西门子6ES7352-5AH01-0AE0性能参数
PLC:
(1)从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的。
(2)连续PID控制等多功能,PID在中断站中。
(3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
(4)也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行。
(5)PLC网格既可作为独立DCS,也可作为DCS的子系统。
(6)大系统同DCS。
(7)PLC主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
DCS:
(1)分散控制系统DCS集4C(Communication,Computer, Control、CRT)技术于一身的监控技术。
(2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键。
(3)PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
(4)是树状拓扑和并行连续的链路结构,也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
(5)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。
(6)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。
(7)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。
(8)用于大规模的连续过程控制,如石化等
1 引言
钢铁行业煤化工厂焦处理工艺存在着操作点多,设备分布比较松散的特点,在满足工艺要求的前提下,尽量减少劳动定员和劳动强度,是自动化工程技术人员的课题。随着信息技术和网络通讯技术的飞速发展,充分利用自动化及网络技术就可以得到解决。
2 工艺描述
在攀钢煤化工厂1#焦炉易地大修项目中,整个焦处理按工艺流程可分为运焦、筛焦和储焦、放焦、焦处理除尘等几部分,运焦主要是完成从新1#焦炉生产处理的焦炭及时运送出来;筛焦主要是将焦炭进行筛选分为小于5mm、5mm~10mm、10~25mm、25~80mm、大于80mm等几种不同规格的焦炭;储焦主要是对筛选后的焦炭按照不同大小分别储存放在不同的储焦仓内,放焦主要是根据炼铁厂的需要,把焦炭从储焦仓内放到皮带运输机上运送到不同的目的地,或者把焦炭从储焦仓内放到火车或汽车等运输工具将不同规格的焦碳输送给客户。另外,由于焦炭在使用皮带运送过程中粉尘较大,为了保护环境和现场工人的身心健康,该系统设计了一套除尘系统。
3 系统配置
攀钢煤化工焦处理工艺采用了施耐德电气公司的Quantum系列控制柜作为过程控制系统。各控制分站负责现场设备的数据采集和控制,并通过操作员站对现场设备的运行情况进行实时监控管理,可对整个系统的设备进行监视和集中控制。
3.1 系统硬件配置
(1) PLC控制柜
施耐德电气公司Modicon Quantum系列I/O架构可用于三种主要体系结构,以满足控制系统的要求:本地I/O、远程I/O(RIO)和分布式I/O(DIO),本系统采用远程I/O结构。由于所控制的设备比较分散、距离较远,另外,系统还采用光纤中继器的点对点RIO通信方式,这样可以增强整个网络的抗杂波干扰能力,提高整个控制系统数据交换的稳定性。
攀钢煤化工厂的焦处理控制系统共有5套PLC柜,其中1#主站安装有一块CPU板,其余均为I/O柜,并且1#、2#、5#柜内各有2个分站,所以本系统共有一个主站和7个分站。
主站有一块CPU板,它可与Concept软件兼容。为了便于与其他设备进行通讯,安装有一块以太网模块是140 NOE 771 11,它使用Ethernet TCP/IP协议与操作员站、工程师站进行通讯,它的传输速率为10/100Mbps。
系统上的每个分站都安装有一个MA-0185-100分支器进行,由于4#站和5#之间的距离较远,为了确保通讯顺畅,我们采用光纤、光纤中继器进行通讯。
(2) 操作员工作站
考虑到现场情况,本系统为实时监控网络结构,在中控室配有一台操作员站,具体配置如下:
CPU: pentium 4处理器,主频2.4GHz。硬盘:80G,内存:512Mb,网卡:100M,底板BP-13L4工业底板PW-300W,显示器:三星21"CRT纯平,52X光驱,1.44M软驱,带键盘和光电鼠标。
它与控制系统、工程师站组成以太网,可通过TCP/IP协议与INTERNET网络互连,使用户可以在任何地方,通过INTERNET对监控设备进行维护。
(3) 工程师站
工程师站的硬件配置与操作员站完全相同。当操作员站发生故障时,可以马上通过设定操作人员权限,将工程师站转换成为操作员工作站。
3.2 系统软件配置
(1) PLC控制系统软件
