基于PLC的组态软件在空分中的应用

　　一、前言

　　随着工业自动化程度的日益提高，可编程序控制器(PLC)的使用越来越普遍，PLC使用简单方便，故障率低，对现场环境要求不高，因而倍受青昧。在目前的很多自控系统中，常常选用PLC作为控制设备，用于数据采集和控制，而在系统上位机上利用组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，实现生产监控和管理等功能，KDON300/5000空气分离装置中自控系统就是采用PLC控制方式。

　　二、系统概况

　　1.工艺流程

　　KDON-300/5000型空分设备的工作原理是利用空气中各组分沸点不同，先使之液化再进行精馏，从而获得纯氧、纯氮产品。空分流程为原料空气在离心压缩机中被压缩至0.78MPa(G)，经冷气机组将空气冷却，进入HXK-15000/8.0型纯化器，去除H2O、CO2、C2H2等，净化后的空气进入分馏塔，通过主换热器及液化器与返流的低温废气、产品氮气进行热交换，然后进入精馏塔底部，经过精馏分离为产品氮气和富氧液空，塔底液空经过冷后节流进入冷凝蒸发器，在0.38MPa(G)压力下与氮气相变换热，氮气液化作为分馏塔回流液，液空蒸发为废气。废气经过冷器、液化器升温至-151℃，再经透平膨胀机，绝热膨胀至0.03MPa(G)给装置补偿冷量。产品氮气从精馏塔顶引出，经液化器、主换热器复热至常温，送至用户。

　　2.自动控制

　　自动控制系统采用美国GE-Fanuc公司的90-30 PLC控制器和VersaMax I/O模块组建成控制站，采用Cimplicity HMI人机界软件和高性能的上位机建成系统的操作站。该自动控制系统实现对空分装置的空气压缩机系统、预冷系统、分馏塔系统、透平膨胀机系统、纯化系统等工艺过程的监视和控制.

　　该自动控制系统的控制站和操作站一个以太网，支持“TCP/IP”协议。PLC控制站由两套90-30 PLC控制器和三个VersaMax I/O模块组及两个操作站组成。控制站的90—30系统采用机架式结构，I/O模块组采用具有紧凑和开放式结构的VersaMax I/O系统。控制站通过GBC模块与I/O模块组的Genius接口模块以Genius总线方式连接，从而实现对I/O模块点的采集和控制。系统的所有控制站、操作站将通过以太网连接，控制站中配置具有10Mbit/s双绞线以太网接口的主处理器IC693CPU364模块，操作站上位机配置10/100Mbit/s自适应以太网卡，来共同实现局域网连接。

　　三、网络结构

　　整个控制系统分为两层网络

　　(1)最底层使用CE的Genius总线，实现90—30PLC控制器对I/O模块组控制。

　　(2)上层90—30 PLC控制器通过10Mbit/s以太网与上位机联接，操作站的通过以太网卡与相应的PLC通讯，实现对空分系统的实时监控。