硅谷杂志：银山型钢空压机站的网络优化 |
| 2012-07-23 13:18 作者：李鹏程 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月23日消息 （原文载于《硅谷》杂志）以正常运行工况下空压机站网络系统为研究对象，对该工况下的空压机站网络系统的缺陷进行研究并提出优化方案。
随着整个莱钢的跨越式发展，要求的钢产量也迅速提高，从而对生产设备运行的可靠性、准确性，提出了更高的要求，通过提高网络可靠性从而降低生产成本提高生产节奏是企业发展的重中之重，面对钢铁市场激烈竞争，莱钢对网络系统提出了更高的要求，随着生产节奏的加快，自动化程度的不断提高，更要求网络设备的准确性、稳定性更高，故障率更低。空压机站不仅为炼钢厂提供不间断压缩空气，同时还要为中宽带、大H型钢提供压缩空气。因此空压机站对于整个生产线的顺利生产至关重要。对整个炼钢生产工艺来讲空压机网络系统的稳定性是我们面临的关键问题所在。其问题的核心就是改进与完善空压机网络系统，从而为整个炼钢的顺行、高产、低成本生产打下坚实的基础。
1系统现状调查
整个空压机站由10台空压机组成，每台空压机由一套S7-200单独控制。10套S7-200再分成两个站通过Profibus分别与两套S7-400通讯从而实现远程监控与控制。网络图如下：
这种控制方式的缺陷主要有两点：
1）设备方面：空压机S7-200与S7-400之间采用DP线通讯，而加压机启动时产生的大电流容易干扰DP线通讯。
2）环境因素：加压机运行一段时间后温度较高，DP线长期处于高温环境中对通讯造成一定影响。
2优化措施
为保证提高空压机站网络可靠性保证生产的稳定顺利运行，为莱钢的生产提供稳定可靠的压缩空气，在对存在的问题深入研究分析的基础上制定了以下相应对策：
1）将DP通讯方式改为更为可靠的以太网通讯方式。将10台空压机5台为一个站分成两个独立的站由两套S7-400分别控制，其中一个站出现故障后可由另外一个站继续工作。优化后的网络如下图：
为此特地加装了OLM通讯设备将DP通讯改为以太网通讯，取代了老式的DP通讯设备，大大增加了系统的可靠性与稳定性。
2）根据现场设备容易受到高温影响的现状，特地的耐高温的双绞线，并对线缆及控制设备加装了石棉隔热板等防护措施，使得温度控制在设备可承受的范围内。
3方案实施
优化方案确定后，开始对方案进行实施。
本工程实施的难点在于对于PLC系统的通信及联网。
PLC系统的通信指的是两个PLC系统之间、PLC系统与HMI工控机之间以及PLC系统与其他设备之间的通信。PLC控制系统可以与工控机、其他PLC系统或者其他只能设备通过通信处理设备组成成网络，来实现信息的相互交换，从而构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
本次工程我们采用的PLC控制系统是西门子公司的SIMATICNS7400系统，它内置有强大的功能完善的内置功能块，可支持MPI通讯、PROFIBUS通讯以及工业以太网通讯，并具有全面的错误诊断功能；可通过各种功能模板实现各种需要的功能扩展；CPU具有快速的指令处理能力，内部集成的高速中断处理能力可以大大缩短控制程序的循环周期，缩短过程事件的响应时间。网络通讯设备是这个系统重要的、关键的组件，赋予了系统强大的工业通信能力，可方便快捷的实现PLC系统之间的、PLC与工控机之间的以及PLC系统与其他智能设备之间的联网通信。
西门子公司的SIMATICNS7400系统的通讯功能对我们而言是一项新事物，我们从没有接触过这方面的内容，通过突击学习网络上下载下来的资料，在对照实物进行大量的试验后，终于在工程调试之前掌握了这种新技术。
由于空压机设备属于热线设备，它担负着莱钢炼钢及轧线的所有压缩空气生产任务，能够停止运行供我们调试的时间很少，只有短短几天的检修时间。在几天的紧张施工中，由于我们做了充分的技术储备，虽然遇到了一些意想不到的困难，但经过我们大家的共同努力，最终克服了这些困难，工程取得了圆满的成功。
4创新要点与效果分析
本项目具有如下的创新及技术特点：
1）使用新系统后，原来的PROFIBUS-DP网络通讯改为易于扩展并且稳定性强的以太网络通讯，减少了原来使用PROFIBUS-DP网络通讯易受现场电磁噪声干扰的问题，提高了系统的稳定性。
2）提高了自控系统运行效率及操作人员的操作水平，使人机界面更加友好，减少了操作人员犯错误的几率，提高了生产效率。
3）新系统实现了故障率大为减少，查找、排除故障时间缩短，降低维修人员的劳动强度，减少了系统的故障停机时间。
改进后，系统故障率降低，故障次数减少，即便是出了故障，处理故障时间大大缩短，降低了维护成本。故障由原来的基本每月一次降低为一年1次，故障处理时间由原来的每次半个小时降低为现在的10分钟，变相的为莱钢创造了巨大的经济效益。
作者简介：
李鹏程（1977---），男，2001年7月毕业于空军第二航空学院计算机专业，工程师，主要从事自动控制。
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