西门子自动化与驱动集团在国际化工交流会上取得丰硕成果
近日，国际化工交流会在巴塞罗那举行，中国西门子自动化与驱动集团在会上取得丰硕成果，加深了与其他公司的合作。
此次会议吸引了石化与化工业务中心来自美国、新加坡、马来西亚、韩国、中国台湾和中国的160名代表，就化学协会趋势、策略和目标等最前沿的信息进行了交流。
西门子自动化与驱动集团石化与化工中国业务中心总监 AndreasGeiss先生在大会发表了讲话，阐述了中国石化与化工中国业务中心的策略和目标：要在2010年推动西门子成为中国自动化行业第二，并在 2010年底前每年赢得两个百万以上的大项目。此外，AndreasGeiss先生还向听众介绍了中国业务中心的团队构架和一财年的主要业绩。
中国业务中心邀请的贵宾，中国石化工程公司的高级专家黄步余博士也在会上围绕中石化在石化项目中的需求做了一个成功的讲话，开阔了许多与会者的眼界，让大家对中国化工产业的快速发展有了一个新的认识。
通过此次化学交流会，石化与化工中国业务中心和他们的全球合作伙伴和顾客相聚一堂，进行了富有成效的讨论。为了加强联系并就多个问题进行更深入的讨论，3M公司的客户代表团将在4月访问中国。此外，AirProducts也在会上同意今后与西门子在中国气体分离设备的项目上进行合作。
西门子的客户经理们在石化与化工中国业务中心的帮助下，必将成功地拓展业务，为自动化与驱动集团谱写新的辉煌篇章。与会代表对石化与化工中国业务中心的表现给与了高度的评价，并且给他们的演讲内容和演讲质量都打了最高分。
西门子为中国神华煤炭公司提供500MW煤炭气化器
西门子能源公司为中国神华宁夏煤炭工业集团有限责任公司（SNCG）交付了定购5台煤炭气化器中的2台。该类型煤炭气化器第台具有热发电容量为500MW，它们将被运往在中国西北地区宁夏自治区的宁夏煤炭向聚丙烯转换的生产工厂。预计在2010年早期完成后，该拥有5台煤炭气化器的工厂将具有每小时生产540000立方米的合成气，它们随后将转向下线生产线进行处理后生产聚丙烯塑料产品。
西门子公司煤碳气化器长18米，具有内半径3米，重达220吨，它们是世界上最大和功能最强大的产品。这种设备每天能将2000吨的煤气化。在气化器中能处理硬煤、褐煤和其它如生物、石油焦和冶炼残渣等特制，这些将被转换成合成气体，而随后一些诸如硫、二氧化碳等有害环境的气体将被去除。这些合成气体随后也可用于环保型电力发电中，或者作为化学工业的原材料使用，比如在合成燃料的生产使用。
西门子这种500MW煤炭气化器具有直接设计风格、高可靠性水平，它降低了服务需求，能实现快速启动和关闭。
西门子工厂自动化传感器推广会议成功召开
近日，由西门子自动化与驱动集团传感器与通讯部主办的工厂自动化传感器东北区推广会议在沈阳商贸大厦成功召开。参加此次会议的客户来自不同行业，包括：汽车、机械、钢铁等，其中涵盖了最终用户、设计院、集成商。值得一提的是，部分大专院校的师生也慕名前来参加此次活动。虽然前来参加会议的客户不同，但他们都对西门子自动化传感器技术表现出了浓厚的兴趣。
工厂传感器部门经理陈江宁先生为大会作了精彩的开场讲话，他为到场客户介绍了工厂传感器的产品种类和在不同行业的应用案例。西门子工厂自动化传感器包括接近开关、安全产品、射频识别、机器视觉四类产品，目前在国内的汽车、烟草、钢铁、机械以及物流等行业都有成功应用。西门子工厂自动化传感器系列产品品质优良，其在业内也拥有相当强大的竞争实力。西门子可以为客户提供最优化的解决方案并最大限度的满足客户的需求。
