西门子一级代理商|触摸屏总代理商
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

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1、 引言 
FA 506型环锭细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种细纱机,通常采用PLC控制,自动化程度高,操作简单,成纱质量好,便于管理。该型机适于纯棉或化纤的纯纺和混纺细纱工序,能够纺织织造、针织等所用的细纱。 
某纺织机械厂生产的的FA506型细纱机原来采用某国外的PLC进行控制,成本高,并且返修率也较高。在详细了解了KDN-K3系列PLC的情况之后,该厂决定将PLC换型,在产品中全部采用KDN-K3系列PLC,并于12月初在北京凯迪恩公司技术人员的指导下成功地完成了调试。 
2、 系统简介 
每套PLC的控制点数为DI 20点、DO 11点,并配置一个文本显示屏作为人机界面,所有需要的生产参数均可以通过文本屏进行设置并能够在PLC中掉电保持。PLC与文本显示屏之间采用Modbus RTU协议进行通讯。 
PLC控制系统配置如下: 
型 号 数 量 描述 
KDN-K306-24AR 1 CPU206,AC85-265V供电,14*DI,10*继电器输出 
KDN-K323-08DTX 1 DIO*8,每点均可作为DI或者DO点 
TD220 1 4行文本显示屏 
PLC控制系统的基本作用如下: 
2.1 联锁控制、保护 
按照细纱机的工艺要求实现自动控制,包括低速运行、高速运行、吹吸风、落纱等过程。落纱分为自动落纱和中途落纱两种方式。中途落纱是为了方便操作工中途休息、吃饭等而设置的,是一项 “暂停工作”的功能;自动落纱分为定长落纱和定时落纱,定长落纱就是当纺纱长度达到预设值的时候自动进行落纱,定时落纱就是当纺纱的时间达到预设值的时候自动进行落纱。自动落纱的方式以及落纱时间或者长度均可以在文本显示器上进行设置并能够在PLC中掉电保持。 
 另外,根据实际情况在程序中增加了各个过程、设备之间的联锁保护功能,使生产过程加。 
2.2 工艺参数计算 
在生产过程中对各种工艺参数自动进行计算,包括锭子转速、牵伸倍数、细纱号数、细纱捻度、千锭小时产量等。计算得到的参数都实时送往文本屏进行显示,以便于对生产情况进行监控。 
2.3 生产管理 
为了适应厂家采用轮班生产的方式,在PLC内预设了甲、乙、丙、丁四个班组。操作工在生产之前通过文本屏登录并选定自己的班组。各个班组的累计产量以及所有班组的累计总产量均由PLC自动进行实时计算并送往文本屏显示。 
所有的产量数值均在PLC中实现了掉电保持。 
3、 总结 
KDN-K3系列PLC此次在纺织机械中的大批量应用既源于用户对其性能指标、性等的认可,重要的是它能够为用户带来的利润。 
此次配置的K306-24AR型CPU采用交流供电,电压范围宽达AC85V—AC265V,能够适应于供电电压波动严重的地区;CPU本身提供了DC24V电源输出,文本显示屏、扩展模块以及所有的DI信号均用此电源供电,用户再配置DC24V的电源;此次使用的K323-08DTX模块是凯迪恩公司推出的一种有特色的DIO模块,模块上每一个点均可以作为DI或者DO点,这样此次用户在选型配置时就节约了一个DO扩展模块。 

1 系统简介
    为改善生产环境,沱牌公司清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统,分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点,从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门,一部分则需通过加压泵输送到高位水池,而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里,高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
    鉴于以上特点,从技术和经济实用角度综合考虑,我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统,同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。
2 系统方案
    系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成(见图1)。 

2.1 抽水泵系统
    整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台,90KW深井泵电机两台,采用变频器循环工作方式,六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ,管网压力仍然系统设定的下,软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行,当压力达到高,自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。

