图)块来完成。SFC是用于顺序控制的生产过程包括生产顺序控制的简单图形。即我们根据工艺控制要求,在SFC块中只需要输入相应的逻辑条件,就可以完成其顺序控制过程,而不需要我们编写复杂的控制程序。在硫酸镍的生产过程中,结晶机降温曲线的控制要求特别严格,工艺要求:降温时分快速降温和慢速降温,并要在规定时间内降到工艺要求温度。降温途径是通过调节阀进冷却循环水来完成。我们可以将SFC和CFC(连续功能图)结合起来,是工厂配置一种理想组合,SFC和Wincc一起,为顺序控制的操作员控制和可视化提供了集成的解决方案。
PID控制,在冶金/化工行业都是很重要的控制过程。而PID程序的编制及上位系统的设计都是很麻烦的过程。对此,我们直接调用PCS7 Library中的标准块来完成,经过编译后可直接在上位系统中生成PID标准控制界面。结晶工序中调节阀的开度、皂化、萃取工序中的流量、频率控制都使用了PID控制进行调节(如图4)。
选用SIMATIC PCS7实现硫酸镍生常过程控制完全达到设计要求,SIMATIC PCS7的采用使得精制硫酸镍的生产控制过程安全可靠,具有良好的可操作性。良好的控制性能使各工序工艺(萃取、结晶)指标显著提高,明显的提高了产品的质量。强大的通讯功能使各独立的生产单元设备(离心、除油、包装、水处理、过滤机)协调统一,集中监测,达到了硫酸镍生产过程集中监测的目的。先进的控制理念使庞大的生产工艺控制过程简单、维护简单。