会上，来自新加坡的机器视觉专家 Sim Wee Lee先生为到场客户介绍了二维码技术在实际中的应用，二维码技术是传感器技术的一项重要的创新应用，使传感器家族中的一支生力军。它的问世，为传感器技术注入了一股新鲜血液。由于二维码技术是一项先进且创新的技术，因此，还有很多客户对其缺乏详尽和透彻的了解。通过此次会议的相关介绍，客户们对西门子二维码技术有了更多的了解及认识，这对他们在今后应用此项技术是至关重要的。
此外，西门子技术支持工程师贾财潮博士在会上介绍了西门子通用机器视觉产品并向客户进行了Demo演示，产品Demo的演示为客户们提供了一个很好的平台，使他们可以近距离的接触产品，并通过工程师的现场显示，直观了感受到了西门子通用机器视觉产品的工作模式，更加切身的了解了西门子的先进技术。工程师还在问答环节与客户们进行了热烈的技术交流，回答了与会人员的提问，客户们也都积极参与，大家踊跃发言，气氛热烈。
东北区销售经理杨同录先生为此次会议作了总结性发言。 通过此次活动，西门子工厂自动化传感器概念进一步深入人心，同时，我们也与东北区客户加强了联系，为进一步在东北区推广业务打下了良好的基础。
与会客户纷纷表示，此类活动为他们了解西门子技术提供了很好的平台，他们很多在实际应用中的问题都通过在会上的交流和沟通得到了很全面很透彻的分析，客户们希望西门子公司可以在今后多多举办此类活动。
西门子自动化系统部得污水处理厂项目
六月份，西门子自动化系统部成功赢得了烟台套子湾污水处理厂项目。这次项目的总包方是德国帕萨旺-洛蒂格环境集团公司，采用了西门子PCS7控制系统，共17套AS417-4H冗余控制站。
在该项目中，用户采用PCS7作为控制系统。它的先进性和可靠性在满足用户节约能源、提高生产效率、保护投资需求的同时，也为用户提供了更为便捷的操作与维护途径。在此次项目中，西门子各部门的通力合作不仅使西门子PCS7再创佳绩，而且突显了西门子产品的竞争力和吸引力。
烟台套子湾污水处理厂是山东省环境治理工程的重要组成部分，包括兴建一个日处理量为16万吨的新厂及老厂的升级改造。用户需要一套先进、高效的自动化系统提高工厂运行质量，降低运行费用，西门子成为该用户的最佳之选。
首钢搬迁支持绿色奥运—西门子提供技术支持
按照国家发改委的要求，首钢要从北京石景山区搬迁到河北唐山曹妃甸地区，这并不是简单地把污染迁出北京，而是要建设一个科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新一代钢铁厂，成为具有21世纪国际先进水平的精品板材生产基地、循环经济和自主创新的示范基地。
在首钢曹妃甸项目炼钢、连铸、焦化、热轧及加热炉系统合公辅部分的自动化系统的竞争中，西门子依靠控制系统完整性和先进性以及TIA的控制理念，使整个系统配置的性价比大幅提高。经过多次的技术、商务交流与比较，西门子赢得了客户的信任。自动化系统部所提供的PCS 7+PLC+NET产品总量超过4000万人民币，其中，过程控制系统采用了最新版本的SIMATIC PCS 7 V7.0，大大增强了硬件的性能和系统的整体功能。
首钢京唐公司钢铁厂项目焦化工程A焦炉
数字调速器在乙烯装置中的应用
摘要首先介绍了WOODWARD505E数字调速器的硬件结构和软件功能，然后讲述了抽汽式蒸汽透平的结构和工作原理。最后结合实际应用，详细描述了天津乙烯装置裂解气压缩机透平和丙烯气压缩机透平转速控制中505E的程序组态及应用情况。
关键词 透平转速 控制比例/限制器 蒸汽图 抽汽控制 斜面控制
1 引言
天津石化公司烯烃部乙烯装置是由日本东洋公司总承包建设的14万吨/年乙烯装置，于1995年投料开车并于2001年进行了扩能改造，目前的设计生产能力为20万吨/年。它的关键生产设备三大压缩机组即裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压缩机均是由蒸汽透平驱动的。透平转速控制系统采用的是美国伍德沃德(WOODWARD）公司的505（E）电子调速器。