系统为每台电机配备电机保护器,是因为电机功率较大,在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件,达到延长电机的使用寿命的目的。
    系统配备水位显示仪表,可进行高低位报警,同时通过PLC可确保取水在合理水位的水质监控,同时也保护电机制正常运转工况。
    系统配备流量计,既能显示一段时间的累积流量,又能显示瞬时流量,可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。
2.2 公司内不同压力供水需求的解决
    为稳定地满足公司内部分区域供水太力(0.4~0.45Mpa)主管网水压力(0.8~0.9Mpa)的要求,配备稳压减压阀来调节,可调范围为0.1~0.8Mpa。
2.3 加压泵系统
    由于抽水泵房距离高位水池较远,直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足,为此在距离高位水池落差为36米处设计有一加压泵房,配备立式离心泵两台(一用一备)电机功率为75KW,扬程36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件:
    (1)若高位水池水位低和主管有水,则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水;
    (2)若高位水池水位满且主管有水,则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀;
    (3)若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水,开启出水电动蝶阀由高位水池向主管不。
    像抽水泵一样,我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器,确保加压泵长期地运转,同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。
    为保证整个主水管网的恒压供不,当高位水池满且主水管有水时,加压泵停止,此时主管压力将“憋压”,终导致主管压力上升,并将此压力传递到抽水泵房,抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制,进而达到整个主管网的恒压供水,这是整个控制系统设计的关键。
3 系统实现功能
3.1 全自动平稳切换,恒压控制
    主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器,控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时,一台泵在变频器的控制下稳定运行;当用水量大到变频器全速运行也不能保管网的压和稳定时,控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到,PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行,以保持压力的连续性,同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行,以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍,则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行,而将另一台备用泵投入变频运行。
    当用水量减少时,表现为变频器已工作在速信号有效,这时压力上限信号如仍出现,PLC将工频运行的泵停掉,以减少供水量。当上述两个信号仍存在时,PLC再停掉一台工频运行的电机,直到后一台泵用主频器恒压供水。另外,控制系统设计六台泵为两组,每台泵的电机累计运行时间可显示,24小时轮换一次,既保证供水系统有备用泵,又保证系统的泵有相同的运行时间,确保了泵的寿命。控制系统图见图3。

3.2 半自动运行
    当PLC系统出现问题时,自动控制系统失灵,这时候系统工作处于半自动状态,即一台泵具有变频自动恒压控制功能,当用水量不够时,可手动投入另外一台或几台工频泵运行。
3.3 手动
    当压力传感器故障或变频器故障时,为确保用水,六台泵可分别以手动工频方式运行。
4 实施效果
    实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的经济结构,在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击,每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。

  挑战: 开发具有高速、准确、开放式汽车传感器组装线测试器, 可用于和分析波形数据, 且可与现有基于PLC(可编程逻辑控制器)的控制系统实现对话。 


   应用方案: 使用NI公司基于计算机技术的可编程自动化控制器平台,打造全线传感器组装和测试系统解决方案,以满足客户严格的要求。 

   使用的产品: 数据采集,工业通信,LabVIEW, PXI/CompactPCI, 可编程自动化控制器(PAC)
 
  应用领域: 汽车,机器/机械 

介绍: 跟上自动化的需求

    在现今的竞争趋势下,贯穿整个制造领域流程形成了对进一步自动化的需求, 推动这一需求不断增长的正是对高产出和低耗的效率追求。在为客户实现和提升率的过程中,自动化程度无疑是个决定性的关键因素。为此,在目前竞争激烈的汽车市场中,作为一条出路,应当考虑运用的基于计算机技术的测试方案来改进传统高耗费的基于PLC的装配线,大幅度提升工作效率,生产出加理想的产品。 

    NI的系统联盟商ABCO自动化公司作为制造组装和测试自动化的,曾应一家汽车传感器制造商的要求开发一套全线组装物料板和测试机械。在整个装配流程中负责制造和测试每一个传感器,对于制造商所要求的标准是否能够达成,起着决定性作用。

    使用NI产品以满足系统各项要求 

    系统要求包括传感器组装量提高到每六秒钟一个部件,并且可以和现有的Allen Bradley公司的基于可编程逻辑控制器(PLC)的系统兼容。这个项目是技术升级的。现在,工程师们可以实现传统的PLC系统与加低耗且数据处理能力的计算机技术之间的无缝结合。 

    这个项目包括下列大型、的机器部分,这两部分都使用精度联接标定传送带:
• 一部14站组装和校验线
• 一部10站终测试线

    在阶段的14站的组装和校验过程中,系统会略有余量地浇筑部件并传载至传送带系统,在那里部件被组装、校验、外观检查和焊接。借助于多个DENSO机器人,系统将组装的传感器传载至10站式测试线做终检测,后负责取回。 

