6GK7343-1CX10-0XE0详细说明

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一、搅拌机的配置及运行概况：
液体搅拌机械在化工等行业的生产过程中应用很广泛。
搅拌机械在设计时均是按使用工况的要求考虑一定余量的，而搅拌机在实际使用过程中，则不一定要在较大转速下工作，有很多时间都可以工作在非满载状态；传统的搅拌机通常不进行调节或采用机械方式调速；机械方式调速会增大搅拌机的损耗，同时会使搅拌机工作在波动状态，也使搅拌机设备工作在“大马拉小车”的状态，很不经济。
由泵类设备的电动机在变频调速方式下运行时的功率与其转速（频率）的关系可知：变频器调速方式的节能效果很高，胜过以往的任何一种调速方式，并可通过节能在较短的时间里收回投资。因泵类负载与液体搅拌机负载相似，故通过在搅拌机设备上加装变频调速节能装置则可一劳永逸的解决好传统搅拌机在使用过程中存在的很多问题，并可通过变频节能收回投资。

二、搅拌机变频方案：
根据搅拌机配置及运行转矩大的特点，通常是在搅拌机上加装设一套范用型的变频器调速装置；保留搅拌机原工频系统，并与搅拌机的变频系统互为备用可相互切换使用，工频与变频之间设联锁。
 

三、搅拌机变频调速装置的功能及优点：
1、搅拌机变频节能装置为开环调节；
2、软启动方式可减小启动冲击电流；
3、变频器带有智能保护，故障时可自动停机；
4、可根据不同的工艺采用不同的转速；
5、通过变频调速实现节能：
因为搅拌机的电动机在变频调速方式下运行时的功率与其转速的特性与泵类负载相似，即其运行功率与其转速（频率）的三次方成正比，粘度高的该比例会有所下降（一般会介于二次方与三次方之间）。故使用变频器方式调速时还会获得很可观的节电率。
例：一搅拌机容量：1×75KW ，转速180r/min，实际用160r/min也可；
故，变频节电率=1-1603/1803=0.3=30%或=1-1602/18032=0.21=21%，在21%~30%之间

    时下，众多白酒企业都把技术创新作为企业提高竞争力的根本途径，从而给这个传统产业注入了新的生机和活力。但与其他产业相比，白酒的技术创新能力还比较薄弱，因此，加快技术发展是目前整个行业的当务之急。

    早在1996年，湖北稻花香酒业股份有限公司便与中船重工集团公司*710研究所合作研发了“白酒勾兑成型计算机集散控制系统”，成功促进了稻花香的发展。但随着企业生产规模的不断扩大，该系统已不能满足生产需要。为达到设备控制、过程控制、生产控制之间的“管控一体化”，促进企业生产向“优质、安全、低耗、可循环”的方向发展，实现白酒生产全过程（酒罐存量、勾兑、计量、过滤、输送、灌装）的监测和控制，稻花香与710研究所合作，共同研发了“新一代”稻花香白酒生（文章来源：华夏酒报·酒业网）产管理自动控制系统。

    1 系统构成

    控制系统主要由数据服务器、工程师站、勾兑操作站、过滤操作站、输送操作站及现场I/O站等组成。

    1.1数据服务器运行在32位bbbbbbsNT/bbbbbbs2000平台上，可挂接局域网和广域网，为系统各操作站、工程师站提供数据存取服务，并为网上查询提供数据库。

    1.2工程师站运行在32位的bbbbbbsNT/bbbbbbs2000平台上，可实现系统的组态及监控功能。

    1.3勾兑操作站，即Profibus总线和工程师站及其他站点连接，通过编程控制器控制相应的电动球阀、电磁流量计、勾兑泵、压力变送器完成勾兑过程。

    1.4过滤操作站，原理同上。

    1.5输送操作站，原理同上。

    现场I/O站通过Profibus总线和工程师站及其他站点连接，根据各操作站或工程师站的控制指令，操作控制相应的设备，并向工程师站提供设备状态信号和运行数据。

    控制系统主控设备选用西门子公司的S7-300可编程控制器（图1）。

    2系统设计主要指标

    年勾兑能力大于15万千升；

    销售旺季期间，日勾兑、过滤及输送综合能力大于500千升；

    大力提高勾兑精度，一次勾兑成功率要求达到95（文章来源：华夏酒报·酒业网）%以上；

    提供面向用户的操作界面，强大的功能和简单直观的操作方式；

    向用户提供完整的管理功能、数据报表以及网上查询功能；

    提供灵活有效的报警功能和报警方式。3 关键技术研究

    在整个系统中，为了提高生产效率、降低损耗，进行了两项关键技术的研究：即白酒自动勾兑多管线复合利用和白酒生产过程中的管道余（文章来源：华夏酒报·酒业网）酒双向清理。为实现这两项关键技术，须从管路设计、控制系统、配方分解、复合计量，以及气源的综合利用等多方面进行研究。

