(辽阳石化公司仪表一车间 辽阳 111003)
摘要：本文介绍了西门子S7-400 PLC系统在油气回收装置中的硬件配置、软件功能，以及在油气回收装置应用中故障分析和处理方法。
关键词：PLC；硬件；软件；故障分析；处理
1.概述
油品油气回收装置，主要负责栈台装车时，自动启动油气回收装置，进行油气的回收，同时减少油气对环境的污染。油气回收装置控制系统采用西门子S7-400 PLC，上位机采用STEP 7和WINCC等系统软件用于完成控制软件的组态及流程图画面的编辑等工作。
2.系统硬件配置及软件介绍
2.1硬件配置
油气回收装置控制系统采用西门子S7-400 PLC， CPU、电源及通讯模件采用1:1冗余配置，实现高可靠性，降低故障率，系统结构如图一所示。
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图一油气回收装置的PLC系统结构图
2.1.1电源模块 110V—240VAC输入：PS405 4A，6ES7 405-0DA02-0AA0，2块。
2.1.2冗余可编程控制器中央处理器：CPU414-4H，6ES7 414-4HM14-0AB0，2块。
2.1.3以太网通讯模块：CP 443-1，6GK7-443-1EX20-0XE0，2块。
2.1.4通讯模块：IM 153-2，6ES7-153-2BA02-0XB0，2块。
2.1.5模拟量输入模块：AI Input 12bit 8CH ，AI8x12Bit，6ES7 331-7KF02-0AB0，4块。
2.1.6模拟量输出模块：AI Output 12bit 8CH ，AO8x12Bit，6ES7 332-5HF00-0AB0，1块。
2.1.7数字量输入模块：Input 24VDC 32 Point ，DI32xDC24V，6ES7 321-1BL00-0AA0，2块。
2.1.8数字量输出模块：Output 24VDC 32 Point ，DO32xDC24V/0.5A，6ES7 322-1BL00-0AA0，2块。
控制系统CPU采用西门子CPU414-4H模块，冗余配置，I/O模块选用的是S7-300产品，通过PORFIBUS总线通讯连接通讯模块IM 153-2组成空中网，用以太网通过交换机与上位机进行通讯组成操作网。
2.2 软件功能简介
2.2.1应用软件STEP 7编程软件用于梯形图、顺控表、功能块的编辑组态。
2.2.2应用软件WINCC上位机软件用于流程图、趋势图、报警画面的编辑组态。
2.2.3系统软件 WINDOWS XP 安装运行其它软件的平台。
3.油气回收装置中模拟量和开关量做如下处理
3.1模拟量4～20mA信号输出程序如图二所示。
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图二 模拟量4～20mA信号输出程序图
模拟量4～20mA信号在PLC内部存储在数据块DB12.DBD72中，下限是0，上限是100，通过转换块FC106转换送到中间寄存器MW130中，通过AO模块PQW352地址输出模拟量4～20mA信号。
3.2模拟量4～20mA信号采集程序如图三所示。
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图三 模拟量4～20mA信号采集程序图
模拟信号通过AI模块PIW412地址进入PLC，再通过转换块FC105送到数据块DB15.DBD24中。通过数据块DB10.DBD188中存储的值来设定量程高限值，通过数据块DB10.DBD192中存储的值来设定量程低限值。
4.常见故障现象及处理方法
4.1故障现象：油气回收系统运行后，发现操作站画面上有系统启动和系统停止状态指示，没有系统启动和系统停止状态历史趋势记录，无法知道系统什么时间启动，什么时间停止，系统启动多长时间等信息。
故障处理方法：通过认真分析发现，一般PLC控制系统，模拟量有历史趋势记录，数字量没有历史趋势记录，系统启动和系统停止状态属于数字量，有状态指示就可以满足要求。油气回收系统系统启动是属于部分待机状态，等有装车时系统才是完全启动，增加历史趋势记录是非常有必要的。通过编程实现在历史趋势记录画面增加系统启动和系统停止历史趋势记录，便于故障诊断与查找。
4.2故障现象：在装置大检修期间，PLC控制系统进行维护，需要停电，这时PLC 的CPU数据用电池供电，停电前，检查电池故障报警灯没亮，说明电池电量充足，在检修完上电后发现电池故障报警灯亮，说明电池电量不足。
故障处理方法：针对此故障现象，更换电池备件，消除电池故障报警。经过认真仔细检查，未对控制系统造成影响。进一步分析，得到一个经验，在大检修控制系统停电前，不管电池故障报警灯是否亮，都应先更换电池，以免在停电过程中，电池消耗电量，电量降低，检修完上电后引起电池故障报警。
4.3油气回收系统运行后，发现储油罐液位偶尔会出现液位高高联锁停车，排油电磁阀处于开状态，油没有排出去。
故障处理方法：经过认真仔细检查，确认电磁阀是打开的，排油慢，是因为电磁阀内部结构不是球阀，无法全管径排油，经过改造，把电磁阀更换为气动球阀，球阀上安装开到位和关到位回讯开关，在操作站画面上直观反映阀开关状态，问题得到了解决。
5.结束语
该系统经过对常见故障现象进行一些处理，系统运行良好，联锁系统动作安全可靠,保证了装置的安、稳、长、满、优运行。今后，我们要针对系统运行中可能出现的各种故障进行综合分析，从设计、安装、组态、调试的源头入手，保证系统投运后能正常运行。
参考文献：
[1]西门子S7-400 PLC可编程控制器系统资料
[2]可编程控制器常见故障处理
[3]炼油厂东油品油气回收装置操作说明
作者简介：杜旭刚（1975-），男，2010年毕业于辽宁石油化工大学计算机科学与技术，学士学位，现在就职于中国石油辽阳石化公司仪电中心，工程师，主要从事现场仪表和控制系统维护、组态与故障处理工作。