    测试阶段,我们所有的系统选用的是NI可编程自动化控制器(PAC)平台,从而实现速度、准确性和协同工作的能力。通过使用NI PXI-1042机箱和一台NIPXI-8186控制器和数组NIPXI-6070E数据采集模块,我们从一台联接到一个以一定转速运转的音轮的编码器波形数据。系统分析了波形数据的周波、峰值和低值和其他决定合格标准的参数。我们将合格的部件送去包装,同时把那些不合格的单列起来,标注和退回处理。 

    NI PAC(可编程自动化控制器)和LabVIEW提升了性能,降低了成本 

    项目成功的一个关键因素是LabVIEW OPC的能力和与PLC的协同工作的能力。客户要求新的系统和多种三方模块以及电源有着协同工作的能力。运用NI LabVIEW DataSocket技术以及Allen Bradley公司的RSLinx OPC服务器,我们将NI可编程自动化控制器(PAC)硬件和传统PLC相集成从而实现了对于全部数据的监控和控制做到天衣无缝。对于这项艰巨的工作而言,NI产品给Allen Bradley公司的硬件产品带来的使用上的便利大大地节省了我们宝贵的编程和集成的工作时间。从而,我们为客户实现了性能提升和成本节约。

    注: NI系统联盟商是一个商业实体,它立于NI并且与NI没有代理、合伙以及合资关系。 所列出的公司名称和产品均为其公司商标或商号


 随着石油工业的发展,用于输油生产的自控系统也越来越需要具有水平的高控制系统。可编程控制器(PLC)是近年来发展为、应用面广的工业控制装置,它具有控制能力强,操作方便灵活,性高,适应能力强的特点。轮库管线采用了美国A-B公司生产的PLC-5系列可编程控制器,本文就轮库管线轮南站的使用情况进行讨论。
1 轮南站输油工艺简介
轮南站是轮库输油管线的输油站,也是东轮输油管线和塔中-轮南输油管线的输油末站,主要站区包括4座1万m3双盘式浮定油罐,4座5万m3双盘式浮定油罐,共计储油能力24万m3。是西北地区大的库。成套引进从美国进口的5台拜伦*泵主泵和相配套的5台给油泵。设有1万m3罐区阀组区、5万m3罐区阀组区、轮库线出站阀组区塔中4进站阀组区和轮库复线阀组区,装有电动阀门和输油泵进出口(带开关指示远传)阀门100多个。
轮南站的输油生产过程中包括工艺流程的切换、收发球清管控制、输油泵自动启停控制、储油罐自动切换控制、出站压力自动调节、生产设备运行状态的监控等,如此多数量的输油设备和复杂的工艺运行操作,需要复杂的自动化系统。下面就轮南站自动化系统的部分即PLC-5系列可编程控制器系统进行讨论。
2 系统配置具有高性
轮南站的自动化控制系统主要有成套从美国A-B公司引进的4台PLC-5系列可编程控制器及配套的110块1771系列接口模板,可以与各种变送器传感器、电动阀、输油设备、某些仪器仪表相连接去完成各种输油生产任务。下面就轮南站PLC-5可编程控制器系统的配置介绍如下:
轮南站PLC-5系列可编程控制器的系统配置图如图1所示。
图1 轮南站PLC-5系列可编程控制器的系统配置图
在图中可以看出轮南站的PLC-5系列可编程控制器系统的基本结构和联接方式,1#和2#站是整个可编程控制器系统的主要部位,负责与计算机工作站之间的,也是计算机工作站与另外两个站的数据信号传输的处理,装有整个自动化系统运行的主程序,肩负着全部生产运行工艺流程的逻辑控制、出站压力自动调节系统的控制、报警系统,同时还包括了一期工程的整个系统的全部功能,管理监视3#、4#可编程控制器的运行状态;这个部分使用了两台PLC-5/40型的可编程控制器和4个16槽框架以及相应的设备和I/O接口板,配置结构采取双机热备的形式。
图1中,左边的是1#控制器,一般作为主运行控制器,右边的是2#控制器,为后备运行控制器,这两个控制器所编制安装的运行软件是一样的,同时运行和接收各种信号,在实际运行中,主控制器处于主导地位,指挥着整个输油生产过程,向其它部分发出命令和接收和传输各种数据,后备运行控制器处于从属地位,进行着同样的运行状态,和主控制器的区别是不发出任何命令,但时刻监视着主控制器的运行状态,一旦主控制器发生故障,后备控制器能立即占据主控制器的地位,指挥着整个自动化控制系统的运行,从而保证了自动化控制系统运行的连续性,提高了设备运行的性,保证了生产。
3 系统具有灵活的通信功能