2 WOODWARD电子调速器简介
WOODWARD505/505E电子调速器是以微处理器为基础的控制器，可以控制各种型号的蒸汽透平。其中，505E调速器可控制单抽蒸汽透平及补汽透平，比505调速器多出抽汽控制功能。二者都可以在现场通过内嵌的菜单式软件组态，既可以作为独立控制器使用也可以与DCS等控制系统相结合使用。
2.1伍德沃德505E电子调速器硬件介绍
天津乙烯的505E调速器系列号为：8238— 009，机箱内有电源卡、CPU卡、带输入/输出端子的I/O卡、继电器输出卡。在505E的盘面上有一个带26个双功能键的操作键盘和一个用来显示操作状态和信息的液晶显示屏。505E电子调速器上主要的输入/输出信号如下：
（1）两个转速输入信号。接收转速测量探头输入的频率信号，信号范围：500Hz～12．050kHz。
（2）4个4～20mA输入信号：抽汽压力信号(用于输入透平抽汽/进汽压力测量信号）、千瓦输入信号、串级输入信号和远程输入信号(用于控制转速参考值）。
（3）6个电流输出信号。有两个输出信号用于控制透平的高压缸阀门（HP阀）和低压缸阀门（LP阀）；其余4个电流输出信号可由用户根据需要在505E编程时选择其它输出功能：如转速测量值、转速参考值、抽汽压力输入值/参考值、高/低压阀斜面位置等。
（4）16个状态输入信号。其中有6个是保留的干触点输入信号，分别为：外部紧急停车信号；报警清除信号；发电机断路器/主断路器辅助触点信号；增加/降低转速参考值等。其它10个是由用户编程定义的干触点输入信号，可由用户根据需要从以下15个信号中选择：外部停车信号、外部启动信号、打开/关闭HP阀信号、打开/关闭LP阀信号、增加/降低抽汽压力参考值、转速测量装置故障超驰、超速实验信号、空载/额定切换信号、投用串级控制、投用远程控制、增加/降低串级信号参考值等。
（5）8个继电器输出信号。第1～3个分别用于调速器报警信号输出、电气超速跳闸信号、调速器停车信号输出；其余5个继电器输出信号可由用户根据具体需要在编程时选择其功能输出：如透平转速已达到最大控制转速、转速开关、远程过程控制、抽汽压力信号故障、HP/LP阀斜面开关及用户设定的与系统操作有关的手动设定值等。
2.2伍德沃德505E电子调速器控制软件介绍
以微处理器为基础的505E电子调速器在控制系统软件组态上具有很大的灵活性。用户可以根据现场的实际情况灵活地选择合适的控制功能模块组成各种控制系统来满足不同的控制要求。505E电子调速器提供的控制功能程序模块共有17个，在这17个程序模块中，前6个程序模块必须进行组态编程；其余的11个程序模块根据具体的应用确定必须选用或不能选用。这17个程序模块和它们的基本功能介绍如下。
必须选择的模块：透平启动模块(选择透平启动方式）；转速控制模块(选择与转速控制有关的信息）；转速参考模块(选择与转速参考设定点和超速跳闸点有关的数据）；抽汽控制模块(设置抽汽蒸汽图数据及转速控制优先还是抽汽控制优先等）；触点输入模块和停车逻辑模块。
根据需要可选或不能选的程序模块：阀斜面控制模块、Droop模块(设置不等率）、临界转速模块、空载/额定转速控制模块、单位模块、远程控制模块、串级控制模块、继电器输出模块、手阀继电器输出模块 (用执行机构输出值来控制继电器输出）、模拟读出模块、RS-232通讯模块。
505E调速器的控制系统一旦选定后，除非透平的控制方案需要改变，否则用户不需要再使用编程方式，而选择运行方式去操作透平，启动和停止机组。
3伍德沃德505E电子调速器在天津乙烯装置中的应用
天津乙烯的裂解气压缩机GB201和丙烯制冷压缩机GB501的驱动透平是抽汽凝汽式透平.
