气液分离器液位控制在西门子s7-400中的实现

 1、引言

　　连续重整装置是我公司的核心生产装置，它负责给整个公司的用氢装置供氢。若它的生产出现波动或者停车，将会给整个公司的氢气平衡造成很大影响。甚至引起其他装置的停车。而在连续重整装置中，离心式压缩机是整个装置的心脏设备，压缩机入口的气液分离器作用至关重要，若它的分离效果不好，气相带液将会对下游的压缩机产生致命伤害。因此，气液分离器的液位控制显得尤为重要。

2、西门子s7-400 简介

　　德国西门子公司生产的s7-400系列PLC是功能齐全、技术先进的控制系统。它采用模块化无风扇设计，稳定性能好。它的功能强大，在过程控制领域应用广泛。采用模块化设计。它所具有的模板的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。重整装置的气液分离器液位控制便是采用了s7-400控制器。

3、分离器液位控制的具体实现

　　气液分离器液位控制流程图如图1所示：

图1 气液分离器流程图

3.1 控制方案说明

　　LI101、LI102、LI103分别为分离器的液位测量。在此选用的是导波雷达液位计。液位高报值为80%，低报值为20%。该分离器报警采用“三取二”表决方式，即当三个液位计有两个（或以上）同时高报警时，即为该分离器高报警；当三个液位计有两个（或以上）低报警时，即为该分离器低报警。当分离器高报警时，分离器底部液相出料泵启动，进行排料。当分离器低报警时，停止分离器液相出料泵。

3.2 液位控制在s7-400中的具体实现

　　I/O输入输出点表如表1所示：

表1  I/O输入输出点表

　　在s7-400软件中，首先建立符号表，如表2所示：

表2 符号表

　　在模拟量处理模块中，建立了一个名为“AI-PROCESS”的FB（Function Block）功能块。这样所有的模拟量处理我们都可以通过调用这个模块就可以了。功能块图如图2所示：

图2 模拟量处理功能块

模拟量处理及标度变换的公式为：

上述模拟量处理功能块就是通过这个公式来实现的。

由于液位控制的逻辑控制部分内容较为简单，逻辑控制部分就直接在OB（组织块）中进行了实现。逻辑部分分两个内容。一是2oo3报警。它的实现如图3：

图3 2oo3联锁报警梯形图

　　在三取二程序编写过程中，我们遵循了故障安全原则即是“0”报警。LAL101、LAL102、LAL103分别为三个低报警值，当报警时输出为“0”，所以在程序中我们选择了常闭触点。逻辑控制的第二部分是泵的启停。在泵的启停中，“SWAB”为电机选择开关，当“SWAB“=1时，A电机受PLC液位控制逻辑控制、B电机处于停止状态；当“SWAB”=0时，B电机受PLC液位控制逻辑控制、A电机处于停止状态。

　　当液位高报警并保持3秒后，启动受控电机；当液位低报警并保持3秒后，停止受控电机。当液位处于正常状态时，受控电机保持原状态（或由启动、停止按钮控制）。逻辑控制以启动电机优先。以启动电机优先，选择置位优先的RS触发器来实现。“START”“STOP”为电机启动、停止按钮，在液位处于正常状态时有效（分离器高、低报警时无效）。按下“START”后，受控电机启动；按下“STOP”后，受控电机停止。梯形图如图4所示：

图4 电机启停控制梯形图

4、总结

　　压缩机入口的气液分离器液位控制至关重要，它的控制好坏直接影响压缩机的安全平稳运行。在此控制中，我们利用了西门子的s7-400来实现模拟量控制和报警联锁控制。自系统投用以来，装置运行平稳，气液分离器的液位得到了很好的控制。

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