冷干机控制系统优化及远程监控改进

张向伟 河南中烟工业责任有限公司洛阳卷烟厂 河南洛阳 471003

【文章摘要】

随着科学技术的发展，通讯方式也在发生着巨大变化，以我车间冷干机通讯S232 串行通讯方式为例，其传输速率低，传输容易产生共模干扰，抗干扰性弱，数据传输慢和稳定性差。同时RS232 传输距离过长容易造成传输数据不精确，误差较大，信号易丢失等问题，经过进行详细研究分析后对冷干机控制系统优化及远程监控改进，以达到系统运行的稳定性、精确性、快速性、操作的简便性、维修和维护的方便性。

【关键词】

冷干机；传输速率；系统优化；远程监控

1 概论

在《空气和压缩空气》中我们已经了解到，压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的：在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体。冷干机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。正确使用冷冻式冷干机是获得所需露点压缩空气、节约再生能耗及延长设备使用寿命的重要前提。

我们车间能管中心冷干机是采用降温结露的工作原理，对压缩空气进行干燥的一种设备。以保证压缩空气的质量能达到制丝车间，卷包车间生产的使用标准。本文以冷干机控制系统优化及远程监控为目标对其通讯方式进行改造。

2 原有冷干机的通讯缺点及改进措施

2.1 冷干机的通讯现状

评价一个自动控制系统有以下几个标准：系统运行的稳定性、精确性、快速性、操作的简便性、维修和维护的方便性。

原有冷干机系统的缺点：

2.1.1 冷干机系统采用单片机的控制方式

1）造价昂贵并且不耐用，一块单片机大约4 万元，使用至今已经报修过五次。

2）维修和维护很不方便。

2.1.2 冷干机通讯方式是RS232 串行通讯

1）传输速率低，波特率仅为9.6kbps。

2）传输容易产生共模干扰，抗干扰性弱，数据传输慢和稳定性差。

3）因RS232 传输距离有限，而能管中心冷干机与PLC 通讯距离大概有30 米， 造成传输数据不精确，误差较大，信号易丢失。

2.1.3 冷干机原有的英文文本操作面板

1）操作界面简单，故障信息无法显示故障部位，不利于维修。

2）温度没有直观的显示，不便于操作工的调控。而且关键是压缩机的蒸发温度及除湿的露点温度根本无法知道，无法了解冷干机的实际运行状况。

3）操作设备只能在现场进行，很不方便。

2.2 冷干机的改进措施

2.2.1 把冷干机控制系统由单片机控制改为西门子PLCS7-200 的控制方式

具有以下优点：

1）控制方式运行稳定，精确度高，调试方便，维修和维护简单。

2）可通过通讯模块EM277 与其他站方便的进行数据交换。

2.2.2 在冷干机控制箱内新增Profibus-Dp 接口模块EM277，将冷干机作为从站，与空压机主站S7300CPU 进行DP 通讯。此通讯方式具有以下优点：

1）提高了系统的传输速度。

2）增强了抗干扰能力。

3）增大了传输距离。

2.2.3 在新增的人机界面中开发监控画面及监控数据点，可以直观的显示露点温度，排报警等等参数气温度，故障。（图1）

3 改进效果

3.1 改造完成后空压监控系统采用新型经济耐用的西门子Smart700 图形人机界面

1）设备内部结构及运行状态清晰明了，提高了操作的可靠性。

2）使冷干机的运行更加稳定可靠，确保了压缩空气的质量和可靠的传输，从而达到制丝车间和卷包车间的使用标准。

3）操作工操作方便直观。

3.2 操作人员可以在上位机上对冷干机进行操作和监控

1）对空压系统上位监控画面及数据进行优化，将新增的数据信息在中控系统中显示。并且能在上位机可以很好的对冷干机进行准确的操作和监控。

2）通过程序的编写，将冷干机内部更多的参数进行读写，通过EM277Profibus- Dp 通讯，将冷干机的重要参数露点温度，排气温度，故障报警灯信息送入上位监控系统，及时做好监控，有效的控制了冷干机运行的干燥除湿效果。

3.3 通过新增的冷干机与空压系统CPU 通讯状态指示灯

随时可以直观的了解DP 通讯状态是否正常，为网络的诊断提供更好的依据

3.4 由于新系统采用了西门子PLC S7-200 控制系统

并将原有的冷干机自带的RS232 串口通讯方式改为Profibus-Dp 通讯，通讯速率由原来的9.6kb/s 提高到1.2MB/S， 提高了数据的采集及监控能力，同时，也增加了传输距离及通讯的抗干扰能力。因此整个冷干机系统的运行精度高、稳定性好、通讯处理能力强。所以对压缩空气的降温除湿效果比以前有了明显的改善。为制丝车间和卷包车间的生产提供了有力的保证。

4 结论

目前，西门子PLC S7-200 与S7-300 之间的通讯处理，已经非常广泛。原有的通讯方式已经落后不能适应现在的生产要求。通过改进通讯方式可以增加自动控制系统的通讯处理能力，增强了系统运行的稳定性、精确性、快速性、操作的简便性、维修和维护的方便性。为空压系统提供优质的压缩空气，延长了设备使用生命，节约了成本。

【参考文献】

［1］蒋其昂, 胡冬望, 陈文才, 毛国平, 胡其才, 胡春林; 冷干机使用及选型须特别注意的问题[J]; 通用机械;2003 年01 期.

［2］蒋其昂, 韩飙, 陈文才, 滕飞, 吴辉; 浅谈压缩空气冷冻式干燥机的热力计算[J]; 压缩机技术;2001 年03 期.

［3］颜伟; 压缩空气之智能控制节能系统的研发[D]; 山东大学;2010 年.

［4］李向东主编，电器控制与PLC. 北京：机械工业出版社，2005 年.

［5］廖常初主编，S7-300/400 plc 应用技术. 北京：机械工业出版社， 2005 年.

【作者简介】

张向伟（1972--），男，河南洛阳人，电气自动化专业，研究方向：工厂电气自动化。

图1042

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