抽汽式蒸汽透平具有一个高压缸和一个低压缸，各由一阀门控制。驱动主蒸汽通过高压缸阀门（HP阀）进入透平内。在高压缸的下游端可以向外抽取蒸气，并通过减小低压缸阀门（LP阀）的开度加大抽汽量。也可以让蒸汽进入LP级，由LP阀门控制蒸汽进入,即LP阀打开，让大部分蒸汽进入LP级，而少量的蒸汽被抽出。蒸汽从HP阀进入高压缸后，部分蒸汽被抽出，其余蒸汽通过LP阀到低压缸，经过低压缸从尾部排出后进入凝汽器变成凝结水，从而完成一个完整的做功过程。
在这里，我们使用安装在中央控制室的 WOODWARD505E调速器来控制这两台透平的转速,操作人员可以随时从调速器液晶屏幕上查看转速、抽汽及HP、LP阀等关键数据并进行相应操作，还可在DCS上或通过现场盘按钮实现远程操作，控制透平的运转状态。下面我们以裂解气压缩机透平GBT201和丙烯制冷压缩机透平GBT501为例介绍 505E调速器的使用情况。
3.1裂解气压缩机透平的转速控制
裂解气压缩机透平GBT201是由产自裂解炉的11MPa超高压蒸汽驱动的，中间抽出3.4MPa高压蒸汽的抽汽凝汽式蒸汽透平。505E调速器根据测量到的透平转速信号和进汽压力信号，按照转速控制优先的原则调节透平转速满足压缩机对转速的需要。
我们知道裂解气透平的转速控制主要由505E中的转速控制、抽汽控制、转速参考、比例/限制器、远程控制、阀斜面控制等控制模块组成的控制系统来控制。
这些模块将根据我们所作的控制组态来完成透平转速的控制。
（12）REALAYOUTPUT（继电器输出）：
设置LP≥99.9％，转速≥700rpm及转速≥5057rpm时分别对应1＃、2＃和5＃继电器励磁。
（13）HANDVALVES（手阀）：
启用手动蒸汽阀功能，并设定HP≥30％时4＃继电器带电，关回到25％时断电。现场并未使用余外的手动蒸汽阀，这里仅是为配合ESD紧急停车系统而启用的一项辅助功能。
（14）ANLOGREADOUT（模拟量读出）：
设置1＃模拟量读出为转速输出，且4～20MA对应0～10000rpm。转速输出信号送至DCS系统显示。
3.1.1控制组态
在GBT201透平的转速控制程序中，我们选择的控制组态为：
（1）TURBINESTART（透平启动）：
选择自动方式。打开T&T截止阀后，按调速器键盘上的RUN键，LP阀全开，HP阀将按慢慢打开，直到调速器开始控制透平转速。
（2）SPEEDCONTROL（转速控制）：
选择两个MPU，转速齿轮齿数为60，MPU齿比1：1，执行机构(HP和LP阀）接收信号为4～20mA。
（3）SPEEDREFERENCE（转速参考）：
设定最大转速参考6961rpm，超速跳车转速6545rpm，最大控制转速6248rpm,最小转速参考5057rpm，速度慢变率（正常调节时的速率）4rpm/sec，速度快变率（临界区使用的速率）10rpm/sec。
（4）EXTRACTIONCONTROL（抽汽控制）：
设定抽汽输入取反，给出抽汽数据（用相同的量化单位设定蒸汽图范围），选择转速控制优先，设定最小抽汽输入为0(4mA），最大抽汽输入为18000(20mA）。
（5）CONTACTINPUTS（触点输入）：
选择“外部运行”为4＃触点、“额定/空载”为1＃触点、“启用远程控制”为2＃触点等输入信号。
（6）SHUTDOWNLOGIC（停车逻缉）：
选择HP和LP执行器过流、欠流及抽汽信号丢失等停车逻缉，即当出现其中任一种情况时调速器都将发出停车信号。
（7）VALVERAMPCONTROL(阀门斜面控制）：
设置HP和LP阀门斜面变化率分别为0.5%/sec和1%/sec。
