PCS7在聚丙烯挤压造粒机控制系统上的应用.doc

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1、PCS7在聚丙烯挤压造粒机控制系统中的应用摘要：在介绍上海石化聚丙烯挤压机工艺特点和原控制方案的基础上,详细介绍了将控制系统升级到PCS7的实施方案,并通过2个关键回路的组态和分析,总结了在PCS7软件组态方面的经验和特点。关键词：挤压机；PCS7；控制系统；联锁1引言上海石化聚丙烯装置是二套年产量10万吨的聚丙烯生产装置，各有一套挤压造粒系统，原控制系统采用西门子S5-135UPLC加模拟盘二次表的混合控制模式,运行到现在已经20年，设备老化严重，S5早已停止生产，备件采购成本高，供应无法保证，影响装置安稳运行；近年来故障频繁，由于当时技术水平的限制，系统没有SOE（

2、报警事件记录）功能，也没有配置操作员站和工程师站，给故障原因分析和日常操作、维护带来很大的困难和不便。为此，于2009年10月份利用西门子PCS7对原系统进行更新改造。此次改造使用西门子以S7系列PLC为硬件基础的PCS7替换原有S5系统，PCS7分布式控制系统具备强大的组态工具，成熟的Profibus系统总线技术，专业应用于过程控制领域的编程方式，详细的上位机显示画面以及完备的报警、趋势管理系统，能够充分满足改造的要求。2工艺概述挤压造粒机将聚丙烯粉末和添加剂以一定的配比进行掺混后进入筒体，经高温熔融后，在主电机的驱动下，筒体中的旋转螺杆搅动并将熔体送至模板，高速旋转

3、的切粒刀将熔体切成小颗粒，经切粒水带到干燥部分，经干燥后，进入振动筛筛选，最后将合格的颗粒送入料仓等待包装。3原系统结构简介原控制系统采用现场盘、S5PLC加模拟盘的混合控制方式，现场盘主要是各种操作按钮、指示灯以及部分盘装显示仪表，用于操作员的现场操作控制；S5PLC是原系统的核心，所有的控制逻辑全部在此实现，系统中全是数字量点；模拟量通过盘装二次表来集中显示和控制，包括温度、压力、流量、转矩、电流等信号的控制和显示，联锁阀值的设定，筒体温度的加热和冷却控制，趋势记录等。4PCS7系统的硬件配置和系统构成4.1PCS7系统概述SIMATICPCS7是西门子公司结合最先

4、进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5/S7系列可编程控制器及TELEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统[1]。系统硬件采用西门子S7-417H加ET200M分布式I/O的结构模式，输入输出模块为S7-300模块，通讯系统采用的是工业以太网和Profibus现场总线,系统内嵌WinCC用于操作和监控的人机界面组态。PCS7系统主要由以下几部分组成：①SIMATICManager它是PCS7的核心应用程序，使用它可建立PCS7项目的所有应用程序，是建立整个项目的起点。②HWConfig用以组态一个系统的全部硬件，例如CPU、电源以及

5、通讯处理器等。③CFC和SFC编辑器用以建立连续功能图和顺序控制图。④PCS7OS编辑器用以操作员站（OS）的组态。其中SIMATICManager提供三种不同的窗口，这些窗口主要特点就是它们包含的对象在实际中只存在一次，但可以在各种不同的窗口中显示和操作。每一种窗口基本上都具有相同的结构：在左窗格中是树形结构，在右窗格中是详细的窗口。根据当前任务，每一种窗口都有其自己的特殊优点：组件窗口（Componentview）表示每个对象的物理存储位置，例如功能图和功能图的物理存储位置，在组件窗口中，可以立即看到功能图和CPU的对应关系。工厂窗口（Plantview）显示工厂的

6、层次结构，可以将工厂分为几个工段或单元，并知道某个工厂工段包含哪些功能图和过程图像。过程对象窗口（Processobjectview）显示工厂窗口的每个对象的详细情况，这尤其适用于将类似的参数值分配给大量的对象，为其添加注释或将之互连。4.2系统配置这次升级改造中，原来的所有盘装显示、控制仪表都直接进入PCS7系统，现场盘的按钮、指示灯等功能保留，用西门子触摸屏取代原来的模拟显示表；原模拟盘完全拆除。新系统网络构成如图１所示　　　　　　　　　　工程师站ES以太网操作员站OSProfibus-DPET200MMP277ET200MET200MET200MX208工业以太网

7、S7-417图１系统网络结构示意图工程师站１台，用于系统工程组态以及维护过程中的程序或参数修改，如系统网络硬件组态、控制回路组态、用户程序设计、调试、下载、过程趋势和参数的设定、流程图画面、报表的生成等，正常情况也作为操作员站使用。操作员站１台，19”液晶显示器，作为系统和操作员间的人机接口,工业以太网用于系统站之间的数据通讯。根据经济及装置的实际情况，配置１台S7-417控制站，用于对过程装置进行常规、逻辑以及顺序控制。控制机柜４个，用于安装控制站、４个分布式I/OET200M站以及电源、接线端子、继电器等辅助元件。ET200M通过Pr