柳州市怡得安豪科技发展有限责任公司 卢进胜
摘要： 阐述以ControlLogix系列PLC和GE的Cimplicity HMI系统集成的集中控制系统设计思路和集成技巧，实现对不规则RS485通讯协议的空压机组及相关联设备运行状态的自动监测与控制。
关键词：FCS PLC 不规则RS485协议 通信 无扰转换
1 引 言
为企业生产线提供合格的压缩空气，组建足够容量的压缩空气生产线，建立和健全的监控系统、设备维护系统，提高自动化程度，是提高生产效率、降低成本行之有效的途径。本系统是以美国寿力公司的水冷型螺杆式空压机300-2S型及汉粤组合式水冷干燥机组、冷却机组等构建的空气压缩站系统为控制对象，设计一种基于多总线协议（含多种不规则RS485协议）传输控制的可靠、高效的控制系统，精简了组建时的现场材料与工作量，确保了产能平衡；系统采用PLC执行控制，同时在上位机进行实时监控压缩空气及其生产设备的状况与运行。
2 空气压缩站系统概述
空气压缩站系统共包含6台美国寿力公司的300-2S水冷型螺杆式空压机、6台汉粤组合式水冷干燥机，1座冷却塔，2台冷却水泵，4台除尘除油过滤器（配压差传感器），6台除尘过滤器（配压差传感器），以及存储罐等设备，组成两条相关联生产线，其中的一条生产线流程图如图1。其生产过程为：空压机生产出来的压缩空气经一级、二级除油除尘过滤器，存储于储气罐中，再经除尘过滤器，传送给水冷干燥机，最终供应常温、洁净、压力恒定的二次能源：压缩空气，满足生产需求。
图1 生产线流程图
该站为两线一系统的控制模式，控制系统以PLC为控制执行中心，Cimplicity HMI系统为监测与主令中心，两者通过通讯总线链路相结合，集成集中控制系统，图2为一条生产线控制系统构架图。
在控制方式上有三种方式，其一是现场手动控制，主要用于设备调试、维修或异常情况处理；其二是远程单机控制，鼠标点击操作计算机显示屏上的Cimplicity HMI系统界面的控制软按钮，给PLC传输控制命令，由PLC实现自动逻辑输出控制，适宜短暂间歇生产需求的控制；其三是远程联控，在此方式下空气压缩站系统所有设备，按预定的生产工艺要求或规则，在确保提供满足需求的前提条件下，自动调节生产设备的运行、监测设备状态、维护设备安全生产。三种控制方式可以随时无扰切换。
图2 一条生产线控制系统构架图
3集中控制系统控制功能规划设计
3.1 PLC逻辑控制功能
为使系统在实际应用中具有实际意义的可操作性，系统结合压缩空气生产工艺要求、标准以及压缩空气使用标准，规划设计了人性化、合理化的控制功能，具体内容如下：
(1)实现本地手动控制、远程单机控制、主备机自动联控，各控制方式互锁;
(2)系统压力输出恒定为：0.7 MPa；系统压力波动：+0.02MPa;
(3)设备在本机上控制时，在监控屏可监视其运行状态；过程中，转到远程控制模式时，保持原状态。除本机要求在停机后设为遥控，方可远程控制外，应可控。
(4)只有至少1台冷却水泵正常运行后，空压机、干燥机方可启动；空压机、干燥机启动时间间隔为3分钟。冷却水泵起停控制及其状态反馈不受控制模式影响；
(5)联控功能起作用后，主备机可单台设置为主机或备机，并且联控设有自动轮换主备机起用按钮，设有联控全停功能。
(6)系统采用远程单机控制时，其单机起停不受除本机安全运行所需保护外的其他设备干涉，在本机存在故障时，该设备不可启动；但在系统监测总管压力及温度的功能保护下，默认1#机为主机、2#机为第一备用、3#机为第二备用，按系统联控工艺要求，顺序自动起停。
点通
