数字技术 １＋ｒｉ 数控技术 空压站实现远程集控与动态预测 冯磊 （河铜集团邯钢公司能源中心，河北邯郸０５６０１５） 摘要：本文通过对空压站原ＰＬＣ系统的升级改造，实现了跨阿特拉斯通、英格索兰和埃里沃特三种空压机的远程集控，同时解决了能 源浪费与噪声污染的问题。 关键词：空压站；远程集控；ＰＬＣ 中图分类号：ＴＰ３９９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９４１６（２０１７）０６・Ｏ０ｌ３—０２ 操作人员可实时监测具体参数的变化。技术人员可根据重要参 河钢邯钢能源中心三钢空压站位处于三炼钢厂北侧、连铸连轧 中，３）操作人员避免从现场控制 厂东侧，是三炼钢和连铸连轧这两个邯钢东区主要生产单位的唯一 数的变化趋势图来预测机组健康情况。（较大程 空气介质供应源。一旦空气供应中断，三炼钢厂将在几分钟内被迫 面板读取机组参数，而代替为中控ＰＬＣ直接从机组凋用数据， 减产甚至停产；而连铸机和轧机也将因仪表气压力低而联锁停机。 度地延长了面板的使用寿命。因此优化空压机组的控制和及时负荷是积蓄解决的难题。 １空压站原ＰＬＣ系统的升级改造方案制定 原系统有一套ＡＢ公司的ＰＬＣ，用于采集现场管网流量及压力 等参数。经过对阿特拉斯通、英格索兰和埃里沃特ＰＬＣ硬件的性能研 究，决定在用原系统中Ｉ￣ＵＰｒｏＳｏｆｔ公司的通讯硬件，采用Ｍｏｄｂｕｓ通 （１）空压站运行方式由原来的根据管网压力开停空压机，改为依 讯协议，在ＲＳｌｏｇｉｘ５０００中开发数据传输和采集转换程序，并针对现 据管网压力配合各空压机流量对比，并预测用户用量动态变化趋 场工况进行优化和调试；人机界面使用ＷｉｎＣｅ按工艺要求编写实用 势，作出启停机决策，各机组流量值依据流量计与空压机电机电流 性较强的操作画面（具有特定性）。 近似线性关系可精确定位。（２）各机组重要参数均引入现有ＰＬＣ系统 以上方案经过多次论证是可行的，而且拓展性强，组网容易，功 图１网络拓扑结构图 表１设备通讯地址及所属网段 设备 ｌ 空压机 ２ 宅压机 ３ 空压机 地址 ０１ ０２ ０３ 飘段。 阿特拉斯网 阿特拉斯网 萆格索兰网 … 设备 ７ 空压机 ８ 空压机 ９ 空压机 地址 ０７ ０８ ０９ 网段 埃哩沃特冈 埃墨沃特阿 埃 沃特嘲 ４ 空压机 ５ 空压机 ６ 空压机 收稿日期：２０１７—０６－２１ ０４ ０５ ０６ 英格索兰网 阿特拉斯网 阿特拉斯网 １０ 空压机 １ 干燥器 ２ 干燥器 ｌＯ １ｌ １２ 竣 沃特网 埃里沃特网 埃晕沃特网 作者简介：冯￣（１９８３～），男，河北邯郸人，硕士研究生，工程师，研究方向：电气自动化。 数控技术 ｌ １＿丽■ｌｔ术 图３通讯模块Ｔａｇ组态 架构的Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ／ＩＰ通讯模块，其可将大量现场数据进行采集 并通过梯形图实现模块和处理器的数据交换，模块工作原理如图２ 所示。 ４ ＰＬＣ控制站程序组态和调试 ＰＬＣ上电后先将原系统软件修改组态后运行保证连铸连轧生 产。再使用笔记本通过串口线连接至ＣＰＵ离线组态。建立ＰＬＣ新模 块至各台机组通讯，通讯地址如表１所示。 根据空压机设备资料找到各机组相关参数对应地址，调用需要 的数独后经过数据转换将数据存储至ＰＬＣ新建，ｒａｇ中。如图３所示。 然后对模块增加数据通过梯形图进行组态并下装￣ＩＪＰＬＣ中。 ５空气管网动态预测 目前，利用系统中实时数据，引入经验函数对空气管网的使用 进行简单的预测，ＰＬＣ将综合出的结果作为建议提供给操作人员，并 不参与直接控制。因季节不同，造成的应用结果也不尽相同，但此功 图２ ＭＶ１５６－ＭＣＭ模块工作原理 能强大，投资较为经济，无需增加或者更改其他的硬件和软件即可 完成需要的功能。设计网络拓扑图如图１所示。 能存在较大的拓展与开发潜力，在后期的优化中将逐渐完善。 ６建立可靠的遇检制度 改造后仍然需要操作人员进行１次／Ｉ１，时的巡检来检查现场设 备运行情况，由于操作人员不需要至现场而在主控室即可完成每小 ２安装机组与ＰＬＣ问的通讯网络 时机组参数的抄写，减少日常工作量的同时也增加了人员违章作业 所以运行车间更需要建立可靠实用的巡检制度，并加强对 根据空压机厂家将站内所有机组分为３组，同类型空压机为一 的可能， 组，如图１所示，建立３组的通讯网络并引入主控室。通讯介质使 员工的管理。用２芯屏蔽控制电缆。３组网络分别定义为：阿特拉斯通讯网、英格索 兰通讯网和埃里沃特通讯网。 ７结语 综上经过对三钢空压站的改造，实现以下技术效果：（１）在邯钢 ３安装ＰｒｏＳｏｆｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ的ＭＶＩ５６一ＭＣＭ通讯模块硬件 首次中将ＰｒｏＳｏｆｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ的第三方硬件模块引入固有ＰＬＣ控 原ＰＬＣ背板为７槽背板，分别安装满电源、ＣＰＵ、ＤＩ、ＡＩ、以太网 制系统，同时对原有程序进行升级和调试，实现与原系统的完美兼 （２）通过对控制系统平台的升级，优化了空气系统的调节工艺，从 等模块，安装新模块需足够的卡槽，故将７槽背板换为ｌ０槽背板。