关键词：PLC;机架；冗余；以太网；MPI网络；PROFIBUS-DP总线；联锁；
Abstract: This paper describes our application of PLC in Compressor and understand high-performance PLC in a large machine control applications. First by the status of the compressor control system analysis system equipment selection, with the SIEMENS company's S7-400 product to achieve redundancy control, and complex high-level operations; and then explain to the instrument control system to take full account of flammable oxygen compressor easy to violence are unique, for enclosure design and programming with STEP7 programming software and the network formation, the host aircraft and other rack, as well as touch-screen using PROFIBUS-DP bus connection, the agreement for the Siemens built-in bus protocol. PLC and PC communication for Ethernet, with TCP / IP open network protocols to facilitate the future network expansion. CPU on the MPI (Multi Point Interface) is used and the programmer as well as other CPU communications. According to operational procedures for the upper system (IPC) configuration, the upper system uses INTOUCH configuration software, powerful, reports and trends in the system perfect, so that safe and convenient. With the I / OSERVER software STEP7 and INTOUCH data link; PROTOOL6.0 achieve touch-screen with the configuration and communication with the PLC. Through experiments, the formation of a set of debugging more flexible than the DCS than the relays, the second table control more secure and reliable control system.
Keywords: PLC; rack; redundancy; Ethernet; MPI network; PROFIBUS-DP bus; interlock;
1.引言
原有的1#氧压机是现存的唯一能够提供氧气的压缩机，其工艺流程复杂，联锁点较多，DCS控制系统为横河早起生产的μxl，1994年投入生产运行。该压缩机经过十多年的连续运行，机组本体及控制系统多次因故障等问题停车维护，由此也多次导致乙二醇装置因无氧气供应而停止生产。现在随着时间的推移，故障率逐年增加，增加一台新的氧气压缩机作为备用势在必行。
2.控制系统硬件配置方案
由于PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。采用以PLC为核心的控制系统取代原先的模拟仪表控制系统不仅使系统更加安全、可靠而且易操作、易管理、易维护，可以进行优化控制和先进控制。另外从价格因素考虑，新的计算机控制系统价格与常规模拟仪表控制系统相当，甚至低于常规模拟仪表控制系统，而且日后维护、检修的费用都较低。
通过对可行性建议的充分讨论和研究决定新增加一台氧气压缩机，设备采用杭州氧压机厂的7300NM3/H氧气透平压缩机仪控系统PLC采用德国SIEMENS公司S7-400H产品，由一个主机架（CPU机架）和四个扩展机架（ET200）构成，其中主机架CPU型号为S7414-4H，它为冗余型CPU，当PLC正常工作时，如果其中一套CPU发生故障时则系统自动切换到另一套CPU上工作，以保证氧压机不间断正常运行，主机架上的卡件都为冗余配置，其中主要卡件除CPU外还包括2块电源卡，负责给主机架上相关卡件提供工作电源，两块通讯卡型号为CP443其主要负责和上位机通讯。四个扩展机架上负责通讯的卡件IM153-2均为冗余配置，以保证I/O卡件通讯良好状态，
其中数字量输入模板为SM321，DI16*24VDC，
数字量输出模板为SM322，DO16*24VDC/0.5A，
模拟量输入模板为SM331，AI8*12；
模拟量输出模板为SM332，AO4*12；
模拟量输入模板为SM331，AI8*RTD；
PLC系统供电由两个20A的SIEMENS电源提供，同样也是冗余配置，以保证系统良好运行。
3.控制系统软件配置方案
本系统在软件上用STEP7 V5.3用于PLC的编程和硬件及网络的组态；控制室上位机采用DELL产品，系统软件采用WINDOWS2000，人机界面采用INTOUCH8.0中文版来完成组态,控制室可以完成开、停车及控制的所有操作，上位机CRT显示氧压机开停车状态、压力、温度、震动、位移等参数，显示报警状态、历史趋势图、调节阀开关状态，并具有报表打印功能。用I/OSERVER软件实现STEP7和INTOUCH的数据链接；用PROTOOL6.0实现对触屏的组态和与PLC的通讯。
4.控制系统网络结构及网络协议配置
本系统S7400主机架和其它机架ET200M以及触屏采用PROFIBUS-DP总线连接。PLC与上位机的通讯采用以太网，通过主机架上的CP443网卡连接，用TCP/IP开放式的网络协议，便于以后的网络扩展。CPU上的MPI（多点接口）用于和编程器以及其他的CPU通讯，
MPI网络可用于单元层，它是 SIMATIC S7, M7 和 C7的多点接口。
单元层和现场层的通讯系统采用PROFIBUS，用于连接单元层上对等的智能结点和智能主机与现场设备间的循环的数据交换。
图一为由高速以太网和PROFIBUS-DP总线组成的S7-400网络组态图：
图一氧压机S7-400网络组态图
