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[摘 要]针对现在对天然气控制系统的严格要求，本文先对天然气行业的主要情况进行简要的分析，对采用西门子S7-400冗余系统的解决方案进行较为深入的探讨，分析其主要的技术特点和结构，对其功能和应用进行详细的阐述，力求改善现今天然气控制系统中存在的种种问题，帮助这套解决方案更好的运用于实际的操作当中。
[关键词]冗余系统 研究 应用 天然气
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-180-01
現在随着社会的发展，对化工行业的要求也是越来越严格，其中，天然气作为化工行业中的一个重要组成部分，其对控制系统的要求也是很高的。为了能够达到相应的要求，现在一般采用西门子S7-400系统技术来作为控制系统的解决方案，此套系统以PLC硬件作为其基础，配合相关的PLC程序进行使用和操作，可以达到比较好的效果，在一定程度上提高了监控的可靠性，降低了系统的使用成本，使相关的天然气控制操作得到了很好的规范，所以此套系统应用较为广泛，对相关工程的推广有着较大的意义。研究西门子S7-400系统，先要对现今天然气化工领域的主要情况有一定的了解，然后对此系统的结构、工作原理进行细致的分析，对其具体的应用和操作方式都有着较为深入的理解，才能更好的研究此套系统，对其特点有着明确的掌握，下文就将进行较为细致详细的分析，旨在提高天然气控制系统的可靠性。
一、天然气化工及冗余系统的主要状况
化工行业从上个世纪九十年代开始迅速的发展，而正是随着其快速的发展，各行各业都开始对其控制系统有着越来越高的要求，像以往依靠单个的硬件设备对其可靠性进行控制，已经逐渐的不能够满足现代人们的要求，所以，从进入二十一世纪开始，人们开始不断的尝试找寻能够更好的对天然气化工行业的控制系统进行有效的改善的方法，所以冗余技术，就此诞生。冗余技术通过多个功能的部件以及一定的冗余逻辑，使设备能够更加协调的运行和工作，使系统的各项功能都能够得到相应的保障，维持系统的稳定运行而不受局部出现故障的影响，同时，使设备的故障可以得到相应的修复，设计上更加的合理，对系统的控制性得到增强。现在，冗余技术已经在国内外得到广泛的发展，通过不断的技术上的突破，相关操作的发展，已经使天然气化工的控制系统得到了很大程度上的提高，应用有了更好的保障。如今，越来越多的厂家都提出了自己的冗余解决方案，其中，应用的较为广泛和实际效果较好的，是西门子推出的S7-400方案，通过此项技术的运用，在提高了系统控制性的同时，还可以降低成本，下文就将对其进行较为详细的分析。
二、西门子S7-400系统的工作原理及性能
西门子S7-400系统是在硬件冗余的基础之上，通过软件和相关程序的设计和操作，实现硬件系统的在线切换，一般的来讲，其主要应用于主备系统的切换时间处于秒级的控制系统里面，根据对其体系结构和工作原理的分析，可以对其有一定的了解，帮助在实际的操作和应用当中能够实现对控制性的进一步加强和提高。
西门子S7-400系统的结构是由多个功能不同的部件所组成的，包括编程软件，相对应的软件包，2套PLC控制器，和控制器相对应的输入输出模块，通讯的链路，一定数量的源底板，ET200M从站，同时，还需要一部分与之相关的附件，比如电缆、总线连接器等工具。其中，西门子S7-400系统对各部件的要求也有着较为明确的规定，例如编程软件需要较高的版本，PLC控制器需要能够兼容于S7-400系统等。有了对其系统结构的相应了解，即可以进行下一步的研究，对其主要的工作原理进行逐步的分析。
将系统的各个部件完好的配置之后，就需要启动系统进行相应的工作。首先启动的控制站，将作为此套系统的主战来投入使用，在其启动之后，初始化的组织块，将进行相应的操作，对设备的主要的冗余功能进行相应的初始化，与此同时，对应的站点之间会发出通知，将自己的状态情况进行汇报，指出同步的主要范围，当得到通知的站点进行确认，并且判断范围是正确的，才能够进行同步的工作，进行下一步的控制。在此系统正常运行的时候，主CPU的工作是执行相应的控制命令，而备用CPU，则是通过链路来检测主CPU的运行状态，对其运行做出保证。当主CPU出现故障的时候，备用CPU则需要迅速及时的投入到使用当中。当与主CPU进行通讯的模块处于相对应的激活状态之时，并且主CPU能够访问其输入输出模块，进行数据的采集和信息的控制，那么就可以对整个系统进行控制，完成其主要的工作任务。
根据对西门子S7-400的系统结构和工作原理进行分析之后，可以对其主要的工作状态有着进一步的了解，帮助更好的操作和使用该系统，实现设备的控制，提高工作效率和效益。
三、西门子S7-400的实际应用