    4 勾兑管道设计

    5 过滤及输送管道设计

    6 电气控制设计

    7 自动勾兑控制过程设计

    在工程师站或勾兑操作站输入配方并保存后，通过Profibus总线传送至勾兑操作站临时保存，勾兑操作站即根据配方完成勾兑全过程。系统根据配方的罐号和用量自动起动勾兑泵，自动开启基酒罐、调味罐、软水罐相应阀门和勾兑罐阀门，同时,流量计开始工作。根据流量计的反馈值，当一个基酒罐的用量完成后，自动关闭该罐阀门，起动下一个基酒罐阀门，直至配方用量完成。

    系统在运行过程中，对所有勾兑罐、调味罐、软水罐的阀门、设备状态和液位进行实时监控，当出现阀门异常开启或关闭及液位出现异常变动时，系统针自动停止运行，并向操作提供报警信号，待操作人员处理并排除故障后，方继（文章来源：华夏酒报·酒业网）续运行。

    8 过滤及输送控制过程设计

    每个勾兑罐单独铺设一条管道至管板，通过管板分配后，分别进入过滤机组。每3套过滤机组对应一个生产车间（12台计量罐）。

    过滤控制可以在工程师站和过滤操作员站进行控制，操作只需要在计算机上选择过滤的原酒罐（勾兑罐）和输送的清酒罐，系统将自动完成相应阀门的开启和关闭，并根据缓冲桶的液位自动开启输送泵。

    系统在运行过程中，对所有勾兑罐、清酒罐的阀门、设备状态和液位进行实时监控，当出现阀门异常开启或关闭以及液位出现异常变动时，系统针自动停止运行，并向操作提供报警信号，待操作人员处理并排除故障后，方继续运行。

    9 勾兑控制流程设计

    10过滤输送控制流程设计

    11管道结构设计

    12自动控制设计

    13控制流程设计

    14控制流程说明

    本控制主要用于过滤车间至包装车间清酒管道内余酒的清理，主要作用有三个：较大程度减少浪费，使管道内余酒的利用率提高；较大程度保证质量；提高工作效率。

    控制过程：过滤工作结束后，管道内存有大量的余酒。系统根据计算机的控制指令关闭电动阀D1、D4、D5，开启电动阀D2、D3进行清理。压缩空气经过电动阀D3将管道内余（文章来源：华夏酒报·酒业网）酒挤压并进入清酒罐，该过程达到系统预设的工作时间后，正向清理工作结束，开始反向清理；关闭电动阀D1、D2、D3，开启电动阀D4、D5，反向清理开始，压缩空气将管道内剩下的余酒挤压到次品罐，该过程达到系统预设的工作时间后，结束余酒清理工作，系统自动关闭所有阀门。15 白酒自动勾兑空气搅拌设计

    15.1管道结构设计

    15.2自动控制设计

    在控制系统中，电动阀D1—Dｎ安装在勾兑罐区，空压机、干燥设备安装在空压站。它们之间通过Profibus和工程师站完成通讯。

    16 控制流程说明

    本系统主要用于勾兑罐半成品酒搅拌，使勾兑罐内各种酒液、软水充分组合搅拌。这样既可较大程度地保证酒品质量，还能大幅提高工作效率。

    控制过程：勾兑（文章来源：华夏酒报酒业网）进行到一定程度后，系统根据计算机的控制指令开启电动阀D1Dｎ中的一个或多个电动阀，同时，自动开启空压机和干燥过滤设备，系统开始进行搅拌，进行到用户设定的搅拌时间后，自动关闭电动阀、空压机和干燥设备，搅拌进程结束。系统在工作过

 工艺流程

整个洗涤过程分为进水、洗涤、放水、脱水四个部分，系统从进水环节开始到脱水环节结束共循环三次。

设备运行示意图：（见附图）

A． 系统运行循环三次：**次循环转鼓进水至中水位时开始洗涤；第二、三次转鼓进水**水位时开始洗涤。
B． 洗涤方式分轻洗、标准洗、强洗（按正转、停止、反转、停止四步动作循环至洗涤时间到达）
C． 在20-80HZ频率脱水环节时如转鼓出现运行振动较大，则变频器停止输出至转鼓停止后再从20HZ重新脱水。

