西门子6ES7223-1BH22-0XA8一级代理

该系统为挤出机及其辅机设备推出的标准控制方案。此方案中的控制部分采用西门子公司的SIMATIC S7－300可编程序控制器，其强大的控制功能以及灵活的模块化结构可以满足各种类型挤出设备的控制；人机介面采用SIMATIC OP37操作面板，大屏幕彩色液晶显示以及用户定义的人机操作键盘，可以方便地对整个设备进行监视及操纵；调速部分采用MICRO/MIDI MASTER变频调速装置，利用及优越的矢量控制性能，可以确保挤出设备各部分运行的平稳与同步。

----挤出机控制系统的主要控制功能概括如下：

主机及机头温度控制(加热/冷却控制)，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可选择监视各加热区的加热电流
熔体压力监控，可显示压力变化实时曲线及历史曲线
可实现机头压力闭环控制以确保制品质量
熔体温度的监视，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可设定熔体温度的报警范围
主机及辅机转速的设定、监视、控制及各电机转速的同步控制，并可实现速度闭环控制
可显示各电机转速及扭矩的实时曲线及历史曲线
主机及辅机电机负载电流的监视及过载报警
可存储1000套工艺参数配方
故障报警功能，可显示故障原因、故障位置、故障发生时间及故障排除方法，并可存储500条历史报警记录
设备使用及维护提示
生产计划，统计管理
多条生产线联网，集中管理
----此系统适用于各类挤出机生产线的控制，包括：

型材生产线
单壁、多壁及发泡管材生产线
板材及发泡板材生产线
片材生产线
单层及多层吹模生产线
造粒生产线
铝塑复合管生产线
多机共挤生产线等等。

0 引言

随着工业企业自动化技术的发展，PLC (Programmable Logic Controller,又称可编程控器)，以其性、灵活性、优良的性能价格比、使用方便等特点在工业控制领域迅猛发，得到了越来越广泛的应用。

石油焦是铝电解用碳素阳生产的主要原料。石油焦系统，是把贮存在仓库中的石油焦，经过破碎筛分处理成满足煅烧需要的原料，输送到煅前料仓。由于该系统逻辑控制点多、自动化程度高、上下游设备间关联度大，所以选用PLC进行自动控制，并设立上位机进行全系统监控。本文着重讨论PLC在系统中控制功能的实现和上位机监控界面的开发。

1 工艺介绍

石油焦站系统主要由天车抓料系、破碎筛分系、提升系、分料输送系、收尘系组成。用来满足煅烧窑系统煅前日用料仓物料供给。主要抓料天车、调速皮带、破碎机、筛分机、输送皮带、斗式提升机、分料挡板等设备组成。其中破碎筛分系、提升系是两套系统，破碎筛分系统可以一备一用，也可以同时工作；提升系实现设备一备一用。工艺流程简图见下图1.

图1石油焦站工艺流程简图



2 控制系统设计及实现

2.1 SLC500的特点

SLC500模块化可编程控制器及输入输出模块由罗克韦尔自动化公司生产，产品目录号为1746和1747系列。该系列产品采用框架式结构，为在不同的工业现场使用提供了同样稳定的平台。SLC500系统构成处理器、输入输出模块和相关外部设备。处理器功能强大、使用灵活，并有各种内置通讯方式和不同容量的内存供用户按需选择。根据用户的实际需要，输入输出模块可以非常方便的扩展。同时罗克韦尔自动化提供了便捷的内置通讯接口、种类丰富的三方模块、简单方便的基于bbbbbbs平台的编程软件。因而SLC500成为当前市场上为流行的中小型PLC之一。


2.2 硬件配置

基于SLC的上述特点，本系统采用了美国罗克韦尔自动化公司的SLC505 PLC。系统所需的输入/输出配置是：开关量输入100点；开关量输出50点；模拟量输入5点；模拟量输出2点；在适当考虑余量的基础上，实际的硬件配置如下：

⑴ CPU选用1747-L551；

⑵ 8块开关量输入，共16×8=128点；4块开关量输出，共16×4=64点；1块模拟量输入，共8×1=8点；1块模拟量输出，共4×1=4点；

⑶ 两个机架，分别是10槽和7槽；

⑷ 交换机一台

⑸ 上位监控操作员站一个

⑹ 工程师站一个



2.3 系统网络拓扑

上位机通过RSLINX软件，建立与PLC的联系，可以通过RS232和以太网任意一种通讯方式通讯。本控制系统中，上位机监控操作员站通过以太网借助交换机与PLC进行通讯，设置工程师调试接口，同时交换机预留和其他系统进行数据交换和通讯的端口。网络拓扑图见下图2.

