１氦气与油分离装置接收来自压缩机的氦气
在去除其中的油后再向冷却装置输出。其信号包括空气浓度报警、分离器内油液位报警等开关量输入信号，油分离器内阀门开启等开关量输出信号，氦气压力等模拟量输入信号，阀门调节等模拟量输出信号。液态氦储存装置存储来自冷却装置的液态氦，并把少量气态氦送回冷却装置。其信号包括泵的启停等开关量输出信号，液态氦的液位等模拟量输出信号。液态氦充装将液态氦充装给相应设备，操作人员在现场手动操作充装泵。
２控制系统基本情况
该项目的工艺设备均从国外进口且分别安装在不同室内，因此结合现场情况设计了分布式控制系统。该控制系统包括１台主站控制箱，其内含有作为逻辑处理单元的西门子ＣＰＵ３１５－２ＤＰ，作为通信处理器的ＣＰ３４３－１，作为电源模块负责为该控制系统供电的ＰＳ３０７；配置有作为现场操作盘的人机界面ＯＰ２７０。该控制系统还包括２台从站控制箱，分别安装在相应的设备附近，从站控制箱采用ＥＴ２００Ｓ系列ＩＭ１５１－１作为接口模块并配以信号模块ＳＭ作为信号输入输出单元。该控制系统可与压缩机控制系统进行通信，并控制压缩机的启停、速度的调节等。控制室配置了ＳＩＭＡＴＩＣ ＰＣ站，采用西门子的ＷｉｎＣＣ作为上位机管理软件，实现控制系统的实时监测、数据的归档记录、超标报警、参数修改等功能。主站控制箱承担逻辑运算，部分就近信号也归属到主站控制箱；从站控制箱设立２台，分别承担冷却装置、氦气与油分离装置及部分压缩机的控制信号，压缩机控制系统向外开放的信号通过通信方式读取。信号分配如图２所示。控制系统通过安装在设备上的传感器进行现场采样并将采样结果传送给控制单元（ＰＬＣ）进行逻辑运算，运算结果再传送给执行器去执行；同时，通过设置在控制室内的ＳＩＭＡＴＩＣ ＰＣ站进行远程监控管理，如图３所示。
３控制系统的拓扑结构
控制系统拓扑分为两部分。第一部分为主从站，该部分通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ协议实现相互通信，ＣＰＵ地址为２，其余地址按图４自左向右递增。通信线采用西门子Ｐｒｏｆｉ－ｂｕｓ－ＤＰ通信电缆，节点间距不大于４０ｍ。第二部分为人机界面（ＨＭＩ），包括西门子的操作面板ＯＰ２７０和装有ＷｉｎＣＣ的西门子ＳＩＭＡＴＩＣ ＰＣ站，其中，ＯＰ２７０通过ＭＰＩ协议直接访问ＰＬＣ，而ＰＣ站通过ＴＣＰ／ＩＰ协议访问ＰＬＣ，ＣＰ３４３－１是通信处理器，如图５所示。针对该项目，还增加了工业以太网路由器，以便于同一局域网内的其它ＰＣ访问或通过以太网实现远程协助。
４控制策略
控制逻辑依据工艺要求编制，本项目包括以下控制逻辑。（１）中断程序。按下分布在各设备附近的急停按钮后，程序中断，ＰＬＣ停止输出；故障排除后，按下复位（ＲＥＳＥＴ）按钮，程序恢复运行，ＰＬＣ继续运行。该程序主要用于处理全局关系。（２）顺序启停程序。在自动控制模式下，正常启动时，依据工艺要求按顺序启动相关设备。该程序主要用于处理各设备间的启停关系。（３）连锁控制程序。在自动控制模式下，相关设备必须实现连锁，如部分阀门的运行是另外一部分阀门运行的先决条件。该程序主要用于处理单个设备内部相关信号间的关系。（４）步进控制程序。在自动控制模式下，随着某个值（如液位）的升高或降低，逐步开启或关闭相关阀门。该程序主要用于处理单个设备内部相关信号间的关系。（５）报警控制程序。当某个或某几个值超出一定范围时，发声光报警并将相关信息显示在ＰＣ站的计算机上；当该报警值继续扩大到某设定值时，ＰＬＣ立即停止输出；报警消除后，ＰＬＣ继续执行程序。该程序主要用于处理全局关系。（６）ＰＩＤ闭环控制程序。在自动控制模式下，ＰＬＣ根据编写的程序采用ＰＩＤ控制算法，对采样值与设定值的比较结进行比例、积分、微分运算，输出标准信号给相关的执行器。该程序主要用于处理各模拟量输出关系。
５结束语
整个安装工作结束并经验收合格后，先进行单个设备的单回路测试（点对点测试），再进行单个设备的联动测试，每个设备依次进行，最后进行系统联动，其间要与设备的供应商和安装部门密切配合。经调试，该控制系统实现了工艺设计要求。
作者：孙宏亚 单位：江苏省苏州市新科工程有限公司