（8）CRITICALSPEEDS（临界转速）：
设置两段临界转速，分别为1680～2900rpm和3100～5000rpm。
（9）IDLE/RATED（空载/额定）：
设置空载转速1000rpm，额定转速5057rpm。当外部的IDLE/RATED开关闭合后，转速将按2rpm/s的速率从1000rpm上升到5057rpm。
（10）UNITS（单位）：
改变压力单位为KPA。
（11）REMOTEPROCESS（远程控制）：
设置4MA和20MA输入时的参考转速及参考转速上下限均为5057rpm和6248rpm，控制速率设定为2rpm/sec。
通用变频器的技术与发展日益高涨
在新市场应用的不断扩大之中，原先的各种变频器的应用方面的技术进步也同样突飞猛进，系统装置本身及其运用形态也更趋向自动化。为此用户对变频器的要求也必然随着各用途市场的动向而变化。对于一般的通用变频器在某些应用上还存在着功能不足的情况，为填补此差距，有不少用户不得不利用程序控制等系统方面的措施来弥补。这是由于变频器厂家对产品的通用性能方面过于重視所至，而且各家提供同样类似的功能也使变频器趋向于便于统一使用的方向。但在近来各变频器应用系统显现出特殊化应用的趋势，若还是单纯地只意识到其通用性，则难以对广大特定用户提供方便使用的变频器产品。为此三垦把能随时提供尽如人意予以对应的变频器作为这次开发的设计指导思想，从而把 SAMCO-vm05系列予以了产品化。
随着电力电子器件和控制技术的不断应用，通用变频器作为以实现产业机械为主的自动化、省力化、节能化的交流调速装置而得到了迅猛发展。由于对通用变频器技术进步的期待日益高涨，而使其的应用不仅在工业生产方面，而且在健康/医疗设备、娱乐装置、环境/生活方面的装置及家用领域的使用也得以不断扩大。
纺织企业开辟高新技术电机节能新路
电机系统节能工程是国家发改委启动的十大重点节能工程之一。近十年来，各个纺机企业在设备电气控制部分的制造中广泛采用变频调速节能技术，并在风机、加热系统、压缩机等通用设备系统上采用变频调速节能措施，使纺织机械设备的交流电动机变频工艺调速技术得到全面推广。据有关专家预测，“十一五”期间，如果我国纺机设备的电控系统运行效率提高两个百分点，将实现年节电能力达2000千瓦时的目标。
业内专家对目前纺织企业运行设备调查后认为，我国纺织企业使用的70～80年代生产的设备占所有设备的30%左右，但总耗电量约占 30%～50%。其中，交流电动机占75%左右。现在我国纺织企业各类电机的运行效率加权平均值比国外低3～5个百分点，加热系统和泵的效率要比发达国家低2～3个百分点，整体所用的电机驱动系统运行效率比国外低近20%。如果按电动机总容量的10%进行改造，按年平均运行4000小时计算，节电率可达 20%～25%。由此可见，电机系统节能是目前我国纺机设备节能市场上最具商业潜力的领域。例如，郑州纺机公司近年开发的日产200吨及200吨以上涤纶短纤维成套设备采用了大量变频调速节能技术和信息传感技术，使这种大容量涤纶短纤维成套设备实现了减少投资成本和运行成本的目的，具有较好的经济效益。在同等产能情况下，一条200吨/日生产线与两条100吨/日生产线相比，用户能减少32%的投资、53%的占地面积和40%的人工费用。另外，宏大研究院开发的高速粘胶长丝连续纺丝机，由于采用了伺服电机、PLC、人机界面等技术，可将纺丝成形、水洗、烘干上油、卷绕成筒等多道加工工序集于一身，使整个工艺过程时间大大缩短；采用管中成形的方式使纺速提高到140米/分钟。目前，高速粘胶长丝连续纺丝机要解决连续纺丝用原液的质量指标、高速纺丝工艺参数、后处理辊筒材质的选择及加工、卷绕机构及筒子成形等技术问题。高新技术的采用为提高纱线品质与生产率、减少用工、提高劳动生产率提供了物质保障。
