S7-400 PLC控制系统在PTA装置空压机中的应用

　　聚酯工业S7400PLC控制系统在PTA装置空压机中的应用夏雨，李永红（乌鲁木齐石化公司，新疆乌鲁木齐830019）在的缺陷，利用现场仪表，采用西门子公司*新的S7400PLC系统实现联锁控制，并更新位移及振动监控系统。在分析现有的控制技术的基础上，对PLC控制系统和现场总线技术进行了定的分析和研究。论述了控制系统的设计思想以及空压机控制系统的硬件与软件的设计思路和系统实现。

　　刖目乌鲁木齐石化公司PTA装置采用英国ICI专利技术，于1995年建成投产。空压机作为装置核心设备，具备完善的控制系统设计，自动化程度较高。机组及配套控制系统均由德国DEMAG公司生产，经过长期运行后，控制系统存在较多运行隐患。本文从分析PTA装置空压机的工艺特点和原有联锁控制系统着手，分析存在的问题，并通过实施技术改造，采用S7400PLC系统实现联锁控制，增加了控制系统的稳定性，有效地减少系统故障。改造后的空压机的控制系统运行稳定、安全性高、自动化程度高。

　　1控制系统11空压机工艺流程PTA装置中的空气压缩机是PTA装置的关键设备，为氧化反应提供压缩空气，经空气吸入口B1-167来的空气先经入口过滤器M1412过滤后经空压机C1413A/B/C/D4级压缩，并在4级压缩阀经3级阀冷却器E1417A/B/C冷却排出凝液。压缩机所产生的1.80MPa，130°C左右的空气，正常时全部进入氧化反应器D1-301和**结晶器D1401，异常时一部分或全部经防喘振阀FCV6615排放到大气中。若空压机发生故障，将会导致氧化装置停工停产。所以保证空压机的平稳运行，降低其故障率则成为各厂提高产能和市场竞争力的关键。

　　PTA装置空压机的工艺流程如所示。

　　空压机工艺流程1.2控制系统状况PTA装置使用的空气压缩机为德国DEMAG公司生产。其为4级压缩、2级透平辅助，动力为主电机带动，其功率为4000kW，设计四级出口压力为2.25MPa，为PTA装置氧化反应器提供压缩空气。

　　该设备是PTA装置的关键设备，因此空压机仪表联锁控制系统直接影响空压机的运行情况。

　　联锁控制系统是德国DEMAG生产的，至今已运行10余年，联锁部分由于部分元器件的老化及参与联锁的检测仪表均采用单设备，空压机的操作及状态变化均无记录，事故停车的联锁及报警事件无顺序记录，无法判断停车的**事故原因。氧化空压机曾多次联锁停机，并引起整个装置跳车，给装置的安全运行带来了极大的隐患，所以必须对空压机联锁系统进行改造。

　　2控制方案的确定目前PLC技术已经广泛应用于工业化生产系统的每个环节，尤其是复杂控制回路系统。空压机-），女，上海人，从事自动控制技术管理及维修工作。

　　夏雨，等：S7400PLC控制系统在PTA装置空压机中的应用仪表联锁控制系统也可以选择适合的PLC进行优化控制。

　　2.1控制系统的选择⑴系统规模：这主要是指I/O（输入/输出）点数。

　　（2）复杂程度：它包括的内容很多，比如数学模型的复杂程度，批量问题的复杂程度，有无专家系统或其他具有复杂程序的管理功能要求，以及决策功能的要求等等。一般认为，DCS更适合较为复杂的应用场合。

　　为，DCS仍然更适合模拟量控制。

　　（5）其他因素：售方的服务支持，组态、编程操作和培训的难易程度；开发周期、变更、扩展要求等。对于相对简单的系统，英国的v.J.Lovuola先生推荐了这样的经验原则：（A*模拟量I/O点数。D――开关量I/O点数）256时，可以选PLC和DCS的组合系统；空压机总的控制I/O点近300个，绝大多数是开关量，综合以上因素，空压机选用PLC系统来进行控制*为合适。

　　2.2控制方案表，显示报警表均为卡件式指示仪。现在改为用ST400PLC系统作为主要控制器。取消原来所有的常规架装仪表。

　　改为本特利3500系统。

　　点，增加了趋势便于操作工集中监视，并为工艺操作做培训工作。

　　3方案的实施（1）原有控制柜采用的是PLC做为主要控制仪表，显示报警表均为卡件式指示仪。振动系统采用本特利3300系统，研究和分析空压机原控制系统的控制策略和应用特点以及使用缺陷。方案确定采用S7400PLC系统做为主要控制器，振动检测为本特利3500系统。