轮南站的各个PLC-5可编程控制器利用其的灵活的通信方式,方便地组成了PLC-5处理器与就地机架、远程机架、计算机工作站及其它的电子设备之间的通信,其通信方式是多渠道、多方式的。轮南站的系统使用了1771-ASB远程I/O适配器模板,在每个远程机架中装有一块,负责与处理器和各个远程机架之间的通信。在本地机架里,处理器本身即是处理器,又是适配器扫描器。PLC-5处理器本身的通信功能(使用DH+网),可以在不加任何通信模块的情况下,实现各个PLC-5处理器之间的通信。它也可以将一台编程器用于网上的所有站。
PLC-5可编程控制器还可以与其它的电子装置进行数字通信,轮南站的3#站系统完成与2705的输油泵系统输油泵参数采集显示系统进行本地机架和远程机架的通信。二期工程中使用了4台瑞典生产的雷达液位计,轮南站系统使用1771-DBBASIC模块与雷达液位计提供的2170型RS-232通信模块相联接,完成该部分的储油罐温度和液位的数字。
4 系统具有的多种数据处理功能
A-B公司为工业应用提供了可在通用框架上安装的80多种数字及智能I/O模块,诸如数字I/O模块、模拟量I/O模块、通信模块、定位模块等等。
轮南站的系统使用了开关量I/O模块、电流模拟量输入模块、热电阻模拟量输入模块、配变电模拟量输入模块等智能模块,这些模块给定的精度为0.1%,经过每年实际测试均能满足要求。
丰富的指令集和强大的软件功能是A-B公司PLC-5系列可编程控制器的显著特点。轮南站使用的PLC-5系列可编程控制器具有新工艺、安装在1771通用I/O框架上的单槽处理器。另外,它们还具有一套的指令系统,并且它还具有顺序功能流程图的编程功能。使用一台兼容的计算机(即使用普通的电子计算机加上一块1770-KT或其它可以安装在该计算机上的由A-B公司提供的通信模板),安装上该公司提供的9320编程软件就可以方便的进行处理器编程,同时该系列处理器和软件可以使用在线和离线两种方式进行编程,装入或取出数据文件,在计算机上运行情况。
目前轮南站就是使用了惠普生产的VL4-50计算机作为监控设备,组成人机信息交换界面,操作员发出命令的场所,有效的控制着输油生产的运行。
PLC-5系列的I/O接口模块具有相同的尺寸,统一安装在1771I/O框架中,在轮南站的输油泵设备采用的震动检测系统模板(2202/02-01 2201/03-01)与1771I/O框架的尺寸相同,方便的安装在1771I/O框架中,与PLC-5处理器直接通信,进行。
5 结论
从轮南站使用的PLC-5系列可编程控制器的情况来看,它们具有强大的控制功能,控制方式灵活,通信方式多样化,给用户确实提供了大的方便。在轮南站的PLC系列可编程控制系统中,成功地完成了与雷达液位计数字通信的衔接和震动模板组成的输油泵运行设备的控制和与2705数据采集系统的结合在一起,增加了PLC-5系列可编程控制器的特色,与普通的计算机非常方便的组成易操作,易掌握,高性的自动控制系统。
PLC-5系列可编程控制器自1992年7月投产使用以来,一直地运行,经过1995年初的新换代,始终未出故障。实践明,轮南站的PLC-5系列可编程控制系统在输油生产的运行中可以充当主角,给、平稳输油提供了的


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1 基本原理
高层恒压供水是现代城市高层建筑的一项主要配套工程,它具有供水模式变换多、水压稳定、自动保护等特点,可以广泛应用于工业及民用建筑中。
PLC控制的高层恒压供水系统采用了数字PID控制技术,使PID的参数整定和调整实现在线控制,通过对系统压力的检测,根据水压的大小使系统分时对正常工作和消防供水两种分别采用PID控制,使系统实现了快速、稳定的输出。 将管网的实际压力经反馈后送到比较器的输入端与给定压力进行比较,当管网压力不足时,通过对参数运算,调整PID的参数,控制电压上升,使VVVF频率相应增大,水泵转速加快,供水量加大,近使管网压力上升。反之,水泵转速减慢,供水量减少,近使管网压力下降。以保持恒压供水的稳定。
在本系统中采用了多泵控制,单泵设定在25HZ到50HZ范围内变化,在调节范围内不能达到管网要求时,可以依靠增加或减少水泵数量来完成,加减泵按1→2→3→……选换顺序选择。
消防时,考虑到用水量会增加,故采用PD调节方式,通过对偏差量的检测,自动形成消防给定压力,加泵快。碎玻信号要求人为停机。