本系统采用Concept V2.6版本的软件包,它是基于bbbbbbs 2000平台的工业软件系统,具有功能强大的编程组态功能。Concept非常易于组态,所有地I/O模块均可通过Concept进行配置,在软件中为每个模块*I/O地址,使得在配置中添加和更改模块较为简单,不必因物理位置更改应用程序。
具有所有5种IEC61131-3编程语言,分别为顺序功能图表、功能块图、梯形图、结构化文本、指令表。根据工艺需要,我们采用功能块图语言编制应用程序。
(2) 操作员站软件
本系统采用悉雅特公司的1500tag服务器版软件(带有Schneider Quantum IOServer)制作操作员监控画面。它是基于bbbbbbs 2000平台的工业软件,直接从PLC程序级输入标签定义,可以有效的缩短开发时间,达到快速、、准确的目的,它可以自动更新标签,确保与控制系统同步进行,并保护数据的完整性,并支持当前所有的网络通讯协议,使得站与站之间的过程数据交换畅通无阻。
4 系统功能
4.1 控制功能
本系统由运输皮带机、振动筛、翻板等基本设备组成,利用控制设备、通讯模块、监控站等装置,达到皮带机、振动筛、翻板集中控制与监控的目的。具体实现的功能如下:
(1) 控制方式分自动、手动、就地三种方式可切换。正常生产时,使用自动方式,设备按工艺要求的顺序和流程由操作员站自动启停;手动时,可在操作员站操作各设备,有联锁和联动关系;在检修设备时采用就地方式,每台设备旁边均设有就地操作控制箱,有工作方式转换开关和就地起停钮便于在现场操作;
(2) 启动设备前由台发预警信号,预警30s后,若现场均满足自动启动条件,设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程;设备启动前发出预警信号,提示有关人员应立即远离设备;
(3) 按工艺要求,整个焦处理控制系统有22条料线,操作员可以根据来料的情况选择不同的料线,翻板自动切换到位,方便快捷。
(4) 皮带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等,这些信号均接入系统,参加设备的紧急停车和联锁停车;以保证设备和人身安全;
(5) 对设备故障和工艺参数的异常实时报警,并进行声光提示。一般故障只报警,现场非正常停车或严重故障时,故障设备及其下游设备紧急停车,上游设备顺煤流延时联锁停车。
(6) 可根据皮带机系统的故障性质,进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号;
4.2 监控功能
为了确保人员及设备的安全,操作员可在中控室的操作员站上集中监控整个焦处理的生产过程,完成对生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”,实现运输焦处理生产的综合自动化。具体实现的功能如下:
(1) 提供交互式全中文界面的操作平台,实时显示各条料线的设备设备运行状态;
(2) 根据工艺流程及联锁关系实现各条料线的自动/手动控制;
(3) 实时监测所有电机的电流、温度等参数。可以让维护人员及时发现一些机械设备的潜在故障隐患;
(4) 在操作员站上按照故障发生的时间顺序,集中显示所有控制设备的故障状态、故障类型、故障地点、等信息,便于维护查找故障,及时快速的处理故障;
(5) 为了保证人身安全,对故障报警信息进行安全确认,只有确认故障后,才能重新启动设备。
5 控制系统的特点
该系列的PLC是施耐德公司推出的综合自动化平台,具有模块化的、可扩充的结构,并且所有的模块都能带电插拔,任何模块没有槽位的限制,它特别适合工业及生产过程的实时控制。具体的特点如下:
(1) 选用的控制器较先进,系统的实时性好,可靠性高,数据处理速度快;
(2) 采用基于同轴电缆方案的远程I/O的体系结构,系统具有较高的安全性。系统扩展方便,可随时增加节点;
(3) Quantum系列控制柜内的通讯网络速度快,传输速率为1544Mbps,可靠性高;
(4) 操作员站界面直观友好,操作简便,功能齐全;
(5) 减少布线成本,由于采用远距离通讯网络,使布线更加方便,并大大减少电缆用量;
(6) 多种操作方式。控制方式有:集中联动、集中手动、就地手动方式,使系统操作灵活、可靠。在集中方式下,所有设备由中控室操作员通过操作员站进行操作;
(7) 多种流程选择。在联动方式下,可根据工艺选择运输流程,皮带启动按逆流方向,并根据皮带速度、长度延时开车,以免发生堆积焦炭的现象;
(8) 具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。对操作员素质无特殊要求,培训简单。
6 结束语
综上所述,该控制系统在焦处理工艺的实际应用中,性能稳定可靠,网络技术较成熟,能够满足生产的需要。自今年8月投入运行以来,系统运行稳定可靠,抗干扰能力强,操作维护方便,为焦炉的正常生产提供了可靠的保



1.前言
饲料称量包装的准确与否将直接影响到企业的信誉和经济效益。过去采用机械称量、人工装袋,劳动强度大、速度慢、精度低。近几年,采用电子称量装置虽然可使其静态称量精度大大提高,但在饲料加工连续生产过程中,其动态精度仍不能保。因此,在快速自动称量中如何提高动态称量精度,一直是饲料加工企业急需解决的难题。
