摘要：本文围绕我公司设计研发生产的温等静压设备--XXX型带压后处理设备(以下简称设备)电气控制系统做探讨。该设备采用双循环保温、动态压力过程控制技术；辅以安全隔离栅控制技术、嵌入式通用监控系统、数据采集与监视控制系统（SCADA），实现设备温度、压力的高精度过程控制要求。目的是实现该设备电气控制系统设计制造，全面达到用户使用要求。为国内温等静压设备发展提供工程经验。
关键词：温等静压；双循环保温；动态压力过程控制
1绪论
改革开发40年之际，在习近平总书记新时代中国特色社会主义思想的指引下，为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴，我国必须从制造业大国向制造强国转变。各行各业对新材料的需求日益迫切。从而迎来了等静压技术的春天，使其在新材料行业的应用中得到极大的发展。
相比冷等静压技术应用日趋成熟，热等静压技术应用蓬勃发展，温等静压技术由于其特殊的使用环境，使其应用范围相对狭窄、应用水平滞后。某研究院为研发出高性能材料，满足科研生产需要，向我公司提出研制生产一台温等静压设备（温度120℃、压力160MPa,温度波动≤±1℃，压力控制精度≤±2MPa）的需求。XXX型带压后处理设备就是为满足用户需求设计研制的。
该设备使用西门子S7系列可编程控制器、低压电器、传感器等组成设备电气控制系统，使用MCGSE、亚控SCADA软件对设备温度、压力进行工艺配方输入、数据采集存储，动画显示、报警处理、流程控制、监视控制等；使用安全栅隔离、防爆技术组成一套具有先进性、创新性、实用性为一体电气控制系统。实现设备双循环保温、动态压力控制与设备与制品安全隔离等过程控制要求。
2温等静压设备概述
设备由主机系统如图1所示主要由工作缸、机架、工作缸座、导轨座、缸盖操纵器和机架行走油缸等组成。
图1
液压系统由液压站、加热器、伴热器、操作柜以及管路等组成。用以完成设备比例加压、保压（补压）、比例卸压、油加热保温及充排等动作。
电气控制系统由以下几部分组成：导热油箱控制柜、控制柜、桌面式控制台（监控系统、视屏监控系统）、防爆操作柱；分线盒；传感器组成。用以完成设备工艺参数输入、数据采集存储、自动化压制流程。
3温等静压设备电气控制系统设计策略
根据用户对设备的控制需求，考虑到简便、可靠、经济、适用，保证控制方式与控制需要相适应、与通用化程度相适应，以及充分满足被控设备要求，使其具有良好的通用性和灵活性。设备选用大批量工业化生产的PLC、低压电器、通用化程度高的控制电器。采用集中控制系统方案加网络控制技术。采用设备双循环保温、动态压力控制技术；辅以安全隔离栅控制技术、嵌入式通用监控系统、数据采集与监视控制系统（SCADA），实现设备温度、压力的高精度过程控制要求。根据被控制设备控制过程要求，电气控制线路可以具有自动循环、手动调整，保护性连锁、信号指示和故障诊断等功能，以最大限度满足设备正常使用、维护和修理要求。
为了使设备更好的实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，提高效率和产品质量，电气控制系统均选用优质、可靠的电气元件组成。具体采用西门子S7系列PLC+低压电器+富士调节仪+电力控制器+HMI+监控系统共同组成设备电气控制系统。PLC：选用成熟的西门子S7_300系列PLC；输入设备：按钮选用施耐德XB2系列、开关选用欧姆龙E2E系列、温度传感器选用重庆川仪的铂热电阻，压力传感器选用北京力诺天晟耐热压力传感器；输出设备：继电器选用天水213厂JZX系列、接触器选用天水213厂GSC3系列、断路器天水213厂GSM8系列、信号灯选用施耐德XB2系列、电磁阀选用榆茨油研MPW系列;安全隔离栅选用上海辰竹GS85系列;加热控制器选用上海希曼顿PAC系列。
设备电气控制系统组成简单、经济、实用、维修方便;运行安全、可靠。
为了使设备满足以后生产发展和工艺改进需要，在选择PLC容量时，留有适当余量。根据选用输入、输出设备、控制要求，确定PLC外部I/O端口分配。作I/O分配表。对各I/O点功能作出说明。画出PLC外部I/O电气原理图、接线图。依据输入、输出设备和I/O口分配关系，画出I/O接线图。电气原理图中各元件应有代号、编号、功能参数等，并在电气系统图元件明细表中注明规格数量等。
利用TAI_V14编程软件编写控制系统的STL程序。在满足系统技术要求和工作情况的前提下，应尽量简化程序，尽量减少PLC的输入、输出点，设计简单、可靠的控制程序。注意安全保护（检查连锁要求、防误操作功能等能否实现）。
利用TAI_V14在计算机上仿真运行，调试PLC控制程序；让PLC与输入及输出设备联机进行程序调试。调试中对设计的系统工作原理进行分析，审查控制实现的可靠性，检查系统功能，完善控制程序。控制程序必须经过反复调试、修改，直到符合要求为止。
使用MCGS软件组态人机界面。设备的人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，使用RS485网络接口连接。通过人机界面实现以下功能：实现工艺参数的输入与输出；实时压力、温度趋势的显示，历史压力、温度趋势的输入与输出；报表的产生与打印；图形接口控制；报警的产生与记录。
该设备的HMI全触摸屏人机界面具有高清、真彩、可靠、环保、时尚、操作简单等优点。
亚控King SCADA软件组态SCADA系统有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势。它对提高设备运行的可靠性、安全性与经济效益方面有着不可替代的作用。
4结语
该设备机架移动、缸盖升降等液压设备运行平稳无冲击；其容器内可以在1个小时内达到120℃；并且在动态压力过程中，压力，温度波动小。电加热器、热油循环、温度传感器、液位控制器及各阀件均工作正常。具有爆破卸压、手动卸压、自动限压、超温超压报警停机、制品与设备的完全安全隔离等安全措施。SCADA可实现各种数据的实时采集、存储、监视功能，为制品压制工艺提供数据。
该设备的设计实现为我公司等静压家族又添加了新的成员。使我公司的研发水平得到较大的提升。其控制系统采用PLC作为控制核心电气控制系统，该系统是我公司根据市场设计研发的。集先进性、创新性、实用性为一体、使用安全，可靠；维护简单、快速。
参考文献
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论文作者:葛云才
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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