目前,大量的以柴油发电机为代表的发电设备,由于燃烧不充分等元原因所排出的尾气,含有大量的二氧化碳和一部分可供循环利用的氧气及一些其他气体,通过技术手段将发电机组尾气中的二氧化碳和氧气进行分离回收,不仅可以减少设备的二氧化碳排放量,还可以利用回收的氧气进行循环使用,设备的利用率可以得到大幅提高。高可靠性排气分离控制系统是为减少本公司发电机机组排气中的二氧化碳的含量,将机组排气中氧气分离回收,特设立的课题对排气中不同成分的气体进行分离,以提高对排气的利用效率,节约能源,为今后的发展进行技术储备。本文通过对各种自动化设备的比较,选择了西门子S7-300系列PLC搭建控制系统,使用STEP7软件进行逻辑编程,并配备上位机进行监测软件的编制,采用INTOUCH软件设计监测界面,使人机界面更加优化、交动更加便捷。本文详细介绍了控制策略的选择和设计,以及试验验证情况。本文根据排气分离控制系统的功能特点和实际需求,主要开展了以下几项工作:1、控制系统构架设计。采用基于S7-300西门子PLC的控制系统,控制层采用PROFIBUS现场总线进行底层数据的传输用于控制,管理层设置一台监测主微机采用工业以太网进行数据传输用于数据监测。关系到系统的安全性的信号采用硬线进行连接,直接接入控制器,确保安全可靠。控制系统CPU尽量避免大量的数据计算,对于较复杂的查表和浮点运算安排至监测主微机进行,以提高控制系统的实时性。2、结构化方法进行PLC控制软件编制。PLC主要应用于电气控制系统,是面向工业的工控设备,一般控制软件都是按照顺序控制的方式进行软件代码开发设计,很少采用结构化的编程方法。为提高控制软件的标准化、模块化、可靠性、可移植性以及可读性本次设计按照结构化的方法进行PLC软件的编制,在软件的设计过程中按照结构化的方式,通过对控制对象的分析,归纳其共同点实现功能块的抽象和创建,对系统不同阶段的软件的执行情况进行详细设计。3、压缩机驱动电机控制策略设计。使用增压液态分离法对柴油机排气实现液态二氧化碳分离回收,目前所知并没有成功的案例可以借鉴,由于柴油机排气的量并不是一个固定的状态,需要根据柴油机不同的运行工况,排气回收装置控制来分段进行适应调节,既要确保柴油机排气端压力恒定便于柴油机排气,同时需要在压缩机处于稳定工况时保证回收气流量不出现振荡,控制软件通过系统不同的状态特性的分析,选择合适的控制策略实现对压缩机转速及系统内的流量调节阀进行准确控制,克服系统产生的扰动,确保系统安全可靠运行。本套系统经过试验台位的严格测试,通过性能试验、耐久试验的考核,在确保系统安全可靠的前提下,成功地实现了各项功能,各项性能指标满足设计要求。