纺织行业在我国能耗行业中，虽然能耗量不及电力、能源、造纸等行业，但在所使用的电动机总容量中，只有不到20%的电动机是带变频控制的。我国纺机行业的频控制电机市场占有率不足15%，而我国的变频器市场在过去10年内却保持着26.8%的高速增长。今后10年，我国纺机设备的变频器需求仍很旺盛。随着控制技术、节能技术的应用趋于成熟，纺机行业所占有变频器的市场潜力将达到50亿～100亿元。近几年，大量新技术的采用提高了我国纺织行业的装备水平，在这一点上，机电一体化水平较高的剑杆织机和喷气织机成套设备效果最为明显。电子式剑杆织机和喷气织机，在各运动机构机电一体化技术中主要有电子送经、电子卷取、引纬系统、选纬系统的机电一体化。电控系统优化控制各机构运动，提高工艺适应性，使设备具有自动变换织物设计、自动检测分析织疵、自动调整纬密误差等功能，解决了纺机电子多臂、电子提花装置、电子储纬器、电子选纬器等关键配套件的高速适应性，提高了织机的运行速度和效率。
在我国电机市场上，世界各国的产品纷繁林立。其中，40%是日本品牌，30%为欧美品牌，另有10%是中国台湾地区品牌，国产品牌的市场份额仅占 20%～25%。我国纺机制造业所使用的绝大部分电控系统的高压变频器、PLC、伺服等主导品牌都是西门子、ABB、东芝、三菱和LG，低压变频器则是西门子、ABB和三菱等市场主导品牌。虽然国内森兰、利德华福、合康亿盛、山东风光、惠丰等产品的品牌效应正在逐渐形成，台湾的台达、康沃、普传等品牌在大陆的发展较好，但与国外的西门子、ABB等知名品牌相比，国产电机在通用性、稳定性上与世界品牌的产品还存在较大差距。因此，提升产品性能，尤其是提高产品的功效成为我国电机生产企业必须认真对待的问题。对此，业内有关专家指出，国产纺织机械行业的发展出路在于针对市场需求重新定位，采取与国外企业相互合作、相互促进的方式，从开发中、高档产品和精密零部件，增加产品附加值，增强稳定性，缩短更新周期，降低生产成本和提高性价比等方面入手，努力研发具有自主知识产权的产品技术。同时，国内企业之间要加强区域协作，实现产品合作开发，尽快填补国内纺织机械高档产品市场的空白。
西门子为宁波钢铁公司新建板材厂提供驱动与自动化系统
中国钢铁制造商宁波钢铁公司授予西门子公司一份合同，为其新建长4.3粘的钢材车间提供驱动与自动化系统。新建工厂所有使用的系统与零件是Siroll PM解决方案的一部分，该解决方案主要用于板材的生产研发。整个钢板材轧压车间调试工程预计将于2009年底完成。
宁波钢铁公司位于浙江省宁波市，该公司当前正在建设一座新的钢板材制造工厂，该工厂将用于生产宽度达4.3米的金属板。该类型产品主要用于轮船建设中。新建工厂的年生产量将达160万公吨，它将安装两个步进式加热炉、一个双机架轧压厂、热矫直机、冷却机床、剪切操作部分和成品间。
西门子公司将负责新建工厂的工程制造及向整个轧压车间的提供驱动与自动化系统。此次西门子公司供应范围也包括轧压车间和热矫直机的所有处理模板，同时提供成套自动化和仪器以及提供用于材料从热炉到剪切操作之间的跟踪系统。整个轧压车间的主要电机将采用Sinamics SM 150 DC联结转换器进行供电。
SIMATIC控制系统在石油钻井中的应用
摘要(Abstract)随着电驱动钻机在油田应用的普及,作为其控制核心的PLC及其通讯应用的越来越广泛.本文结合石油钻井设备控制系统的具体实例，概括了利用西门子SIMATIC300进行系统集成的设计方法。