本文是作者在研制饲料自动化生产设备中,为了与配料过程相协调,实现饲料生产的全部自动化,应用PLC作为动态称量包装测控设备,在硬件和软件设计中采用了一些措施和动态控制方法,较好地兼顾了称量速度与精度的矛盾,实现了饲料连续生产中动态称重计量的精度。
2.系统总体框图及工作原理
用称重传感器、放大器和PLC组成测控系统来完成饲料的称重、计量、包装的生产工艺过程,如图1所示。该系统以PLC为核心,配以称重传感器、放大器、各种电动执行器和机械装置,实现饲料的在线称重计量和包装工作。
称斗的上方是成品仓,该仓中的原料是来至饲料混合工序生产的饲料散状成品料。成品仓下是一台电动机驱动的螺旋进料装置,启动电动机,则该成品仓中的粉状饲料就随着传输绞笼的旋转而进入称斗中称量。称斗上装有三个S梁式应变式拉力传感器,称斗的重量信号直接由该传感器组转换成与之对应的电压信号,经放大器把该电压信号放大后送入PLC中进行数据处理,当达到预定值时,PLC控制停止下料,然后PLC控制开称斗门,并控制打包机自动装袋后由传送带送出。于是,就完成了饲料称量打包的自动化过程。
3.提高动态称重精度的硬件措施
该系统用三个拉力传感器将饲料重量W变换为成线性关系的电压信号Ux,并通过两级放大器进行放大。图中Un表示等效到放大器输入端的噪声和干扰电压,ΔUi表示等效到输入端的漂移电压。设两级放大器的放大倍数为A,则Uo=A(Ux+Un+ΔUi)=AUx+AUn+A·ΔUi式中的*2项主要影响灵敏度,*三项主要影响系统的精度。
(1)影响传感器的因素及解决办法
传感器输出信号的稳定性除决定传感器本身的性能外,还与供电电源和传感器的安装有密切关系。本系统采用UH61-100u型三只称重传感器,每只传感器单独供电,通过调节其桥路电压使三只传感器的输出灵敏度K相同,三只传感器串联输出的电压为Ux=K(E1+E2+E3)。为了提高每个传感器供桥电源的稳定性采用二次稳压,并对元器件进行老化、测试后进行选配,特别是对基准稳压管2DW233的老化处理和时漂测试,选择时漂小的通过调节其工作电流使其工作在接近零温度系数(<2ppm/℃)下,使整个传感器电源的温度稳定性优于10ppm/℃。三只拉力传感器安装在称斗和称架之间。如果传感器承受的重量与传感器轴线存有ɑ角,则将产生横向分力而引入误差ΔW=W-Wcosɑ.这对于每次称重25Kg,在称斗皮重为100Kg的情况下,即三只100Kg的传感器实际荷重为125Kg。当ɑ=4°时,称重误差就为0.43Kg。因此,安装传感器时应设法确保传感器都能垂直受力。
(2)影响系统灵敏度的因素及解决办法
影响系统灵敏度的主要因素是检测电路的内部噪声和外部干扰电压Un,它与放大器所工作的频带相关。在研制中,通过选择低噪声器件,在满足采集速度所需足够宽的频带的前提下,通过选配电阻来提高放大电路本身的共模抑制能力,整个检测系统采用双层屏蔽,采样时间选为工频周期整数倍等项措施,使整个系统获得了能分辨5g重量的灵敏度。
(3)影响准确度的主要因素及解决办法
影响准确度的主要因素是整个检测系统的非线性和漂移ΔUi。其中系统的非线性,在选配元器件校正的基础上,采用了软件修正;而对于随温度和时间产生的漂移电压ΔUi,主要采用元器件的老化、测试与分选工艺,筛选掉时漂大的,然后选配温度系数进行补偿,使整个系统的静态精度达到了0.07%,为实现动态称量精度奠定了基础。
4.提高动态称重精度的软件措施
影响动态称重精度的主要因素是被称物料的比重、流量和落差的大小,它是由成品料仓的压力和PLC所控制的进料驱动装置产生的。因此,改进控制思路,借鉴静态称量精度高的特点是提高动态计量精度的关键。为此,我们选用双速变径变距螺旋加料机,采用"先快后慢,最后点动"的控制下料方式,如图2所示。图中:Wx0为称量前PLC所采集的称斗皮重;由此PLC按照每包计量净重量的、95%和**算出快速下料的终了值Wx1、慢速下料终了值Wx2和称量终了值Wx。其控制过程可以这样简单说明:在下料开始一段时间,PLC控制绞笼电动机下料,当检测达到下料的终了值Wx1时,PLC控制绞笼电动机开始慢速下料;当达到慢速下料的终了值Wx2时,PLC关闭绞笼电动机后采用"点动"下料,当达到或接近期望值Wx时为止。
按照上述思路,通过编写全动态控制加料的快慢、速加料和点动下料的软件模块;以及为空中落料对称量精度的影响,所编写的自动寻找提前停机量的软件模块等软件措施。该系统使用一年来,经计量部门两次测试,整个系统动态计量准确度优于0.2%。
5.结论
采用PLC控制进行饲料称重包装,具有结构简单、计量准确、工作可靠,较好的兼顾了动态称重计量的精度和速度,满足了在线快速重量计量的要求,对水泥、、面粉等的称重包装有借鉴作用和推广价值。
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价格战,是很多行业都有过的恶性竞争,不少厂家为了在价格战役中获胜,不惜以牺牲产品质量为代价,而我们公司坚决杜绝价格战,坚持用优质的原材料及先进的技术确保产品质量,确保消费者的合法利益。