根据西门子S7-400系统在实际中的应用可以得知，其同步时间较长，同步的速度较慢，主备CPU的切换时间也比较长，同时，还有一定的概率会出现操作程序上的错误，使实际的使用效果大打折扣，不能对系统的控制起到很好的作用。所以，在实际的操作和使用当中，应当要注意操作的程序，按照相关的规定来进行使用，保持慎重，在最大程度上减少错误的发生，减少同步的时间，增加步骤的执行时间，使系统能够得到最好的控制，发挥出最大的作用。下文根据对实例的研究，阐述此系统的具体应用情况。
在天然气的输配过程当中，对控制系统有着非常高的要求，需要保证系统能够正常、稳定、长时间的运行，也需要操作人员相应的配合，对工作做到细致到位，保障系统能够发挥出相应的作用。在某地区的具体操作当中，采用西门子S7-400系统作为主要的控制系统，使用可靠性较强的PLC作为系统的控制核心，运用冗余的技术来对其稳定的工作做保障。根据对硬件的组成做出分析，进行合理的配置，对信号进行分类，并且，采集对应的数据，实现具体的操作。主要的控制和需要采集的相应数据信号为灌区压力变送器、可燃气体的检测器、电动球阀、热式流量计、流量调节阀、消防水阀、超声波流量计、调压器阀位、调压装置区手动阀门回讯器等等，通过对仪表的位号进行标记，对数据进行记载。同时，对冗余系统的软件进行编程，对硬件进行配置，使之能够正常稳定的运行，对主备CPU的切换时间进行计算，然后，进行现场的调试工作，检查系统的接线是否正确，硬件的组态是否到位，开启数据同步的检查功能，经过一系列的调试，得出系统的主要运行情况，根据相关的数据记载，再投入到使用中，还需在操作中保持慎重的态度，减少错误的发生，维持系统较强的可靠性。
四、结束语
本文根据对目前天然气化工行业中的实际情况进行分析，对其控制系统的发展做了简要的回顾，并且对冗余系统的使用情况作出了较为详细的解释，得出冗余系统的应用现状和实际的使用效果。现在，冗余技术作为一项发展较为成熟的技术，现今的应用已经比较的广泛，研究成果也较多，其中，西门子S7-400作为其中的一个使用较多的解决方案，本文对其具体的组成结构和工作的原理做出了较为细致的分析和阐述，分析其运行的过程，同时，对此系统的具体应用情况也举出实例进行相应的说明，对数据的同步进行了深入的探究，对可靠性进行了理论上的分析和计算，通过数据的采集和计算，得出了影响同步时间和冗余性能的因素，并且，根据现场的调试工作，对系统的运行做出了进一步的保障，旨在加强西门子S7-400系统在实际中的操作和应用情况，减少操作中的错误，加强技术人员的使用效果，为此项技术的提高和深入夫人研究提供参考。
参考文献：
[1]李明.浅析西门子S7-400冗余系统在实际中的应用【J】.制造业自动化，2008（9）
[关键词]冗余系统 研究 应用 天然气
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-180-01
現在随着社会的发展，对化工行业的要求也是越来越严格，其中，天然气作为化工行业中的一个重要组成部分，其对控制系统的要求也是很高的。为了能够达到相应的要求，现在一般采用西门子S7-400系统技术来作为控制系统的解决方案，此套系统以PLC硬件作为其基础，配合相关的PLC程序进行使用和操作，可以达到比较好的效果，在一定程度上提高了监控的可靠性，降低了系统的使用成本，使相关的天然气控制操作得到了很好的规范，所以此套系统应用较为广泛，对相关工程的推广有着较大的意义。研究西门子S7-400系统，先要对现今天然气化工领域的主要情况有一定的了解，然后对此系统的结构、工作原理进行细致的分析，对其具体的应用和操作方式都有着较为深入的理解，才能更好的研究此套系统，对其特点有着明确的掌握，下文就将进行较为细致详细的分析，旨在提高天然气控制系统的可靠性。
一、天然气化工及冗余系统的主要状况
化工行业从上个世纪九十年代开始迅速的发展，而正是随着其快速的发展，各行各业都开始对其控制系统有着越来越高的要求，像以往依靠单个的硬件设备对其可靠性进行控制，已经逐渐的不能够满足现代人们的要求，所以，从进入二十一世纪开始，人们开始不断的尝试找寻能够更好的对天然气化工行业的控制系统进行有效的改善的方法，所以冗余技术，就此诞生。冗余技术通过多个功能的部件以及一定的冗余逻辑，使设备能够更加协调的运行和工作，使系统的各项功能都能够得到相应的保障，维持系统的稳定运行而不受局部出现故障的影响，同时，使设备的故障可以得到相应的修复，设计上更加的合理，对系统的控制性得到增强。现在，冗余技术已经在国内外得到广泛的发展，通过不断的技术上的突破，相关操作的发展，已经使天然气化工的控制系统得到了很大程度上的提高，应用有了更好的保障。如今，越来越多的厂家都提出了自己的冗余解决方案，其中，应用的较为广泛和实际效果较好的，是西门子推出的S7-400方案，通过此项技术的运用，在提高了系统控制性的同时，还可以降低成本，下文就将对其进行较为详细的分析。
