PLC、人機(jī)界面及其在制氮設(shè)備中的應(yīng)用

　　目前，國內(nèi)PLC市場仍以國外產(chǎn)品為主，瑞氣公司主要是采用德國SiemensS7-200系列（S7-200系列銷售突破10萬臺(tái)，Profibus全球節(jié)點(diǎn)超過1000萬），它在PLC市場領(lǐng)域中占有率相當(dāng)高。

　　瑞氣公司根據(jù)工藝的要求、系統(tǒng)控制功能特點(diǎn)、用戶的需要及變壓吸附和再生的技術(shù)要求，確定分子篩吸附、再生、均壓等各階段的時(shí)間，用梯形圖或指令語句方式編輯PLC控制程序，控制各階段閥門的開關(guān)狀態(tài)及有關(guān)相應(yīng)的報(bào)警（如：純度、碳位報(bào)警等）。如用戶需要在線顯示、修改參數(shù)（如純度、壓力、流量、溫度、露點(diǎn)等）及提供預(yù)留給用戶標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如電流信號(hào)：4-20mA）作DCS系統(tǒng)。如需要在線顯示、修改參數(shù)要增加模擬量擴(kuò)展模塊與顯示部分（文本顯示器TD200或觸摸屏顯示）。

　　碳位報(bào)警系統(tǒng)：當(dāng)設(shè)備在長期使用過程中，吸附塔內(nèi)分子篩逐漸下沉，當(dāng)下沉到一定程度，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出間斷聲光報(bào)警，即提示用戶應(yīng)盡快添加分子篩，但系統(tǒng)仍然可繼續(xù)運(yùn)行，報(bào)警同時(shí)存在；這時(shí)候如果用戶繼續(xù)使用設(shè)備，分子篩繼續(xù)下沉到另一個(gè)程度，這時(shí)制氮機(jī)會(huì)自動(dòng)卸壓后停機(jī)，同時(shí)發(fā)會(huì)發(fā)出連續(xù)聲光報(bào)警，此時(shí)應(yīng)立即添加分子篩，否則系統(tǒng)拒絕工作。

　　純度報(bào)警系統(tǒng)：當(dāng)產(chǎn)品氣純度達(dá)不到預(yù)先設(shè)定純度值時(shí)（純度設(shè)定值是通過二次儀表、TD200或觸摸屏進(jìn)行設(shè)定的），PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出間斷聲光報(bào)警，并對(duì)不合格氣體進(jìn)行排空（有自動(dòng)排空與手動(dòng)排空，根據(jù)用戶需求自選）。若不合格氣體連續(xù)排空時(shí)間超過1小時(shí)（排空時(shí)間長短可通過TD200或觸摸屏進(jìn)行設(shè)置），則說明設(shè)備存在故障，不能制得合格氣體?？刂葡到y(tǒng)會(huì)自動(dòng)卸壓后停機(jī)，并發(fā)出間斷聲光報(bào)警。

　　由于壓力、流量、溫度及露點(diǎn)等（電流或電壓信號(hào)）這些信號(hào)是模擬信號(hào)，因此必須通過EM231（模擬量輸入模塊）進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后通過PLC編程在TD200或觸摸屏上顯示。根據(jù)這些數(shù)據(jù)再通過PLC編程進(jìn)行與預(yù)置參數(shù)進(jìn)行比較，超過或低于預(yù)置值將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信息詳細(xì)內(nèi)容可在TD200或觸摸屏上查找。在純化系統(tǒng)中通過PLC編程可以進(jìn)行自動(dòng)加氫控制與閉環(huán)控制；通過PLC編程對(duì)溫度進(jìn)行PID控制。PID控制精度高，波動(dòng)小，響應(yīng)快。PID調(diào)節(jié)中，用比例環(huán)節(jié)（P）來決定基本的調(diào)節(jié)響應(yīng)力度，用微分環(huán)節(jié)（D）來加速對(duì)快速變動(dòng)的響應(yīng)，用積分環(huán)節(jié)（I）來消除殘留誤差。對(duì)PID進(jìn)行整定時(shí)，總是先調(diào)節(jié)比例環(huán)節(jié)，然后一般是調(diào)節(jié)積分環(huán)節(jié)，最后調(diào)節(jié)微分環(huán)節(jié)。

　　二、文本顯示器

　　目前國內(nèi)市場上使用的文本顯示器有西門子、HITECH、eView、臺(tái)達(dá)等品牌。其中西門子TD200文本顯示器最為普遍，它是所有SIMATICS7-200系列操作員界面問題的最佳解決方法。

　　TD200連接很簡單，只需用它提供的連接電纜接到CPU22X系列PPI接口上即可。不需要單獨(dú)的電源（如果TD200與S7-200系列之間距離超過2.5m,需接額外電源）。背光LCD液晶顯示（即使在逆光情況下也容易看清）。

　　TD200具有下列用途：

　　1、顯示信息——-顯示最多80條信息，每條信息最多可包含4個(gè)變量。

　　2、在控制系統(tǒng)中起設(shè)定和修正參數(shù)的作用，例如：改變動(dòng)作、報(bào)警等的設(shè)定值。

　　3、可以提供8個(gè)由用戶自定義的功能鍵。

　　4、提供密碼保護(hù)功能。

　　瑞氣變壓吸附制氮、制氧設(shè)備及氮?dú)饧兓O(shè)備中，一般均配有TD200文本顯示器，它可以方便用戶進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)查詢，并能在授權(quán)的狀況下對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，極大地滿足了用戶對(duì)產(chǎn)品操作使用簡單有效的要求。

　　典型使用情況如下：

　　1、顯示制氮設(shè)備換熱器出口氣體溫度，超溫時(shí)自動(dòng)跳出文字報(bào)警信息。

　　2、氮?dú)獾蛪汗收蠄?bào)警處理

　　當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫Φ陀谠O(shè)定值時(shí)，文本顯示器有文字提示。一旦氮?dú)鈮毫M足條件，系統(tǒng)恢復(fù)正常，并對(duì)故障報(bào)警自動(dòng)復(fù)位。

　　3、超溫故障報(bào)警處理

　　當(dāng)系統(tǒng)由于硬件損壞而引起不正常的加溫，如SSR（固態(tài)繼電器），CPU繼電器的接點(diǎn)、熱電偶等器件的損壞而引起，這些故障須用戶特別小心注意，發(fā)現(xiàn)此故障應(yīng)立即檢查維修。故障有指示燈閃爍報(bào)警，并有文字提示。

　　4、顯示設(shè)備運(yùn)行的累計(jì)時(shí)間