软件RSview-SE安装在上位监控计算机，开发出工艺流程界面，通过以太网一方面把设备的状态点取上来，在流程界面上显示；另一方面把操作员发出的操作命令送到PLC，进而通过PLC的输出驱动相应的设备做出动作响应。



图2 石油焦站系统网络拓扑图


2.4 控制系统设计

通过PLC程序完成石油焦自动控制系统，结合上位监控操作员站，在主控室实现对现场各个设备、工艺参数的监视、控制、操作、调整。

在程序设计中，考虑上、下游设备之间的关联性，设计了相关的连锁保护，下游设备不运行，上游设备无法启动；代表电机电流大小的4~20mA信号通过模拟量输入模块采集进PLC，送给监控界面显示，控制调速皮带速度的控制信号从软件写到PLC，再转换成4~20mA的标准模拟信号控制皮带调速。

在这个系统中有以下几个需要注意、影响整个系统平稳运行的关键问题点：

2.4.1 实现系统设备在线切换控制

根据工艺设计要求，两套筛分系统、两个分料挡板和两台斗式提升机可以在线切换控制，即如果其中一套（台）设备出现故障，操作人员可以在不停料的情况下，立即把另外一套（台）设备加入流程控制，出故障的设备退出流程检修。

设计的程序中考虑了在切换系统时，系统上、下游流程继续运行，新进入流程的和即将退出流程的设备有一个时间段是同时运行，具体的参数需要根据实际情况进行整定。这样能确保退出流程的设备里的物料能够排出，新进入流程的设备不会造成堵料。


2.4.2 自动停车保护

从角度考虑，在输送皮带两侧安装了拉绳开关。在斗式提升机的入口和出口处，安装了堵料报警开关。在设计程序时，编制了如下的保护。

如果有人不小心摔到皮带上或者违犯规定穿越（跨、钻）正在运行的皮带碰到拉绳开关，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮故障，系统方可重新启动。

一旦斗式提升机的入口或者出口出现堵料，堵料开关动作，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮故障，系统方可重新启动。

在设计PLC程序时，把两个煅前日用料仓的高限报警信号引到PLC程序，一旦煅前日用料仓料位过高限报警，操作人员没有发现，程序会自动保护性的停止系统。


2.4.3 收尘器的脉冲振打控制

石油焦系统中有三个收尘器，为了延长脉冲阀的使用寿命，在咨询厂家技术参数的基础上，设计了收尘器收尘布袋脉冲振打控制的PLC程序。根据生产厂家提供的数据，在设计的PLC程序中采用定时器和计数器，地控制收尘器收尘布袋的脉冲振打时间和振打间隔时间，让脉冲阀按照固定的顺序依次振打。


3 上位机监控系统的设计

3.1 RSview Supervisory Edition（RSview -SE）的特点

RSview-SE作为Rockwell Software人机界面软件产品家族的一员，支持诸如、画面、报警、操作和报警记录、趋势等等HMI的功能，为企业提供集成的一体化的监控方案，为目前市场主流的上位机软件之一，广泛应用于冶金、化工、石油、食品、建材、水处理等领域，深受广大用户喜爱。它主要有如下特点：

基于网络的分布式监控、共用的开发环境- RSview Studio、增强的罗克韦尔自动化*连接方案、直接I/O数据关联、透明的数据集成、画面对象的VBA支持、数据通讯的冗余热备、集成了bbbbbbs。


3.2 监控系统设计

正是看中了RSview-SE的上述优点，本设计选用RSVIEW-SE上位机软件来实现石油焦系统的操作员上位机监控。RSVIEW-SE提供了强大的项目组态功能，项目设计者可以利用现有的图形库，建立自己的图形对象，其模块化的设计方法，大大提高了项目开发效率。
上位机监控系统包括系统工艺流程图画面和PC操作台画面。在操作台界面上，设计了所有的操作按钮，防止误操作，相关的按钮进行了集中放置；考虑到操作的方便性，部分设备设计了单动按钮。在工艺流程图界面上，为了能形象的反映现场设备的运行状况，采用动、静结合，不同的颜色表示不同的状态以及平面和立体相结合的方式，建立上位机画面。操作人员可以实时监视和控制整个工艺流程的设备运行状况、主要工艺参数，并可方便的在画面间切换。

在画面上设计了设备的状态，系统启动前，按压试灯按钮，不满足启动条件的设备会出现红灯闪烁，这样检修人员就直接到对应的设备出检查处理，节约故障查找时间，提率。



4 结束语

该系统自2004年8月设计调试完成并投入运行至今，系统稳定，运行，使用方便，自动化程度高，降低了定岗人员编制，提高了企业的工作效率；而且该系统具有一定的保护能力，受到了用户的。同时该系统在现场维护，设备调整和程序修改方便都体现了较强的优越性，因此具有很好的推广应用。