摘要：
在重庆啤酒的冷冻站气体站监控系统中，除了分离检测参数多外，而且还须把各个工艺设备的运行参数用通讯方式采集到电脑中集中监控，我们利用S7-300 PLC系统中已有的DP总线，通过使用PB-B-MOUDBUS/485总线桥的应用，从而简单有效地实现了此系统要求。
1. 项目概述：
本冷冻站气体站监控系统是用于重庆啤酒股份公司总厂搬迁的新建项目，甲方对此控制系统的自控要求非常高，以此为各个子公司的示范工程。作为重要的生产动力系统，除需监控的工艺过程参数比较多外，还要把主要工艺设备的运行参数用通讯方式采集到电脑中集中监控。
2. 检测及控制要求描述：
系统采用两台计算机作为中控室管理和控制平台，以集中与分散相结合的控制方式。对整个制冷、空压、N2、CO2等系统进行集中监控管理。模拟并显示系统中设备的运行状况，方便操作人员管理整个系统。
在上位机组态画面上可实现如下功能：模拟显示制冷、空压、N2、CO2系统中主要设备的运行状况。显示所采集的温度、压力、流量等参数，自动记录，定时打印温度、压力、流量、电参数等相应报表。设备故障报警，提示故障原因并记录。在上位机上可随时对现场所有控制器中的控制设定值和报警设定值等参数进行设定。
具有分级别的密码保护操作功能。
3. 冷冻压缩机控制部分
3.1 单台螺杆机组自动控制：
由配套控制器现场控制，控制器与上位计算机进行数据通讯。
3.1.1系统多台螺杆机组机及相关设备联网自动控制：
根据数据通讯数据及其它检测数据，对6台空调工况制冷压缩机、2台标准工况制冷压缩机，蒸发器（氨分板换）以及冰水酒精水循环系统采用自动检测控制；主要有：
3.1.2 根据机组吸气压力或蒸发温度或出水温度对该系统的机群进行全自动控制，可以根据机组吸气压力或蒸发温度或出水温度进行单个机组自动开停机，自动增减载。自动根据机组的运行时间或人为指定来确认各台机组的运行优先级；
3.1.3 显示机组运行时的吸气压力、排气压力、喷油压力、吸气温度、排气温度、喷油温度、油加热温度、能级、电机电流、蒸发温度、冷凝温度、总运行时间等参数；对机组的所有非正常运行状态可实现自动保护报警或停机，如泵氨泄漏报警及事故排风机连锁； 压差保护报警；低压循环桶的液位超高报警；冰水流量报警、水温报警；机组其它保护报警；冷冻站氨泄漏报警；报警系统和事故排风机连锁控制;并显示故障名称;
3.1.4 可根据压缩机组排气压力的大小分组控制冷凝器风机、水泵的开停,并自动合理地控制其开启的台数;
3.1.5采用液位控制器（八套：氨分三套，高、低压循环桶各一，进出冷媒罐；冰水罐两台一套）；用电磁阀对桶泵机组液位进行自动控制,实现低液位自动供液，液位超高自动报警，液位连续显示，并联锁该系统的压缩机，设有氨泵欠压自动保护，氨泵的压差保护，报警等。
3.1.6 卧式氨液分离器的液位由液位控制器控制，液位连续显示；
3.1.7 冰水出水温度控制（两板换温度控制系统由板换模块配套自带）;
3.1.8 冷媒泵变频控制(一台) ；
3.1.9 冰水流量、冷媒流量、温差检测位（热量检测）显示积算；
3.1.10冰水、冷却水温度、压力;酒花库温度检测控制；
3.1.11具备远程手动功能及手动－－-自动切换功能；
盘内局部实物图：
4. 空气压缩机控制部分
系统共有6台空气压缩机，两台冷干机。
4.1单台螺杆机组自动控制：
由配套控制器现场控制，控制器与上位计算机进行数据通讯。
4.2 系统多台螺杆机组联网自动控制
4.2.1. 根据缓冲罐压力对机组进行全自动控制，自动根据机组的运行时间或人为指定来确认各台机组的运行优先级，
4.2.2.现场机与中控室上位计算机组态软件进行通讯，在上位机显示运行参数、状态及故障名称，进行数据设定。（显示机组运行时的排气压力、排气温度、油压、油温、能级、电机电流、总运行时间等参数；可以根据机组排气压力进行单个机组自动开停机，自动增减载。对机组的所有非正常运行状态可实现自动保护报警或停机，并显示故障名称。