二、西门子S7-400系统的工作原理及性能
西门子S7-400系统是在硬件冗余的基础之上，通过软件和相关程序的设计和操作，实现硬件系统的在线切换，一般的来讲，其主要应用于主备系统的切换时间处于秒级的控制系统里面，根据对其体系结构和工作原理的分析，可以对其有一定的了解，帮助在实际的操作和应用当中能够实现对控制性的进一步加强和提高。
西门子S7-400系统的结构是由多个功能不同的部件所组成的，包括编程软件，相对应的软件包，2套PLC控制器，和控制器相对应的输入输出模块，通讯的链路，一定数量的源底板，ET200M从站，同时，还需要一部分与之相关的附件，比如电缆、总线连接器等工具。其中，西门子S7-400系统对各部件的要求也有着较为明确的规定，例如编程软件需要较高的版本，PLC控制器需要能够兼容于S7-400系统等。有了对其系统结构的相应了解，即可以进行下一步的研究，对其主要的工作原理进行逐步的分析。
将系统的各个部件完好的配置之后，就需要启动系统进行相应的工作。首先启动的控制站，将作为此套系统的主战来投入使用，在其启动之后，初始化的组织块，将进行相应的操作，对设备的主要的冗余功能进行相应的初始化，与此同时，对应的站点之间会发出通知，将自己的状态情况进行汇报，指出同步的主要范围，当得到通知的站点进行确认，并且判断范围是正确的，才能够进行同步的工作，进行下一步的控制。在此系统正常运行的时候，主CPU的工作是执行相应的控制命令，而备用CPU，则是通过链路来检测主CPU的运行状态，对其运行做出保证。当主CPU出现故障的时候，备用CPU则需要迅速及时的投入到使用当中。当与主CPU进行通讯的模块处于相对应的激活状态之时，并且主CPU能够访问其输入输出模块，进行数据的采集和信息的控制，那么就可以对整个系统进行控制，完成其主要的工作任务。
根据对西门子S7-400的系统结构和工作原理进行分析之后，可以对其主要的工作状态有着进一步的了解，帮助更好的操作和使用该系统，实现设备的控制，提高工作效率和效益。
三、西门子S7-400的实际应用
根据西门子S7-400系统在实际中的应用可以得知，其同步时间较长，同步的速度较慢，主备CPU的切换时间也比较长，同时，还有一定的概率会出现操作程序上的错误，使实际的使用效果大打折扣，不能对系统的控制起到很好的作用。所以，在实际的操作和使用当中，应当要注意操作的程序，按照相关的规定来进行使用，保持慎重，在最大程度上减少错误的发生，减少同步的时间，增加步骤的执行时间，使系统能够得到最好的控制，发挥出最大的作用。下文根据对实例的研究，阐述此系统的具体应用情况。
在天然气的输配过程当中，对控制系统有着非常高的要求，需要保证系统能够正常、稳定、长时间的运行，也需要操作人员相应的配合，对工作做到细致到位，保障系统能够发挥出相应的作用。在某地区的具体操作当中，采用西门子S7-400系统作为主要的控制系统，使用可靠性较强的PLC作为系统的控制核心，运用冗余的技术来对其稳定的工作做保障。根据对硬件的组成做出分析，进行合理的配置，对信号进行分类，并且，采集对应的数据，实现具体的操作。主要的控制和需要采集的相应数据信号为灌区压力变送器、可燃气体的检测器、电动球阀、热式流量计、流量调节阀、消防水阀、超声波流量计、调压器阀位、调压装置区手动阀门回讯器等等，通过对仪表的位号进行标记，对数据进行记载。同时，对冗余系统的软件进行编程，对硬件进行配置，使之能够正常稳定的运行，对主备CPU的切换时间进行计算，然后，进行现场的调试工作，检查系统的接线是否正确，硬件的组态是否到位，开启数据同步的检查功能，经过一系列的调试，得出系统的主要运行情况，根据相关的数据记载，再投入到使用中，还需在操作中保持慎重的态度，减少错误的发生，维持系统较强的可靠性。
四、结束语
本文根据对目前天然气化工行业中的实际情况进行分析，对其控制系统的发展做了简要的回顾，并且对冗余系统的使用情况作出了较为详细的解释，得出冗余系统的应用现状和实际的使用效果。现在，冗余技术作为一项发展较为成熟的技术，现今的应用已经比较的广泛，研究成果也较多，其中，西门子S7-400作为其中的一个使用较多的解决方案，本文对其具体的组成结构和工作的原理做出了较为细致的分析和阐述，分析其运行的过程，同时，对此系统的具体应用情况也举出实例进行相应的说明，对数据的同步进行了深入的探究，对可靠性进行了理论上的分析和计算，通过数据的采集和计算，得出了影响同步时间和冗余性能的因素，并且，根据现场的调试工作，对系统的运行做出了进一步的保障，旨在加强西门子S7-400系统在实际中的操作和应用情况，减少操作中的错误，加强技术人员的使用效果，为此项技术的提高和深入夫人研究提供参考。
参考文献：
[1]李明.浅析西门子S7-400冗余系统在实际中的应用【J】.制造业自动化，2008（9）