　　控制策略和应用特点，以及该系统内部联锁及控制的实现方法，进行硬件选型、配置，系统组态，逻辑实现以及通讯协议的选择及应用，并尝试实现选择控制等功能。

　　加趋势为工艺操作提供依据。研究和分析PTA装置TDC-3000DCS系统与S7400PLC系统之间接口技术。

　　（4）经多方面分析和研究，空压机选用的*新的控制系统硬件及软件设计选用德国西门子公司S7-W0HPLC控制系统。西门子在压缩机机组上采用的是SCAUT（SIEMENSCOMPRESSORAUTOMATION）控制。采用PROFIBUS总线作为整个现场设备与控制器之间的通讯协议，现场设备控制系统与分散式I/O的通信协议为PROFIBUS~DP，连接控制点的I/O模块选用价格较便宜的ET200模块，采用西门子液晶彩色触摸屏MP270作为上位机，也可以外接PC机作为上位机，实现机组运行时间和停机时间显示、机器相位显示、速度显示、温度显示、参数修改、机组有效作业率及产量和材料消耗统计、故障报警及历史记录等功能；PLC与触摸屏上位机之间通过MPI通讯协议进行数据交换。

　　4实施效果实现空压机控制功能，系统采用冗余方式，实现PLCCPU冗余、电源冗余、通讯模块和通讯总线冗余，主机、从机可无扰动切换，模块在线可更换，可靠性显著提高，维护量明显减少，系统故障率大大降低。主要有以下优点：控制器相连，可实时采集并显示重要的工艺参数、故障状态、报警信息，可调整重要的PID参数，启/停主电机及辅助设备等，实现机组的*优控制。

　　（2）空压机的操作及状态变化均有记录，事故停车的联锁及报警事件有顺序记录，可以快速判断停车的**事故原因，给事故判断、故障点确定和事故预防提供依据。

　　（3）系统具有强大的通讯功能，支持多种通讯总线协议，具有开放的网络结构，可与其DCS进行通讯。将空压机S7-400PLC系统数据引入PTA装置TDC-3000DCS系统中，组态点，并增加趋势。在控制室甚至远到调度室都可以远程监控被组态点的数据。

　　（4）振动监测保护和防喘振控制系统比较完聚酯工业善，完全起到了保证生产平稳运行和机组自身设备保护作用。

　　5结语随着现代工业生产规模的不断扩大，在DCS发展的同时，智能调节器和PLC也在飞速发展，为优化工业生产系统控制提供了广阔的前景。通过对乌鲁木齐石化公司PTA装置空压机组控制系统进行优化，选用的S7400PLC系统经过装置生产运行的检验，证明通过这次改造达到了预期的效果，提高了系统得可靠性，维护量减少，故障率有了明显的下降，确保了生产装置安全可靠运行，表明该系统可以成功于PTA装置空压机组控制系统，为同行业提供了借鉴。

　　PET产品因生产能力急增在结构调整现在，我国的涤纶生产能力急速扩大，正在给市场带来较大影响。近几年，我国的纤维行业，由于亚洲低成本国家的发展，担心出口增长困难，下游的纤维行业开工率下降。为此，我国的涤纶行业预计，对需求下降，将迎来“生产能力淘汰”和“行业重组"的考验。

　　在2013~2014年，国内至少有年产400万t以上的涤纶新装置投产。桐昆年产40万t的项目在2013年1月成功试运转，江苏鹰翔化纤的年产30万t项目*近获得了国家发展改革委员会的批准。此外，还有约10家公司正在建设中或开始投产年产30~40万t的涤纶长丝装置计划。

　　另一方面，据业界有关人员预测，2013年的PET产品需求为10%左右的增长，涤纶长丝12% ~13%、涤纶短纤维6%~7%、PET瓶用切片10%~12%、薄膜8%~10%的增长。

　　但是，随着各种生物纤维等的生产能力扩大，下游的原料选择余地扩大，PET产品的需求不可能像迄今这样。因此，业界有关人员指出，对PET行业来说，需要着力于老朽设备的淘汰。2003 ~2010）淘汰的生产能力合计445万t，淘汰了234亿元的不良资产，350亿元的资产由于收购重组而活性化。

　　2013年的老朽设备淘汰要求，化纤行业的目标，是从2012年的年产22万t增加到31.4万t，可是，中国化纤的生产能力超过3000万t，应能够顺利完成任务。

　　（王德诚供稿）天津石化研发出PET纤维新品天津石化公司与北京服装学院共同研制的多功能精仿毛和复合功能聚酯短纤2种新产品，日前通过中国石化集团公司技术鉴定，产品获得客户一致好评。

　　天津石化新品开发车间拥有一条以多功能纤维为基础品种的科研开发生产线，可生产PET细旦及各种功能性差别化涤纶短纤维。他们与北京服装学院合作，针对改性PET与PTT共混纺丝制备仿毛纤维过程具有可加工性的特点，对其分子结构进行设计，生产出与羊毛性能相当，强伸性、弹性、立体卷曲性优良的精纺仿毛纤维。同时，还采用分子结构设计和有机、无机改性剂协同作用的方法，解决了功能性粉体分散的难题，实现了聚合反应速率、分子质量、纤维超分子结构与形态结构可控，生产出具有吸湿-排湿、抗静电抗紫外线、抗起球复合功能的PET纤维及其织物。

　　（郑宁来供稿）