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0 前言
莱钢天元气体7#制氧机组空压机自动控制系统于04年9月投产，该自动控制系统完成“双导叶随动”的自动控制；空压机出口压力、出口流量控制回路的自动调节；空压机能量控制器控制回路的自动调节；空压机防喘振控制；空压机报警、开/停车联锁控制、辅油泵启/停联锁控制等。投产后一年的运行时间，我们在维护过程中，在与天元气体操作人员的交流过程中，逐渐总结出一些需要优化解决的问题。为了进一步改善空压机控制系统，满足稳产顺行的需要。使该自动控制系统的运行更加完善稳定。
1 现场状态分析
从该系统运行的实际效果看7#空分空压机自动控制系统设计合理，控制先进，功能丰富，运行安全稳定可靠，较好的完成了空压机生产工艺过程的自动化控制，确保了生产的顺行，取得了较好的经济效益。但该自动控制系统运行后，一些初期设计考虑不到的问题也显现了出来，总结如下：
1）7#空分空压机重要温度在正常运转工况稳定的情况下，突然发生温度大幅波动，导致停车，直接影响到正常的一线生产。经过维护人员的排查，一次测量元件和线路没有任何的故障。
2）空压机放空阀在空压机的工艺运转中占有举足轻重的位置，如果不能正确的受控，将导致空压机卸载，气源无法进入空分塔，甚至憋压，造成事故。在空压机开车运行过程中经常出现短暂放空的现象，造成工况波动；阀门定位器反馈指示不准，在实际阀位不动的情况下，反馈指示大幅波动。放空阀失电要求全开时，全开不到位。给生产带来很大不便。
3）空压机作为整个制氧机组的龙头设备，为整个空分提供充足优质的气源，自动化控制不但要可靠，更要提高维护效率，将故障控制在最小的范围内。而空压机控制方法复杂，联锁强，判断故障需要谨慎并熟悉控制程序。
4）空压机重要报警信息不能在上位机声音报警，造成由于操作人员疏忽、误操作引起的故障。
2 优化方案
通过认真分析总结经验，对控制系统存在的问题的主要因素的综合分析，制定出下述方案。
1）采用SIEMENS SM331和SM431温度处理模块来取代图尔克模块。所有程序保持不变，更换所有图尔克温度模块，选用的是S7-400 PLC和图尔克Profibus现场总线，并带有1个操作员站OS、1个工程师工作站ES，并通过标准TCP/IP协议以太网，实现整个流程中空气压缩、中压氮气压缩、低压氮气压缩等子系统的自动控制、数据通讯及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。硬件配置示意图如下图1。
2）在定修前设计好安装方案，建立安装支架。使用分体式阀门定位器替代原定位器，型号为：6DR50100EN030AA0，该定位器只把反馈单元安装在阀体上，而把控制单元安装在远离阀体且无震动的地点，通过管路和线路连接实现对放空阀的控制。
3）添加WINCC选件。点击“安装或卸载的组件”，在弹出窗口中的“选项”前打勾和“基本过程控制”之前打勾，点击下一步完成WINCC选件的安装。
在原监控方案的变量管理目录下的内部变量子目录下增加一个内部变量alarmsound，双击Horn进入Horn Editor弹出Horn configuration窗口。在Message assignment标签页中，set tag选中for each incoming message；表格中Message class字段下选择“错误”报警级别，在Tag字段下选择“alarmsound”内部变量。在Signal assigment标签页中，Horn acknowledgment选中local only；表格中Tag字段下选择“alarmsound”内部变量，在Sound字段下选择“*.WAV”声音文件。
3 实施效果
通过此次优化了7#空分空压机自动调节控制系统，提高了设备稳定性、工作水平，彻底解决定位器、模块工作不稳定问题，大大提高了系统运行的安全性、稳定性、可靠性，确保了生产的顺行，同时也为今后自动控制系统的全面升级奠定了网络基础，以低廉的投资获得了更好的适配性。
参考文献：
[1]张桂香主编，电气控制与PLC应用，北京：化学工业出版社，2003.
[2]齐从谦主编，PLC技术及应用，北京：机械工业出版社，2002.
[3]廖常初，S7-300/400应用技术[M]北京：机械工业出版社，2005.
[4]邱公伟，可编程控制器网络通信及应用[M].北京：清华大学出版社，1999：26-27.