2 系统工作
本系统采用了SIEMENS公司的S7-200 PLC进行系统开发,系统可完成以下功能:1、生活供水自动恒压;2、自动、手动供水选通;3、定时换泵(PLC30秒检测一次,无人用水十分种停机);4、工作状态自动保持;5、消防供水自动控制;6、消防生活边锁控制;7、管网压力自动起停泵。

3 算法原理
为了能够的控制变频器的运行并满足差值电压的跟踪,当输入信号的变化不大时,系统不再读取数据,将原来的计算值直接保持。当输入信号的变化值较大时,系统立即跟踪这一变化,并计算出新的采样值,并将其保持,依次作为参数运算的依据。
系统中有三个子程序:子程序1用来数字滤波、子程序2为运算子程序和中断子程序。考虑到系统工作环境对系统运行状态的影响,在设计中除采用硬件上加装滤波器外,还采用数字滤波的方式来干扰的影响,数字滤波采用模拟输入平均值的方法。
在频率调节过程中,考虑到变频器的利用率和系统的性,调频的下限值设定为25Hz,上限值设定为50Hz。当系统刚启动时,电动机的转速很低,无法满足系统要求,此时将参数值强制设置到使系统稳点工作在50Hz,当系统进入调节区内时,调节参数的偏差、偏差变化率、输出量和速率都对系统输出产生影响,随着目标参数的接近程度不同,调整参数值逐渐平缓接近目标函数。
由于考虑到系统运行惯性的影响,调节过程可能出现震荡,因此,在程序中设计了目标预测程序。当运行参数远离目标参数时,调节幅度加快,随着运行参数与目标参数的逐步接近,跟踪调节幅度逐渐减小,直至运行参数与目标参数近似相等时,系统按照运行参数变化的预测值进行调节,使系统达到一个动态平衡,以维护系统的恒压稳定值。
同时,由于系统调节的惯性较大,而系统数据的采集速度很快,在运算过程中,运算结果可能会使调频输出大于50Hz或小于25Hz因此,当输出频率大于50Hz或小于25Hz时,将输出频率强制设定为限值。
对于系统振动的处理,由于系统是定时采样,在采样过程中振动是难免的,当振动过预期值时,作为错误值处理,当振动量小于预测值时,采样数值作为有效数据处理,作为调节参数的依据。
本系统经过调试和实际现场运行,恒压工作稳定,调节效果好,达到了预期的效果


1、 PLC的选择
利用可编程序控制器(PLC)组成自动监控系统时,遇到的是PLC的选型问题。
在选用PLC时,除把性、环境适应性放在外,还要根据具体应用场合尽量选用合适的可编程序控制器。
系统各部件的选择步骤。
2、PLC构成的控制系统
设计一个由构成的应用系统要经过很多步骤,从课题调研开始。
与常用的继电器控制逻辑设计比较,组件的选择代替了原来的部件选择,程序设计代替了原来的硬件设计。
采用了一台PLC控制油循环系统。用于监测对象(仪器)所处的地理位置比较接近,且相互之间有一定联系的场合。
PLC在监测系统中要完成信号数据实时采样、开关量检测、预警报信号监测与报警输出等,并通过各种二次仪表与传感器连接,PLC作为一种控制设备,用它单构成一个监测系统是有局限性的,主要是无法进行复杂运算,无法显示各种实时图形和保存大量历史数据,也不能显示汉字或方便地打印报表,没有良好的界面。这些不足可用上位微机来。上位微机完成监测数据的存储、处理与输出,以图形或表格形式对现场进行动态模拟显示,分析上下限值或警报信息,驱动打印机打印各


近年来,市场上石化产品的竞争日趋激烈。与国外同类产品相比,我国的石化产品无论在生产工艺上,还是产品质量上,都存在着相当大的差距。为改变我国石化产品发展严重滞后的局面,国内石化行业的许多厂家已开始向产品的多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们应有关厂家提出的技术要求,针对石化产品生产工艺复杂、添加剂配比要求严格、品种多样、互换性差的特点,开发研制了计算机与PLC集成控制系统。该系统控制、操作简便、开放性强、性能价格比高,在国内石化系统的数家企业推广应用后,受到。
1 系统组成
计算机与PLC集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成(如图1)。生产系统主要由微型机、适配器、PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生产系统主要由工艺流程模拟显示屏、电视、现场通话设备、质量检查系统、管理信息系统等部分组成。控制室负责处理来自生产系统和非生产系统的大量信息。通过计算机与PLC集成控制系统,将润滑油厂的各生产车间、附属部门以及总厂厂部联成了密不可分的整体,从而大限度地利用了信息资源。




