化工储罐和罐区常见安全隐患有 S7-300在的化工企业罐区监控系统中的应用

时间：2019-04-08 03:17:30　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：本文设计了一个基于S7-300系列PLC和组态软件的罐区监控系统，plc为控制核心，结合HMI触控面板及计算机人机界面，综合了plc和计算机的优点，实现了对罐区的实时监控，保证了工作的安全可靠，提高了工作效率。
　　关键词：S7-300 PLC MPI HMI组态 SM331模拟量
　　1.引言
　　新疆蓝山屯河新材料有限公司以苯乙烯为主，戊烷、甲苯、二甲苯及其他添加剂为辅，主要生产标准级、阻燃级、特轻级EPS产品，目前公司原辅料罐区主要依靠人工测量储罐信息，手动控制阀门开关，存在着监控不及时、误差较大、可靠性低等缺点，因此需要建立先进的罐区监控系统，以便准确获取现场设备的运行情况，及时有效的对现场设备进行控制，记录历史信息并定时上报公司。
　　2.监控系统的硬件构成
　　1、西门子S7-300系列PLC
　　2、 SM331 RTD、SM331模拟量模块
　　3、 PC计算机、HMI触控面板
　　4、西门子CP5611 通讯卡
　　5、以及相应的低压电气
　　3.S7-300PLC系统构成及源程序
　　3.1S7-300通讯系统配置
　　本系统以西门子S7-300 PLC 作为核心执行、计算、通讯部分。以HMI触控面板作为现场监测，上位机安装CP5611 卡，通过MPI 与安装在现场的西门子S7-300 PLC通讯。
　　设备网络配置图如下：
　　3.2PLC模块配置
　　罐区由6个苯乙烯储罐、9个戊烷罐、1个甲苯、1个二甲苯罐构成，每个储罐分别需要监测液位、温度、压力值。液位和压力由四线制的雷达液位计和压力变送器送出，均为标准的4~20mA电流信号，温度测量采用PT100标准型热电阻，由此可得罐区监测系统需处理17个标准热电阻信号，34个标准4~20ma电流模拟量信号。根据上述信号点PLC硬件模块构成如图所示：
　　电源：PS307 5A ；
　　CPU：CP314
　　热电阻：SM331 AI*8 RTD*3
　　地址IW256~IW288
　　模拟量：SM331 AI8*12bit*5
　　地址IW304~IW370
　　3.3PLC程序编制
　　热电阻输入值转换FC1功能块编制，在变量表建立变量并编制程序：
　　Main（OB1）部分程序编制：下述程序只对热电阻（RTD）、4~20ma模拟量有代表性的转换过程进行了程序编制，其他模拟量的处理只是输入通道地址不同，程序结构相同。
　　Network1：//初始化载入通道值
　　L "苯乙烯RTD1":P //%IW256 输入值 PT100热电阻
　　T "Data_block_1"."db1.dbw0" //将输入值存入DB1中
　　L "苯乙烯L1":P //%IW304 液位输入值 4~20mA
　　T "Data_block_1"."db1.dbw34" //将输入值存入DB1中
　　L "苯乙烯P1":P //%IW304 压力变送器输入值 4~20mA
　　T "Data_block_1"."db1.dbw68" //将输入值存入DB1中
　　Network2：//PT100热电阻模拟量转换为工程值
　　CALL "FC1"
　　rawvalue :="Data_block_1"."db1.dbw0"
　　factor :=0.1
　　offset :=0.0
　　overflow :=10001
　　overrange :=8501
　　underrange :=-2001
　　underflow :=-2431
　　measuredvalue :="Data_block_2"."db2.dbd0"
　　status :="Data_block_1".fw0
　　Network3：//4~20mA模拟量转换为工程值，可直接调用函数FC105来完成
　　CALL SCALE
　　IN :="Data_block_1"."db1.dbw34"
　　HI_LIM :=20.0
　　LO_LIM :=0.0
　　BIPOLAR :=0
　　RET_VAL :="Tag_1"
　　OUT :="Data_block_2"."db2.dbd68"
　　NOP 0
　　4.S7-300现场HMI及上位机之间组态及通讯
　　S7-300 CP314与现场HMI面板及上位机（利用西门子CP5611 通讯卡）构成标准的MPI通讯网络，HMI及上位机控制画面制作及编程亦采用了WinCC软件完成。
　　5.结束语
　　该系统利用计算机作为上位机，组态软件提供人机界面，综合了计算机和plc的优点，运行可靠，画面简单，操作方便，有助于提高危化企业罐区的自动化水平。
　　参考文献：
　　[1]SIEMENS SIMATIC S7-300 SM331模拟量编程手册 2006
　　[2]SIEMENS SIMATIC S7-300 /400PLC编程技术中国电力出版社阳胜峰吴志敏编著
　　[3]基于PLC和组态软件的油库罐区监控系统淄川区煤炭工业管理局车秀波

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