1 引言
该项目使用SIMATIC控制系统应用在 ZJ30DB、ZJ50DB、ZJ70DB变频电动钻机上。选用西门子SIMATIC300系列CPU作为变频电动钻机的控制核心，PLC与变频器的通讯采用Profibus总线。由于高可靠性及野外操作对维修带来的复杂性要求，系统具有冗余备份和远程监控功能。
2 系统介绍
该钻井设备布置分为五个区域:钻台区、泵房区、动力及电传动区、固控区、油罐区。钻台区布置有绞车、转盘、顶驱、司钻室、司钻偏房等，为危险作业区，整个区域的电气均要求防爆。泵房区布置有泥浆泵组、电动灌注系统及钻井液管汇;动力及电传动区布置有柴油发电机房、气源净化装置房、辅助发电机房和电控房;固控区布置有泥浆循环罐、泥浆净化设备及套装水罐;油罐区包括油罐、泵、管线。由于钻台区为危险防爆区域，按照国际及国家有关标准，其他区域距离井眼的长度至少在50米以上。整套PLC控制系统分别布置在电控房和司钻室，其中电控房内包括两台相互冗余的CPU和一套ET200M，司钻室包含一套ET200M。电控房内布置有:PLC控制柜、发电机柜、整流柜、 VFD柜及MCC柜。司钻室集钻机机电、气、液控制于一体，除了包含一套ET200M的电控柜外还包括主控制台和辅助控制台，具有钻机操作和钻井参数实时显示、电气系统运行监控与显示、声光报警、故障指示等。控制系统可以完成对5台600kW以上电机(其中包括3台泥浆泵电机、1台绞车机和1台转盘电机) 的控制和相互之间的联锁控制;还包括对发电机柜、整流柜及钻台传感器的数据采集、控制和报警、故障显示。在钻井过程中，对绞车和转盘的可靠性要求较高，如果绞车或转盘发生故障，在短时间内不能修复，则有可能造成井壁坍塌的大事故，因而系统具有冗余备份的功能。
3 控制系统构成
控制站具有冗余备份功能，由两个 SIMATICCPU315-2DP模块构成;采用ET200M将现场输入输出点通过Profibus总线连接到控制站，并通过Profibus总线与5 台ABB变频器通讯;经理室采用SIMATICWINCC软件通过S7协议与控制站通讯;并在控制站通过MPI口外接SIMATICTC35T以实现远程维护。
4 系统功能
整套钻机的钻井工艺概况如下:
绞车装置主要用于起升、下放井架、底座、大钩及钻杆;转盘装置用于钻杆的上扣、下扣以及旋转钻杆带动钻头切削岩石;泥浆泵装置将高压泥浆通过管汇注入钻头，不仅起润滑、冷却钻头的作用，还将夹杂着岩石碎屑的泥浆带回泥浆净化系统以便重新使用。
整个钻机系统的功能主要包括:
(1)通过Profibus总线，实现S7-300CPU与ABB变频器之间的通讯，以完成对相应电机的控制。
根据传递参数数量确定PPO类型,编写相应的通讯程序。对关键钻井工艺过程实现安全联锁，若发生故障，在操作台面板上给出声光报警,并在MP370显示面板上给出报警或故障提示。
由于方案是初次使用西门子公司的PLC控制系统，整个系统的通讯采用Profibus电气网络，系统中的司钻室距离电控房较远(60m)，系统初始设置通讯速率为1.5Mbps，但在现场调试过程中发现设置在司钻室的分布式I/O从站时常有通讯中断现象，而按照设计要求位于总线终端的中继器和总线连接器的终端电阻都置于“ON”位置。这让现场调试、故障查找及排除花费了较长时间。但按照手册查找，通讯速率应可达12Mbps，系统中设置通讯速率为1.5Mbps通讯应该可靠，但将波特率降低至 500kbps，系统长时间运行安全可靠，再无通讯故障现象发生。这说明系统的通讯质量存在问题。经分析，从电控房到司钻室的通讯线受到动力线的干扰较大。