4.2.3.对系统标准空气流量进行检测；
4.2.4 对冷干机运行时间，温度进行实时监测报警和转换控制。
4.2.5 具备远程手动功能及手动－－-自动切换功能；
5. N2、CO2系统控制部分
N2、CO2机组由机组控制器控制，其工作状况由各机组控制器与上位机通讯显示，部分重要功能参数可由上位机显示控制，如紧急保护停车等；CO2贮罐液位连续显示；N2纯度显示；N2 标准流量显示；CO2标准流量显示；机组运行时的N2、CO2压力、温度、机组油压、油温、电机电流、总运行时间等参数；对机组的所有非正常运行状态可实现自动保护报警或停机，并显示故障名称。具备远程手动功能及手动－－-自动切换功能；
6. 控制系统设计
在中央控室配置有两台操作员站监控电脑,以WINCC组态人机界面。以工艺流程图实时模拟整个冷冻站所有设备的运行状态,提供报警、曲线、表格等功能供分析管理。预留嵌入视频监视功能，预留以太网接口便于上厂级数据中心。
电气控制系统以西门子S7-300PLC为控制核心。采集冷冻站机电设备的运行状态，如低压循环筒、氨液分离器液位、酒精水罐等设备的液位、温度。蒸发式冷凝器、氨液低压循环桶的氨泵、冷媒供给循环为自动控制运行。
压缩机组、空压站、氮气站、二氧化碳回收站、燃气站为独立的控制设备，都具备MOUDBUS/485通讯接口，采用PB-B-MM总线桥把各设备连接到DP总线上，各运行状态数据经S7-300PLC上中控室电脑，集中监控机组的运行状态。
整个系统采用上下位机集中与分散相结合的控制方式。
冷冻站系统压缩机组为自带的控制系统，本控制系统包括除开压缩机外的配电设备的低压电成套控制柜, 主要被控设备包括蒸发式冷凝器的风机水泵，酒精水冰水的循环泵、供液泵，氨泵，排风扇等。
PLC系统所有I/O点留有10%以上余量，预留与管理网连接的以太网接口，驱动程序采用OPC协议，与生产管理系统实现开放的通讯。
7、制冷机组运行参数采集监视
制冷机组是自身配套的控制系统,预留现场通讯总线(RS485)，经过PB-B-MM总线桥把八台压缩机组控制器连接到DP总线上，按压缩机控制器的通信协议把运行状态数据收集到上位机，显示运行参数、状态及故障名称，进行数据设定。显示机组运行时的排气压力、排气温度、油压、油温、能级、电机电流、总运行时间等参数等，并记录重要参数的运行曲线。
每个压缩机主要参数有：
排气压力、排气温度；
吸气压力、吸气温度；
油温、油压、运行电流、累积运行时间。
本控制系统另外设置有：
排气总管压力、排气总管温度；
吸气总管压力、吸气总管温度；
去发酵的排气压力及温度；
酒精水的排气压力及温度；
冰水/脱氧水的排气压力及温度；
8、总线桥硬件组态
在本工程项目中，通过PB-B-MM总线桥把具有MOUDEBUS/ RS485通讯接口的设备连接到PROFIBUS-DP总线上，应用简单，不需要复杂编程，与PLC硬件组态类似。用户依照PROFIBUS通讯数据区和MODEBUS数据区的影射关系，简单编程即可读写数据。
组态过程参照产品手册的事例很容易上手。
以下是本案例的简单组态截图，（共用了五个总线桥）
上述程序简单介绍，把3#总线桥站的1#制冷机组数据采集到DB111数据块里，以便其他程序等使用。注意在硬件组态中的首地址是十进制数512，在程序中是十六制200；功能块SFC14一次最多读32个字节，本段有效数据是48个字节，故分为两次调用SFC14。其他程序段类似。
9、结束语
在本项目当初方案设计没有认识总线桥产品时，这么多的通讯设备需连接入系统，对于系统设计人员来说是非常头痛的事，这主要体现在两点，一是系统硬件上至少要设计三个RS485通讯采集接口，如果直接连接到电脑，那么就不能在PLC上共享数据；如连接到PLC还要增加PLC的通讯接口；另一点是不管通讯连接到那里，编制通讯程序非常复杂且工作难度大。
但是采用了PB-B-MM总线桥产品，上述问题全部迎刃而解。我们认为本工程最大的收获、最大的成功就是使用了北京鼎实创新科技公司的总线桥产品。