2 系统功能
为满足用户提出的技术要求和现场的工况,此控制系统的设计具有以下功能:
1.根据用户提出的技术要求,按照添加剂配方的比例地配制生产各种型号的石化产品,并且通过微型机和现场PLC控制系统实现整个生产过程的自动化。
2.通过自行开发的计算机软件,实现生产现场的动态监控。良好的人机界面、清晰的组态图形,使得操作人员通过计算机屏幕,对于现场的各种工况变化一目了然。
3.在现场生产中,为提高整个控制系统的性,在搅拌器、电动机、电动阀、电磁阀等设备上均设计了局部反馈功能,这些相互立系统的局部反馈功能构成了对总系统反馈控制的有力支持。
4.当系统出现压力报警或油面报警时,一方面通过PLC程序实现自动停车,另一方面借助于语音卡,在控制间的操作人员可以立即听到报警信号,及时采取相应措施。
5.考虑到生产现场某些部位属于高温、有害气体残留处,技术人员不宜靠近,在现场设置了电视,让技术人员实现远程监控。为便于管理,还安装了现场通话设备。
6.在控制室设置了1个大屏幕模拟显示屏,在屏幕上不仅可以显示总厂所有管道线路,而且能够动态显示油的液位、流向,让高层管理人员从宏观上掌握全厂的生产状况。
7.通过微机联网,质量检查部门可以直接得到工业现场的信息,各管理部门之间也可以实现数据通信与数据共享。
3 硬件与软件设计
3.1 硬件设计
在本系统中,工业现场控制是,而工业现场控制主要由PLC系统完成,所以如何合理有效地使用PLC技术就成了设计的关键。PLC的特点是控制,编程简单,但程序内存不大,不能进行复杂的编程;而石化产品的特点是生产工艺复杂,产品型号繁多,往往1条生产线就能够生产几十种型号的产品。这就形成了一对矛盾。如果设计时采用常规的PLC控制系统,那么1条生产线就需要20几台PLC基本模块和A/D转换模块。投资,而且按照现代控制理论,在1个控制系统中配置的控制模块越多,控制越不。为了减少投资和增强控制的性,在PLC控制系统的硬件配置上进行了多项。
以润滑油生产线为例,在润滑油生产车间,有搅拌温度、添加剂温度、输油泵压力、油罐的液面等共计32路模拟信号需要检测。如果按常规设计,需要8块FX-4AD模块。为减少投资,设计了多路开关切换电路,只用2块FX-4AD模块就完成了全部功能。图2为FX-4AD模块的多路开关切换示意图。



图2中,FX-4AD模块为12位4通道模拟量输入模块,Y0、Y1、Y2、Y3为PLC的任意输出触点。FX-4AD模块的多路开关切换电路的设计实质上是通过1个多路开关控制FX-4AD模块分别去完成搅拌温度检测、添加剂温度检测、输油泵压力检测及油罐液面检测4项功能,其中多路开关的4个转换触点接PLC的输出触点,由PLC编程控制。这个多路开关切换电路简单实用,而且节省了大量投资,实践证明,该电路在控制精度上满足用户的需要。
3.2 软件设计
在计算机与PLC集成控制系统的软件设计中,也采用了许多新的设计思想。
仍以润滑油生产车间为例,按照用户提出的72种润滑油的生产工艺和技术要求,如果用常规方法编程,需要12台PLC基本模块。为节约投资,我们充分利用PLC的文件寄存器(2000点),用逐项查表的方法编写了1个72种润滑油的通用程序,用1台PLC基本模块带2台PLC扩展模块的方式完成了过去需要12台PLC才能实现的功能。
我们选用了三菱公司生产的FX系列的可编程序控制器,文件寄存器共计2 000点(D1000~D2999)。为节约程序内存,充分利用PLC本身提供的指令资源,我们选用了字传送方式,用1个16bit的字来控制PLC触点的16个输出触点,而不必像过去那样,1条指令只能控制1个输出触点。例如在图3中,X0导通,十进制数K6送入数据寄存器D0,接着X1导通,数据寄存器D0的数值K6转化为二进制数“0000 0000 0000 0110”送入K4Y0,控制输出Y0~Y17共计16个触点的动作,其开关动作和数据寄存器D0的数值K6一一对应。如图4所示,“1”控制输出触点导通,“0”控制输出触点关断。在此例中,Y1、Y2触点导通,其余输出触点关断。



