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摘 要：本文概述了我厂1#丙烷制冷机控制系统的升级改造过程，简要介绍了原丙烷制冷机的控制系统组成和存在问题，着重阐述了新控制柜的硬件和软件。
关键词：丙烷制冷机；Micro Ⅲ控制盘；GForce?控制面板
我厂两台丙烷制冷机是由原美国FES公司（现已被德国GEA集团收购）生产制造的19MXB/16MX型两级螺杆式丙烷制冷机，其控制系统为老式单片系统。自1999年9月投入使用以來始终保持平稳运行的状态，但是随着使用年限增加，考虑到制冷压缩机的运行工况，从安、稳、长、满、优的运行角度出发，需要对该机组控制系统进行升级改造。
一、机组概况
（一）原FES丙烷制冷机控制系统简介
该机组由能量可调式喷油螺杆制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、油泵、油冷却器以及Micro Ⅲ控制盘等部分组成。压缩机下部控制滑阀可实现0% ～100% 无级能量调节，能量调节可以通过Micro Ⅲ控制盘实现全自动或手动控制。
Micro Ⅲ控制盘拥有16个AI通道和4个AO通道，40个开关量输入输出通道，1个LED逆光液晶显示屏组成了机组的控制系统，可以用来监控如出入口压力、油入口压力、油过滤器差压、油过滤器入口压力、油差压、油分离器温度、滑阀位置等机组工艺参数，显示屏内容和操作键盘均为英文显示，对于新手操作有一定的难度。每台压缩机组有两个Micro Ⅲ控制盘组成ComMENT网络，以RS-485/ComMENT网络协议进行通信，其通信速率为2.5Mbps。在2007年，由于轻烃工区DCS中央控制系统升级为DeltaV操作系统，其串口通信卡支持RS-232/Modbus RTU通信协议而不支持RS-485/ComMENT网络协议，因此增设了ComMENT Gateway通信网关实现Micro Ⅲ控制盘与DCS系统之间的通信。
（二）控制系统现状和改进需求
该机组的控制系统，从软件、硬件、通信等各个方面都比较落后，现在该控制系统主要缺点有：
1、年限时间长，稳定性下降，通信经常故障；2、可扩展性差，一些新的点无法加到系统里；3、现场操作不方便，缺少紧急停机开关；4、无存储记忆功能，没有历史趋势功能，不利于对故障和机组的工况分析。
因此，需要通过升级改造以改变现状，经过与GEA中国有限公司联系，升级改造该机组的控制系统，以GEA中国有限公司（原FES公司）最新的产品GForce?控制面板，替换现有的控制系统。
二、新控制系统
最新的GForce?控制面板是专门给FES制冷机设计的新控制系统。该控制器系统是基于微处理器的电子系統，设计用于自动检测各类模拟和数字输入信号，来控制和监测工业压缩机。
（一）硬件概述
该系统硬件组成包括触摸屏、紧急停止开关、处理器集、线路电压监视器、面板温度监视器、电源、CT/4-20电流转换器各1个，还有通用I/O板、数字I/O机架各2个，经过精心搭配和连接集成于防爆柜内的背板上。
紧急停止开关是拍下即刻使机组停止，旋转则使其释放的开关。当被激活时它同时中断压缩机电机和油泵电机起动器输出动力，同时生成一个停机信号。
通用I/O板有16个模拟输入通道。工厂配置程序为每一个输入定义了作用和缩放比例。每个输入都具有跳线，使其兼容1 - 5V的、4 - 20mA的、ICTD（集成电路温度设备）的信号。
数字I/O机架支持多达24个I/O模块。I/O模块与一个完整的LED状态指示灯和输出模块配备有一个内置的保险丝。为了区分电压和功能模块使用彩色编码，交流输出模块是黑色的，交流输入模块是黄色的，直流输出是红色的，直流输入是白色的。
另外有4个模拟输出通道可用，可以用来控制压缩机电机变频、变速风扇或调节控制阀。
（二）软件概述
该控制系统是可以使用PC（个人电脑）和提供的端编程器进行现场编程的，搭配FES监控软件设置在处理器中，并且可以通过固定存储器存储这些设置。所有的报警带有日期和时间戳，所有的模拟输入信号接有故障检测功能。非授权用户无法进行重要的参数配置，程序保存在非易失性存储器上。可以通过MPI协议和控制系统通讯，控制面板特征与功能都可以通过以太网进行远程连接显示。在远程计算机上的所显示的内容与本地显示完全相同。
其操作面板可使用三种方式中的任意一种来进行操作：图形方式、表格方式和经典方式。系统手册和图纸可在屏幕上使用嵌入式PDF浏览器显示，对于通用I / O板诊断的服务操作工具和软件升级工具也包括在内。为了提高操作灵活性，参数设置、系统日志可以保存到一个可移动的USB存储设备并可随时读取。程序更新也可以通过USB端口以同样的方式进行。
三、结语
此次1#丙烷制冷机控制系统升级改造很是成功，新的GForce?控制面板采用全新触摸屏技术，内部核心芯片均采用最新科技成果，小小的主板替代的旧的大主板，接线更方便、线路更清晰，屏幕实现多界面显示，可以中英文切换，更可就地查看pdf格式的资料文件和更精细的历史数据方便维护，增加一键紧急停机开关符合安全安装标准，无处不体现着时代的进步、更新的潮流，更为将来对2#机组的改进提供了依据。
参考文献：
[1]刘建斌，李映霞，张国栋.通信网关在FES Micro Ⅲ与DeltaV系统通讯中的应用[J].中国新技术新产品，2009，10