3 控制要求及功能

A． 洗涤设备应具备延时停止进水功能（即洗涤水进至中水位或高水位时开始洗涤但不关闭进水阀，直至延时时间到再停止进水）

B． 系统具备停止与急停功能（即系统在运行时按下停止键则终止所有运行，再启动时又从**环节开始。按下急停键时则系统暂停运行，急停复位时系统再从急处继续运行）

C． 洗涤设备的启动、停止、急停操作、参数设定均由人机界面完成。

D． 系统使用变频器简易PLC功能来完成洗衣机脱水环节的多段速度曲线（**段20HZ / 20秒；*二段50HZ/15秒；*三段80HZ/15秒；*四段100HZ/10秒；*五段130HZ/10秒）

E． 洗涤频率加/减速速率2HZ/秒，脱水频率加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒。

F． 脱水过程中如机械振动大于设计要求的振动时，系统应立即停止变频器输出直至转鼓停止后再重新从**阶段开始脱水（由振动开关提供信号）。

G． 变频器中的简易PLC一至五阶段运行频率与运行时间由可编程控制器通过通讯方式设定。

4 系统控制原理

该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制元件组成，可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易PLC程序的执行及其它相关运行参数的传送。PLC与触摸屏通讯实现人机对话，完成相关参数设置、启停操作与状态显示。

5 方案的实现

触摸屏：

通过对厂家参数画面进行相关参数设置，将设备的洗涤时间、洗涤频率、手动脱水频率、自动脱水简易PLC的运行频率及运行时间固化到可编程控制器中，再将运行频率与运行时间等参数通过自由口通讯协议方式传送到变频器中。操作画面上设置诸如设备的启/停、运行时间及运行状态显示。

楞编程控制器：

可编程控制器中编写主机带频率正转、主机带频率反转子程序供洗涤环节调用，编写阶段一至价段五运行频率设定、阶段一至阶段五运行时间设定子程序供厂家修改变频器简易PLC程序中的参数。

变频器:

1) 频率给定通道与命令给定通道均选择串口给定; 主机各运行频率与运行指令由PLC通过通讯的方式发给变频器。
2) 将上限频率与运行频率设为130HZ。
3) 加速时间1、减速时间1（洗涤环节的加/减速速率2HZ/秒）设为65秒，加速时间2、减速时间2（脱水环节的加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒）分别设为260秒和80秒。
4) V/F曲线电压值V1设为35%，频率值设定为20HZ否则电机会因起动转矩过低而无法启动;
5) X1、X2端子设定为选择加/减速时间2功能，系统运行在脱水环节时（X2为高电平）加减/速时间2有效，变频器按加减时间2进行加/减速。
6) X3端子设定为外部停机命令功能，当PLC给出停止命令或振动过大时（X3为高电平）变变频器停止输出。
7) X4设定为简易PLC程序失效功能；系统运行在进水与洗涤环节时（X4为高电平）简易PLC程序不能运行。
8) X5设定为简易PLC程序暂停功能；系统运行在脱水环节时如按下急停键（X5为高电平）简易PLC程序将暂停运行。急停复位后再从暂停处继续运行。

系统控制：

参数设置

A.进入厂家参数画面设置洗涤频率、洗涤时间、延时停止进水时间。
B．进入脱水参数画面设置阶段一至阶段五的运行频率与运行时间。

手动控制

按进水、洗涤、放水、低脱、中脱、高脱的顺序对设备进行独立启、停操作，操作过程中程序运行不受设置的运行的时间与转鼓振动频率影响。

自动控制

A.设置好各运行参数后按下系统启动键，进水电磁阀打开转鼓开始进水简易PLC程序运行为无效。
B．转鼓进水至中水位时洗涤启动，设备按所选择的洗涤模式（轻洗、标准洗、强洗）运行，设定的洗涤时间到达时停止洗涤。
C．洗涤完成后开启放水电磁阀放水，简易PLC程序运行设为有效，放水至低水位时简易PLC程序开始按设定运行速度曲线运行。
D． 如在脱水时出现机械振动大时，接近开关接通（X3为高电平）变频器停止输出，直至转鼓停止后再从阶段一开始脱水。
E． 脱水环节完成后系统自动进入*二次循环（第二、三次循环时进水水位到高水位时再开始洗涤）

6总结

利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的**结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易PLC功能的应用进行**的组合与设计。此方案应用艾默生可编程控制器、艾默生EV1000变频器、深圳人机触摸屏组成自动控制系统，结合艾默生可编程控制器、变频器与人机界面的控制优点，实现了可编程控制器与变频器的通讯功能；可编程控制器与人机界面的实时数据交换功能。从根本上解决设备控制线路繁锁、故障点多、操作复杂等一系列问题；有效的提高设备生产效率与设备性能。经调试与运行测试后能达到客户的设计要求并已投入生产