通过字传送方式,我们用1条指令就可控制16个电动阀及输油泵的动作,大大节省了程序空间。在这种设计思想下,我们把72种润滑油的工艺流程全部用字方式编写,然后输入文件寄存器,并在此基础上,编制了72种润滑油的通用程序。在通用程序运行时,根据某一润滑油的型号,通过查表的方式,在文件寄存器中调出对应的数据段(这些数据段也就是该种润滑油的工艺流程),然后该数据自动输入PLC的控制程序,使得PLC按照规定的工艺流程控制整个执行机构工作。如图5所示之例,润滑油品种LSO-1的工艺状态字存于文件寄存器D1050~D1060 10个字节中。程序运行时,根据润滑油型号在文件寄存器中寻址,查到正确的后,调出D1050~D1060 10个字节的数据,然后输入到通用程序的相应寄存器,参与工业控制。



4 计算机与PLC的通信技术
在计算机与PLC集成控制系统中,一个关键的技术问题是计算机与PLC的通信。若在整个系统设计中全部采用进口器件,软件也选用相应的进口产品,那么,整个工程造价惊人。针对这种情况,我们自行开发了计算机与PLC的串行通信技术。该技术设计思想,软硬件简单实用,性高,性能价格比好,兼容性强,可适用于市场上多种型号的计算机与PLC。
从硬件上讲,现在中国市场上使用的PLC,在通信接口上多采用RS422接口或RS485接口;而微型机多采用RS232接口。这样在计算机与PLC通信时就不可避免地要选用RS422-RS232转换模块,同时考虑到恶劣工况下的抗干扰要求,这个转换模块具有良好的隔离功能和放大功能,而选用进口模块,必定提高工程造价。

随着石油工业的发展,用于输油生产的自控系统也越来越需要具有水平的高控制系统。可编程控制器(PLC)是近年来发展为、应用面广的工业控制装置,它具有控制能力强,操作方便灵活,性高,适应能力强的特点。轮库管线采用了美国A-B公司生产的PLC-5系列可编程控制器,本文就轮库管线轮南站的使用情况进行讨论。
1 轮南站输油工艺简介
轮南站是轮库输油管线的输油站,也是东轮输油管线和塔中-轮南输油管线的输油末站,主要站区包括4座1万m3双盘式浮定油罐,4座5万m3双盘式浮定油罐,共计储油能力24万m3。是西北地区大的库。成套引进从美国进口的5台拜伦*泵主泵和相配套的5台给油泵。设有1万m3罐区阀组区、5万m3罐区阀组区、轮库线出站阀组区塔中4进站阀组区和轮库复线阀组区,装有电动阀门和输油泵进出口(带开关指示远传)阀门100多个。
轮南站的输油生产过程中包括工艺流程的切换、收发球清管控制、输油泵自动启停控制、储油罐自动切换控制、出站压力自动调节、生产设备运行状态的监控等,如此多数量的输油设备和复杂的工艺运行操作,需要复杂的自动化系统。下面就轮南站自动化系统的部分即PLC-5系列可编程控制器系统进行讨论。
2 系统配置具有高性
轮南站的自动化控制系统主要有成套从美国A-B公司引进的4台PLC-5系列可编程控制器及配套的110块1771系列接口模板,可以与各种变送器传感器、电动阀、输油设备、某些仪器仪表相连接去完成各种输油生产任务。下面就轮南站PLC-5可编程控制器系统的配置介绍如下:
轮南站PLC-5系列可编程控制器的系统配置图如图1所示。