莱钢天元气体7#制氧机组空压机自动控制系统于04年9月投产，该自动控制系统完成“双导叶随动”的自动控制；空压机出口压力、出口流量控制回路的自动调节；空压机能量控制器控制回路的自动调节；空压机防喘振控制；空压机报警、开/停车联锁控制、辅油泵启/停联锁控制等。投产后一年的运行时间，我们在维护过程中，在与天元气体操作人员的交流过程中，逐渐总结出一些需要优化解决的问题。为了进一步改善空压机控制系统，满足稳产顺行的需要。使该自动控制系统的运行更加完善稳定。
1 现场状态分析
从该系统运行的实际效果看7#空分空压机自动控制系统设计合理，控制先进，功能丰富，运行安全稳定可靠，较好的完成了空压机生产工艺过程的自动化控制，确保了生产的顺行，取得了较好的经济效益。但该自动控制系统运行后，一些初期设计考虑不到的问题也显现了出来，总结如下：
1）7#空分空压机重要温度在正常运转工况稳定的情况下，突然发生温度大幅波动，导致停车，直接影响到正常的一线生产。经过维护人员的排查，一次测量元件和线路没有任何的故障。
2）空压机放空阀在空压机的工艺运转中占有举足轻重的位置，如果不能正确的受控，将导致空压机卸载，气源无法进入空分塔，甚至憋压，造成事故。在空压机开车运行过程中经常出现短暂放空的现象，造成工况波动；阀门定位器反馈指示不准，在实际阀位不动的情况下，反馈指示大幅波动。放空阀失电要求全开时，全开不到位。给生产带来很大不便。
3）空压机作为整个制氧机组的龙头设备，为整个空分提供充足优质的气源，自动化控制不但要可靠，更要提高维护效率，将故障控制在最小的范围内。而空压机控制方法复杂，联锁强，判断故障需要谨慎并熟悉控制程序。
4）空压机重要报警信息不能在上位机声音报警，造成由于操作人员疏忽、误操作引起的故障。
2 优化方案
通过认真分析总结经验，对控制系统存在的问题的主要因素的综合分析，制定出下述方案。
1）采用SIEMENS SM331和SM431温度处理模块来取代图尔克模块。所有程序保持不变，更换所有图尔克温度模块，选用的是S7-400 PLC和图尔克Profibus现场总线，并带有1个操作员站OS、1个工程师工作站ES，并通过标准TCP/IP协议以太网，实现整个流程中空气压缩、中压氮气压缩、低压氮气压缩等子系统的自动控制、数据通讯及上位机管理，可完整地监控整个系统的生产情况。硬件配置示意图如下图1。
2）在定修前设计好安装方案，建立安装支架。使用分体式阀门定位器替代原定位器，型号为：6DR50100EN030AA0，该定位器只把反馈单元安装在阀体上，而把控制单元安装在远离阀体且无震动的地点，通过管路和线路连接实现对放空阀的控制。
3）添加WINCC选件。点击“安装或卸载的组件”，在弹出窗口中的“选项”前打勾和“基本过程控制”之前打勾，点击下一步完成WINCC选件的安装。
在原监控方案的变量管理目录下的内部变量子目录下增加一个内部变量alarmsound，双击Horn进入Horn Editor弹出Horn configuration窗口。在Message assignment标签页中，set tag选中for each incoming message；表格中Message class字段下选择“错误”报警级别，在Tag字段下选择“alarmsound”内部变量。在Signal assigment标签页中，Horn acknowledgment选中local only；表格中Tag字段下选择“alarmsound”内部变量，在Sound字段下选择“*.WAV”声音文件。
3 实施效果
通过此次优化了7#空分空压机自动调节控制系统，提高了设备稳定性、工作水平，彻底解决定位器、模块工作不稳定问题，大大提高了系统运行的安全性、稳定性、可靠性，确保了生产的顺行，同时也为今后自动控制系统的全面升级奠定了网络基础，以低廉的投资获得了更好的适配性。
参考文献：
[1]张桂香主编，电气控制与PLC应用，北京：化学工业出版社，2003.
[2]齐从谦主编，PLC技术及应用，北京：机械工业出版社，2002.
[3]廖常初，S7-300/400应用技术[M]北京：机械工业出版社，2005.
[4]邱公伟，可编程控制器网络通信及应用[M].北京：清华大学出版社，1999：26-27.