1.前言
在空分生產(chǎn)裝置中，空壓透平機(jī)是重要的單體設(shè)備，是空分生產(chǎn)的龍頭，設(shè)備性能和過程控制的好壞，將直接影響生產(chǎn)的順行。生產(chǎn)中我們選用西門子SIMATIC S7-300對其進(jìn)行控制。SIMATIC S7-300是中小型PLC系統(tǒng)，它的模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于實(shí)現(xiàn)分布特點(diǎn)很好滿足了控制的要求。本文簡述了工藝過程、西門子PLC系統(tǒng)配置及功能特點(diǎn)、過程通訊等，并詳細(xì)闡述了防喘振功能功能的實(shí)現(xiàn)。

2.工藝概述
空壓透平機(jī)為GT078L3K3型離心式三級壓縮機(jī)，傳動(dòng)裝置為西門子高壓無刷同步電機(jī)?？諝饨?jīng)過吸氣塔消音除塵處理后，進(jìn)入一級壓縮機(jī)，一級吸入壓力正常值為100Kpa。壓縮后的氣體經(jīng)過水冷卻后，以正常37℃進(jìn)入二級壓縮機(jī)，再經(jīng)水冷卻和三級壓縮后排出，排出氣體的正常溫度和壓力分別為95℃和410Kpa。工藝流程示意圖如圖1：

MPI能同時(shí)連接編程器、人機(jī)界面（HMI）,互聯(lián)的CPU可以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。任意兩個(gè)給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)最多10個(gè)中繼器，使通訊距離大大加長。

5.系統(tǒng)應(yīng)用
5.1控制功能
空壓透平機(jī)控制主要包括入口導(dǎo)葉開度及限位控制、旁通閥開度及限位控制、軸承震動(dòng)控制、軸位移控制、溫度控制、防喘振控制等，使用STEP7提供的語句表和梯形圖編程語言方便的實(shí)現(xiàn)了以上控制功能。

5.2防喘振控制
防喘振控制是空壓透平機(jī)控制的核心部分。壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的直接原因是由于壓縮機(jī)進(jìn)口流量與出口壓力不匹配，造成壓縮機(jī)軸向低頻大振幅周期性氣流震蕩。喘振使壓縮機(jī)的性能惡化，氣流參數(shù)（壓力、流量）產(chǎn)生大幅波動(dòng)，噪聲和震動(dòng)加劇，嚴(yán)重時(shí)足以損壞壓縮機(jī)。防喘振系統(tǒng)就是通過調(diào)節(jié)入口導(dǎo)葉開度和旁通閥開度來控制壓縮機(jī)的流量和出口壓力，使之在正常的工作區(qū)內(nèi)運(yùn)行。喘振曲線示意圖如圖4：

圖中虛線喘振線為理論喘振曲線，實(shí)際程序設(shè)計(jì)中采用“三線法”計(jì)算喘振曲線值，三線如圖a、b、c所示，數(shù)學(xué)模型分別為：
y1=k1*x1+a
y2=k2*x2+b
y3=k3*x3+c
控制中，當(dāng)壓力一定時(shí)，即y值一定時(shí)，取三方程式中x最小值為喘振流量值；當(dāng)流量一定時(shí)，即x值一定時(shí)，取三方程式中y最大值為喘振壓力值，并由喘振壓力值計(jì)算得到喘振報(bào)警值。喘振曲線由控制程序根據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況動(dòng)態(tài)計(jì)算得到。
防喘振控制程序流程圖如圖5

6、結(jié)束語
空壓透平機(jī)投運(yùn)到現(xiàn)在運(yùn)行狀況良好。SIMATIC S7-300控制設(shè)備性能穩(wěn)定，維護(hù)方便，既降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定暢行，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。