1.了解LOGO!
我第一次接觸LOGO!是在2000年秋天,當時在天津河西區(qū)的一座賓館的大會議室中,西門子舉辦的專項推廣活動。第一眼見到它就喜歡上了,小巧的外形帶有液晶屏和組態(tài)按鍵,簡直就是小型繼電器回路的絕佳替代品。更主要的是西門子品牌的知名度和它低廉的價格,讓我有了進一步了解它的動力。很快在2001年3月份的一個項目中用到了它,從此LOGO! 成為我們在做小型PLC項目的首選,2004年冷凍壓縮機現場儀表盤改造更新是LOGO!應用比較復雜控制場合的一次嘗試。現在西門子LOGO! 已經更新到LOGO! 0BA7了,功能更加強大,已經不是原來那個只能代替繼電器的小東西了,LOGO! 0BA7 基本模塊集成以太網接口,輕松實現LOGO! 0BA7 基本模塊之間,LOGO! 0BA7 基本模塊與SIMATIC S7 控制器,西門子人機界面產品之間的以太網通訊。相信它的應用前景會更加廣闊。
2.選擇LOGO!
LOGO!和其他廠商的小型PLC相比,更加小巧靈活,雖然它實際是一臺智能邏輯控制器,但發(fā)展到現在具有了小型PLC的全部功能。目前市場上同類的產品雖也有很多,但在知名度和用戶的認知度方面與LOGO!都有一定差距。這與西門子公司一直對LOGO!不斷地升級和創(chuàng)新有很大關系,每一次升級帶來的新功能都讓我們驚嘆,就像一位熟悉的老朋友總讓你眼前一亮。它可靠地性能和低廉的價格是我選擇它的最終原因。
3.應用LOGO!
(1)項目簡介
天津石化公司芳烴部芳烴車間C-503壓縮機用于將來自岐化裝置激冷器已蒸發(fā)的低溫低壓(0.33MPa)冷媒變?yōu)楦邏海?span lang="EN-GB">1.48MPa)氣體送入冷凝器循環(huán)使用,對循環(huán)氫氣進行冷卻回收其中含雜的苯系物。C-503壓縮機為日立公司制造的六缸往復式壓縮機,壓縮機的自動控制系統(tǒng)集中在現場儀表盤中,內部控制邏輯采用繼電器連接實現。由于長年使用控制盤內的繼電器及底座已經嚴重老化、破損,已不能正常工作。因此2004年我們對現場儀表盤內部儀表進行了改造更新,控制方案進行了部分重新設計,自動控制系統(tǒng)改造后一次性試車成功,投用后一直運行良好。現在只要啟動條件具備,只需一按啟動按鈕,壓縮機就可自動平穩(wěn)運行,省去了一系列啟機人工強制卸荷操作。以前為了防止SOV-5625卸荷電磁閥控制的氣缸長期帶載,工藝設備人員常常需要手動將SOV-5625和SOV-5623進行切換,以便使氣缸帶載工作時間基本相同,從而延長C-503的檢修周期,但是增加了開停機的次數和儀表維護人員的工作量。卸荷循環(huán)控制設計的實施從根本上解決這一問題,不但提高自動化水平,而且降低了開停機和誤操作對設備的損壞可能性,延長壓縮機使用壽命。由于C-503 的正常運行,使循環(huán)氫氣中含有的20% 苯系物得到完全回收,大大提高了芳烴岐化裝置經濟效益。
(2) 工藝流程介紹
C-503原設計儀表控制系統(tǒng)全部由繼電器搭接回路構成,主要由四部分組成(如圖1):
圖1 工藝流程框圖
1)啟動—停止邏輯部分
啟動條件:1)FSAL -5617冷卻水流量過低。
2)啟動按鈕PB1。
停機條件:1) FSAL -5617冷卻水流量過低。
3)PSAL-5605潤滑油壓力低超過90秒(壓力開關帶延時功能)。
4) TSAH-5013潤滑油溫度超高。
5)在0% 載荷下運轉超過20分鐘。
6)停止按鈕PB2 。
7)手—自動載荷控制部分
手自動載荷切換通過COS1、COS2、COS3三個開關實現。手動控制載荷時,由COS1、COS2、COS3分別控制卸荷電磁閥SOV-5623、SOV-5624、SOV-5625動作打開,可實現壓縮機氣缸卸荷,一般在啟動壓縮機和特殊狀況下時使用。自動控制載荷時隨著壓縮機入口壓力的下降,卸荷用低壓開關PS-5609(設定值為0.33MPa)、PS-5621(設定值為0.31MPa)、PS-5622(設定值為0.29MPa)就順序動作,控制卸荷電磁閥SOV-5623、SOV-5624、SOV-5625動作打開,是壓縮機載荷由100%→66%→33%→0%→0%載荷超過20分鐘跳閘停機。