图1 轮南站PLC-5系列可编程控制器的系统配置图

在图中可以看出轮南站的PLC-5系列可编程控制器系统的基本结构和联接方式,1#和2#站是整个可编程控制器系统的主要部位,负责与计算机工作站之间的,也是计算机工作站与另外两个站的数据信号传输的处理,装有整个自动化系统运行的主程序,肩负着全部生产运行工艺流程的逻辑控制、出站压力自动调节系统的控制、报警系统,同时还包括了一期工程的整个系统的全部功能,管理监视3#、4#可编程控制器的运行状态;这个部分使用了两台PLC-5/40型的可编程控制器和4个16槽框架以及相应的设备和I/O接口板,配置结构采取双机热备的形式。
图1中,左边的是1#控制器,一般作为主运行控制器,右边的是2#控制器,为后备运行控制器,这两个控制器所编制安装的运行软件是一样的,同时运行和接收各种信号,在实际运行中,主控制器处于主导地位,指挥着整个输油生产过程,向其它部分发出命令和接收和传输各种数据,后备运行控制器处于从属地位,进行着同样的运行状态,和主控制器的区别是不发出任何命令,但时刻监视着主控制器的运行状态,一旦主控制器发生故障,后备控制器能立即占据主控制器的地位,指挥着整个自动化控制系统的运行,从而保证了自动化控制系统运行的连续性,提高了设备运行的性,保证了生产。
3 系统具有灵活的通信功能
轮南站的各个PLC-5可编程控制器利用其的灵活的通信方式,方便地组成了PLC-5处理器与就地机架、远程机架、计算机工作站及其它的电子设备之间的通信,其通信方式是多渠道、多方式的。轮南站的系统使用了1771-ASB远程I/O适配器模板,在每个远程机架中装有一块,负责与处理器和各个远程机架之间的通信。在本地机架里,处理器本身即是处理器,又是适配器扫描器。PLC-5处理器本身的通信功能(使用DH+网),可以在不加任何通信模块的情况下,实现各个PLC-5处理器之间的通信。它也可以将一台编程器用于网上的所有站。
PLC-5可编程控制器还可以与其它的电子装置进行数字通信,轮南站的3#站系统完成与2705的输油泵系统输油泵参数采集显示系统进行本地机架和远程机架的通信。二期工程中使用了4台瑞典生产的雷达液位计,轮南站系统使用1771-DBBASIC模块与雷达液位计提供的2170型RS-232通信模块相联接,完成该部分的储油罐温度和液位的数字。
4 系统具有的多种数据处理功能
A-B公司为工业应用提供了可在通用框架上安装的80多种数字及智能I/O模块,诸如数字I/O模块、模拟量I/O模块、通信模块、定位模块等等。
轮南站的系统使用了开关量I/O模块、电流模拟量输入模块、热电阻模拟量输入模块、配变电模拟量输入模块等智能模块,这些模块给定的精度为0.1%,经过每年实际测试均能满足要求。
丰富的指令集和强大的软件功能是A-B公司PLC-5系列可编程控制器的显著特点。轮南站使用的PLC-5系列可编程控制器具有新工艺、安装在1771通用I/O框架上的单槽处理器。另外,它们还具有一套的指令系统,并且它还具有顺序功能流程图的编程功能。使用一台兼容的计算机(即使用普通的电子计算机加上一块1770-KT或其它可以安装在该计算机上的由A-B公司提供的通信模板),安装上该公司提供的9320编程软件就可以方便的进行处理器编程,同时该系列处理器和软件可以使用在线和离线两种方式进行编程,装入或取出数据文件,在计算机上运行情况。
目前轮南站就是使用了惠普生产的VL4-50计算机作为监控设备,组成人机信息交换界面,操作员发出命令的场所,有效的控制着输油生产的运行。
PLC-5系列的I/O接口模块具有相同的尺寸,统一安装在1771I/O框架中,在轮南站的输油泵设备采用的震动检测系统模板(2202/02-01 2201/03-01)与1771I/O框架的尺寸相同,方便的安装在1771I/O框架中,与PLC-5处理器直接通信,进行。
5 结论
从轮南站使用的PLC-5系列可编程控制器的情况来看,它们具有强大的控制功能,控制方式灵活,通信方式多样化,给用户确实提供了大的方便。在轮南站的PLC系列可编程控制系统中,成功地完成了与雷达液位计数字通信的衔接和震动模板组成的输油泵运行设备的控制和与2705数据采集系统的结合在一起,增加了PLC-5系列可编程控制器的特色,与普通的计算机非常方便的组成易操作,易掌握,高性的自动控制系统。
PLC-5系列可编程控制器自1992年7月投产使用以来,一直地运行,经过1995年初的新换代,始终未出故障。实践明,轮南站的PLC-5系列可编程控制系统在输油生产的运行中可以充当主角,给、平稳输油提供了的。




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