如何根据网络的拓补结构、总线的硬件连接情况确定系统可靠安全运行的通讯速率以及如何优化，这些困扰摆在我们面前。目前，西门子公司已推出用于检测Profibus系统通讯质量的专用仪器，根据监测结果来改善拓补结构和硬件接线，便于设备安装、调试、故障定位与维护;另外，从性价比方面考虑，采用光纤通讯也是一种可行方案。从现场设备的调试和运行情况来看，SIMATICPLC控制系统的可靠性和灵活性有目共睹，相信我们会有更多的设备来使用SIMATIC控制系统。
(2)泥浆泵控制:操作员操作司钻室的面板通过ET200M的 Profibus-DP将信号传递到控制站S7-300CPU模块，控制三台泥浆泵的风机、喷淋泵、泥浆泵主电机的启动、停止、速度给定以及相关的联锁保护。由于电机功率较大，要求强制风冷。泥浆泵风机启动后，当其风压开关闭合即建立风压时，方可启动泥浆泵主电机。
(3)绞车控制:使用脉冲编码器通过FM350模块计算大钩高度，对最高位、最低位进行限位，防止“上碰下砸”;具有“自动控制”功能，可根据速度给定手柄的位置确定是否处于自动区域(手柄全行程的 0～20%，80%～100%)，处于自动区域可自动控制大钩的运行速度以及停止位置;可选择高速、低速、超低速三种速度选择范围以适应不同工况;在起升、下放井架、底座时由于负载重量比较大，使用“超低速”速度选择方式(0～60rpm)，而且在起升、下放时，系统具有能耗制动功能，使得操作平稳、可靠。
(4)转盘控制:采用Profibus-DP协议通讯，可控制转盘变频器的速度给定值、扭矩限定值，并给出变频器过流、过压报警。
(5)软件冗余:当由于供电单元、背板总线、主站、硬件或软件引起的CPU发生故障、冗余备份总线电缆、冗余从站接口通讯中断或冗余从站接口发生故障时，通过 SIMATICSoftwareRedundancy软件-简单的软件机制就可使一个发生故障的主CPU由冗余CPU接管过来，这对主备系统切换时间要求不高、而采用冗余备份系统或其他特殊高可靠性系统不是绝对必要(从性价比方面考虑)的系统是比较适合的。采用这种软件冗余备份方法，可有效地提高系统的可靠性;
(6)远程监控:通过GSM无线通讯网络可实现远程监控。由于石油钻井设备应用现场的特殊性(可靠性要求高，生产现场比较偏僻、环境恶劣)，现场服务不可能迅速快捷，维修成本相应较大。在远程终端通过 SIMATICTELESERVICE软件，可在线实时分析故障原因并实现远程软件升级。这样可更有效地使用资源、提供快捷服务、大大较少维修费用和维护时间、增强了设备的经济性;
(7)人机界面:两个人机界面显示面板分别设置在电控房和司钻室。通过PROTOOL软件组态,显示设备运行状态以及各个电机的运行逻辑状态，监控现场设备的运行，设有故障页显示,便于故障定位和维护。
(8)历史归档及报表打印:由设置在经理室的PC机完成。采用SIMATICWINCC软件编制，使用Microsoft公司的SQLSERVER作为数据库管理的工具，VISUALC实现对历史归档数据的查询、动态画面的组态，可实现报表、趋势、报警打印功能，为管理人员分析数据提供帮助。
5 结束语
整套系统实现了钻井设备的分布式集中控制。设置在电控房内的S7-300CPU，通过现场的分布式I/O模块采集设备状态、控制现场设备的运行，具有复杂程序控制和常规联锁保护功能，并通过两台显示面板实现现场设备的运行状况的可视化，系统还具有历史归档和报表打印功能，使整个系统具有较强的技术优势和竞争力。
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