8)潤滑油溫度控制部分
潤滑油溫度低時,TSAL-5612溫度開關動作控制電加熱器對潤滑油加熱(溫度開關帶延時功能)。潤滑油溫度過高時TSAH-5013溫度開關動作,C-503聯鎖停機。
9)報警指示、復位部分
主要由燈試驗按鈕PB3,復位按鈕PB4和5個報警燈,4個載荷狀態(tài)指示燈等元件組成。另外有一路遠傳總報警信號送入中控室報警。
(3)方案確定
在硬件方面我們選用西門子公司LOGO!替代繼電器。該PLC的外部接線極其簡單,只需要連接輸入和輸出。由于內部集成8種基本功能模塊和26種特殊功能模塊,利用LOGO!本身集成了編程能力,只需使用LOGO!面板上的鍵盤與屏幕,就可編寫控制程序并可隨時修改程序以及調整參數設置。同時現場控制柜在壓縮機旁環(huán)境比較惡劣,而LOGO!所具有的抗振性,以及很強的電磁兼容性(EMC),完全符合各項工業(yè)標準,能夠應用于各種氣候條件,滿足B級噪音抑制要求,并且具備所有必需的國家級認證,這也是我們選擇西門子公司LOGO!的一個主要原因。
(4)產品硬件配置
在硬件方面我們根據系統(tǒng)I/O點數選擇了2個LOGO!12/24RC型PLC,4個LOGO!DM8 12/24R型數字擴展模塊 ,1塊LOGO!Power24V/
圖2 控制系統(tǒng)硬件單線連接圖
(5)軟件開發(fā)
軟件方面使用LOGO! Soft Comfort軟件編寫控制邏輯程序。使用LOGO!編程軟件,只需在計算機上,通過簡單的拖拽和連線功能,即可完成控制程序的編寫。
在對C-503的原控制方案反復研究,根據設備及儀表現狀與工藝人員多次研究分析后。我們再C-503原設計自動控制方案基礎上進行了重新設計,主要有以下四個方面的變更。
1)將現場壓力開關、溫度開關的延時功能改由PLC內部控制邏輯中實現,這樣以后可使用普通防爆壓力開關和溫度開關替代。其他
2)增加啟動強制卸荷控制。因為壓縮機啟動時如果在100%載荷狀態(tài),會引起電動機超負荷,所以啟動后30秒內強制C-503壓縮機在33% 載荷下運行。見(圖2)主要通過B22延時功能塊實現定時。
3)增加卸荷循環(huán)控制。由于卸荷電磁閥和氣缸是成對的,使有的氣缸在33% 至100%載荷下一直工作,而有的氣缸只在100%載荷下才工作,在設備老化的情況下,常常因為一兩個氣缸的損壞而造成停機檢修。卸荷循環(huán)控制是根據壓縮機載荷在66%和33%時,按時間、按順序把控制各卸荷電磁閥,使幾個氣缸輪流工作。如(圖2)由B01、B02、B03三個延時功能塊控制卸荷電磁閥SOV-5623、SOV-5624、SOV-5625的卸荷時間。即33%載荷時,只有一對氣缸工作,8小時切換一次。66%載荷時,兩對氣缸工作,16小時切換一次。
4)由于C-503只在夏季運行,因此在控制方案中去除了原設計潤滑油自動加熱控制。
經過重新設計的控制方案編寫成控制程序后, 使用Siemens LOGOComfort_V3軟件的離線仿真功能模擬現場控制,經反復測試沒有問題。通過專用PC電纜下裝到LOGO!中。
圖3 部分PLC內部邏輯程序圖
(6)應用體會
西門子公司LOGO!與繼電器相比有無可比擬的優(yōu)勢,我們在設計時充分發(fā)揮了LOGO!的優(yōu)勢,將以前繼電器難以實現的控制過程在PLC上輕松實現,對C-503壓縮機原控制系統(tǒng)的多項缺陷進行了完善。但一套控制系統(tǒng)的好壞,儀表設備的先進與否不一定是主要因素,在系統(tǒng)設計時充分了解工藝控制過程和操作要求,密切同工藝人員聯系了解工藝設備的實際情況,設計出完善的儀表控制方案才是最關鍵的,LOGO!的采用是這一控制方案得以完美實現。本次改造的效果超出了甲方工藝人員的預期,受到高度評價。
(7)意見與建議
希望LOGO! 的接線端子能像S7-200一樣可以拆卸,安裝就更加方便了。如果支持MODBUS通訊,可以做標準的MODBUS RTU,提供一個RS485的接口,相信以后的應用會更加廣泛。
參考文獻
[1] 《SIEMENS LOGO! 手冊》
[2] 《芳烴聯合裝置工藝操作規(guī)程》
作者簡介:
朱克堅(1973年4月),男,籍貫河北省,大專學歷,高級技師,天津津濱石化設備有限公司。