利用 容。三炼钢检修时间，操作人员，停电后离线安装新背板和２块ＭＶＩ５６－ 根本上解决了三钢空压站节能减排的问题 为其它高能耗工艺的节 ……ＭＣＭ模块至最后２格卡槽。ＭＶＩ５６－ＭＣＭ￣：是基于ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ 下转第ｌ６页 ⑧ 数控技术 Ｉ－囊ｒＨ 技术 、 ：＝ 图３ ＰＬＣ标签程序 ［二二二＝ 二＝ 无论触摸屏还是ＰＬＣ，只要按照各自格式要求，设置软元件与 触摸屏为例（下同）。触摸屏设计中标签的分组如图ｌ所示。 ４触摸屏与ＰＬＣ通过标签实现通讯 标签对应，之后在通讯和调试运行中，将自动分配给软元件，提高了 触屏与ＰＬＣ的通讯设计效率。触摸屏软元件设定如图２所示，ＰＬＣ使 用标签程序如图３所示。 在ＰＬＣ程序中，如图点击写入至ＣＳＶ文件，就可以将格式导出 来，可在．ＣＶＳ文件类似ＥＸＣＥＬ格式中进行标签与软元件的定义。定 义完成之后点击从ＣＳＶ文件读取，就能将定义完成的文件导入。直 接定义好的．ＣＶＳ文件无需处理就可导入到触摸屏里，即使重新分配 了软件件顺序，只要标签命名不变，更新一下ＣＶＳ文件即可。 图２触摸屏中软元件标签设定 忆理解。如通过在每一个符名字的前面放置一个数据类型的助记 ５结语 随着自动化程度的不断提高，自动化生产线运动执行构件的增 符，对Ｍ辅助继电器的标签命名首字母用ｍ，对Ｘ首字母用ｘ，Ｄ寄存 多，运动点位，数据处理的加大，将标签引入到ＰＬＣ与触摸屏设计应 器，用ｄ，以此类推。 用，是工业进程化通用性的飞跃。但是标签的命名规则，也会影响其 通用性的程度。 ３麓摸屏标签设计 触屏标签设计时利用触屏软件本身的标签组创建，同样用．ＣＶＳ 参考文献 格式文件进行导入导出，与ＰＬＣ程序标签文件直接关联，直接便于修 ［１］李建兴主编．可编程序控制器应用技术［Ｈ］．北京：机械工业出版 ２００４：１ ８４－１ ８６． 改映射关系。只要标签名称不再发生变化，而无需再对画面中触键软 社。元件进行修改，更是便于保存当下的映射关系，也便于打印阅览，从 ［２］（美）Ｊｏｅｌ Ｓｐｏｌｓｋｙ编著．软件随想录［Ｈ］．北京：人民邮电出版社． 而大大提高了触摸屏设计的效率，查找搜索的便利。以三菱ＰＬＣ和 ２００９．］２．素影响，当时效果不够明显，但发展思路清晰正确；本项改造沿用此 能改造提供了技术实践支持。（３）邯钢范围内首次对造价较高的空压 思路，随着后期工作的深入与系统的优化，可作为生产预测技术应 ……上接第ｌ４页 机控制面板进行了功能分离改造，成功解决面板备件与生产运行之 用推广的一项实践参考。通过建立在新的生产调节方式，成功减少 间矛盾的问题，在老系统优化方向上提供新颖的思路。（４）利用系统 机组启停机次数并降低空气放散率，每天减少消耗的电能约为单台 的概念对生产进行预测，此项技术曾在能源管控中心项目中对高炉 空压机空载４ 以上负荷，换算电能为ｌｌ２０ｋｗ（单台机组功率）Ｘ 生产进行应用，虽然由于条件的复杂性与生产平衡的不确定性等因 ２４ｈ Ｘ４０％＝１０７５２度。＝＝＝ Ｒｅｍｏｔｅ Ｃｅｎｔｒ￣ｉｚｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｆｅｎｇ Ｌｅｉ （Ｒｉｖｅｒ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｄａｎ Ｈｅｂｅｉ ０５６０１５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ＰＬＣ ｓｙｓｔｅｍ ｕｐｇｒａｄｅ ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｓｔａｔｉｏｎ，ｒｅａｌｉｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｔ Ａｔｌａｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ，Ｉｎｇｅｒｓｏｌｌ Ｒａｎｄ ａｎｄ Ｅｌｉ Ｗｏｕｔｅｒ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄ ｓｏｌｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｎｏｉｓｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｓｔｅ ｏｆｅｎｅｒｇｙ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｓｔａｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｔｅ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＬＣ
