引言WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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兰州石化公司化肥厂大化肥装置1997年建成投产，大多数设备为进口设备。空分装置采用德国林德公司工艺技术和设备，主要为合成氨装置提供合格的氧气和氮气。膨胀机是空分装置的重要设备之一，在生产中是不可缺少的。其主要作用是将来自氮压机二段的氮气经增压机加压，经增压机后冷却器冷却后进入循环换热器。在循环换热器中被冷却到后抽出，然后经过膨胀机前过滤器，快关阀以及膨胀机喷嘴，最后推动膨胀机叶轮旋转对外做功，气体温度、压力降低，同时有少量被液化，经分离器分离后，液体部分送到低压塔做为少量回流液。气相部分则进入换热器复热，最后进入中压氮总管。两台膨胀机是德国ATLAS COPCO公司生产的离心式压缩机，两台互为备用，一台使用另一台后备。其控制系统由德国西门子（SIEMENS）公司SIMATIC S5 PLC和4台HB控制器等组成，完成了膨胀机监测、控制、逻辑和安全保护等功能。随着使用时间增长，控制系统故障频率也增多，不仅严重影响了正常生产，而且造成了经济、能源浪费和企业效益损失。WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
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1控制系统现状分析WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
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S5系列 PLC是德国西门子公司八十年代推出的小型可编程序控制器，采用结构紧凑的模块化设计，性能可靠。随着使用时间的增长，控制系统各类故障不断出现。软硬故障都出现过，故障产生的原因和部位也较为多样。2001年，我厂设备大检修膨胀机控制系统下电，待上电后，电源、CPU模块、I/O等模块各指示灯正常，输入信号正常但指示不正确，经检查后认为程序出错，取出EPROM，清空RAM中的程序，将EPROM卡插入PLC中，将EPROM卡上的程序拷回PLC，故障消除；曾经出现通讯故障和人机界面MP30-A黑屏现象，西门子公司两次来人处理。至于其它PLC硬件故障较为直观发现，更换模块解决问题。2004年检修后上电，人机界面MP-30黑屏，通过判断人机界面出现问题。寻找该型号产品，此产品已停止生产，无法用其它产品代替，两台膨胀机只好用一台人机界面进行监测和控制。WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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由于设备出现故障频率增多，维修有一定困难且维修费用也较高，同时要求维修人员具有较高的专业技术，并且有一定的外语和计算机功底，只有对整个系统了解和熟悉后才能对常见的故障做到判断迅速、排除迅速，并尽可能地降低维修费用，确保系统的正常稳定。另一方面由于产品的不断更新换代，该产品已经停产，配件早已不生产，备件已无法供应,出现问题很难解决。所以对膨胀机控制系统升级改造十分必要。 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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2 改造方案的确定和实施W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
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针对系统的现状和存在的问题，经过认真分析研究，确定对膨胀机控制系统进行改造。这次改造仍采用西门子高性能成熟的SIMATIC S7-400H（简称S7-400H）产品来替代原有的S5-115U进行对膨胀机控制系统进行改造。将原来用于膨胀机喷嘴调节和防喘振调节的四台HB控制器去掉，改到S7-400H系统中实现，其它功能和操作方式基本不变。现场仪表和操作盘不做任何改动。用两台MP370人机界面代替原MP30-A人机界面。同时增加一台PLC工程师，用于维护和临时修改程序。S7-400H PLC系统采用西门子提供的STEP 7 v5.3 SP3编程软件对其进行编程组态。人机界面MP370采用西门子公司的SIMATIC WinCC6.0 SP3组态软件进行编程组态。WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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2.1硬件部分WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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根据可靠性和性能以及I/O点数要求，膨胀机控制系统配置冗余S7-414H一套、MP370人机界面两套、 PLC系统由S7414-2DP的CPU 带2个远程I/O站组成。 同时增加一台PLC工程师，用于维护和临时修改程序。WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
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膨胀机控制系统S7-400H机柜由西门子公司集成，机柜安装在原膨胀机控制柜位置。将原来的信号电缆接在改造后的I/O卡件上。安装好机柜、硬件、接地和通讯电缆等，检查合格后上电。WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
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2.2软件部分P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
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对改造后的S7-400H PLC控制系统进行编程组态，组态包括控制功能和显示功能两部分。WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)