作者简介：杨涛（1981-），男，汉族，贵州人，硕士研究生学历，机械电子工程专业，工程师；程鑫（1990-），男，汉族，黑龙江人，大学本科学历，自动化专业，助理工程师。
关键词：丙烷制冷机；Micro Ⅲ控制盘；GForce?控制面板
我厂两台丙烷制冷机是由原美国FES公司（现已被德国GEA集团收购）生产制造的19MXB/16MX型两级螺杆式丙烷制冷机，其控制系统为老式单片系统。自1999年9月投入使用以來始终保持平稳运行的状态，但是随着使用年限增加，考虑到制冷压缩机的运行工况，从安、稳、长、满、优的运行角度出发，需要对该机组控制系统进行升级改造。
一、机组概况
（一）原FES丙烷制冷机控制系统简介
该机组由能量可调式喷油螺杆制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、经济器、油泵、油冷却器以及Micro Ⅲ控制盘等部分组成。压缩机下部控制滑阀可实现0% ～100% 无级能量调节，能量调节可以通过Micro Ⅲ控制盘实现全自动或手动控制。
Micro Ⅲ控制盘拥有16个AI通道和4个AO通道，40个开关量输入输出通道，1个LED逆光液晶显示屏组成了机组的控制系统，可以用来监控如出入口压力、油入口压力、油过滤器差压、油过滤器入口压力、油差压、油分离器温度、滑阀位置等机组工艺参数，显示屏内容和操作键盘均为英文显示，对于新手操作有一定的难度。每台压缩机组有两个Micro Ⅲ控制盘组成ComMENT网络，以RS-485/ComMENT网络协议进行通信，其通信速率为2.5Mbps。在2007年，由于轻烃工区DCS中央控制系统升级为DeltaV操作系统，其串口通信卡支持RS-232/Modbus RTU通信协议而不支持RS-485/ComMENT网络协议，因此增设了ComMENT Gateway通信网关实现Micro Ⅲ控制盘与DCS系统之间的通信。
（二）控制系统现状和改进需求
该机组的控制系统，从软件、硬件、通信等各个方面都比较落后，现在该控制系统主要缺点有：
1、年限时间长，稳定性下降，通信经常故障；2、可扩展性差，一些新的点无法加到系统里；3、现场操作不方便，缺少紧急停机开关；4、无存储记忆功能，没有历史趋势功能，不利于对故障和机组的工况分析。
因此，需要通过升级改造以改变现状，经过与GEA中国有限公司联系，升级改造该机组的控制系统，以GEA中国有限公司（原FES公司）最新的产品GForce?控制面板，替换现有的控制系统。
二、新控制系统
最新的GForce?控制面板是专门给FES制冷机设计的新控制系统。该控制器系统是基于微处理器的电子系統，设计用于自动检测各类模拟和数字输入信号，来控制和监测工业压缩机。
（一）硬件概述
该系统硬件组成包括触摸屏、紧急停止开关、处理器集、线路电压监视器、面板温度监视器、电源、CT/4-20电流转换器各1个，还有通用I/O板、数字I/O机架各2个，经过精心搭配和连接集成于防爆柜内的背板上。
紧急停止开关是拍下即刻使机组停止，旋转则使其释放的开关。当被激活时它同时中断压缩机电机和油泵电机起动器输出动力，同时生成一个停机信号。
通用I/O板有16个模拟输入通道。工厂配置程序为每一个输入定义了作用和缩放比例。每个输入都具有跳线，使其兼容1 - 5V的、4 - 20mA的、ICTD（集成电路温度设备）的信号。
数字I/O机架支持多达24个I/O模块。I/O模块与一个完整的LED状态指示灯和输出模块配备有一个内置的保险丝。为了区分电压和功能模块使用彩色编码，交流输出模块是黑色的，交流输入模块是黄色的，直流输出是红色的，直流输入是白色的。
另外有4个模拟输出通道可用，可以用来控制压缩机电机变频、变速风扇或调节控制阀。
（二）软件概述
该控制系统是可以使用PC（个人电脑）和提供的端编程器进行现场编程的，搭配FES监控软件设置在处理器中，并且可以通过固定存储器存储这些设置。所有的报警带有日期和时间戳，所有的模拟输入信号接有故障检测功能。非授权用户无法进行重要的参数配置，程序保存在非易失性存储器上。可以通过MPI协议和控制系统通讯，控制面板特征与功能都可以通过以太网进行远程连接显示。在远程计算机上的所显示的内容与本地显示完全相同。
其操作面板可使用三种方式中的任意一种来进行操作：图形方式、表格方式和经典方式。系统手册和图纸可在屏幕上使用嵌入式PDF浏览器显示，对于通用I / O板诊断的服务操作工具和软件升级工具也包括在内。为了提高操作灵活性，参数设置、系统日志可以保存到一个可移动的USB存储设备并可随时读取。程序更新也可以通过USB端口以同样的方式进行。
三、结语
此次1#丙烷制冷机控制系统升级改造很是成功，新的GForce?控制面板采用全新触摸屏技术，内部核心芯片均采用最新科技成果，小小的主板替代的旧的大主板，接线更方便、线路更清晰，屏幕实现多界面显示，可以中英文切换，更可就地查看pdf格式的资料文件和更精细的历史数据方便维护，增加一键紧急停机开关符合安全安装标准，无处不体现着时代的进步、更新的潮流，更为将来对2#机组的改进提供了依据。
参考文献：
[1]刘建斌，李映霞，张国栋.通信网关在FES Micro Ⅲ与DeltaV系统通讯中的应用[J].中国新技术新产品，2009，10
作者简介：杨涛（1981-），男，汉族，贵州人，硕士研究生学历，机械电子工程专业，工程师；程鑫（1990-），男，汉族，黑龙江人，大学本科学历，自动化专业，助理工程师。