产品描述
西门子一级授权代理商DP电缆总代理商批发
在棉纺织企业广泛使用喷气织机的情况下,空压站建设是一项重要的辅助工程。在天津纺织园区所有空压站配备的主要设备为离心式空气压缩机、冷冻式空气干燥器,通过储气罐、连接管道和阀门等组成压缩空气供气系统,并配套冷却系统、仪表空气系统,计算机检测系统,以实现空压站为生产保证不同压力、不同负荷的用气需求。在此前提下确保合格的供气品质,满足稳定的气源压力,自动调节供气等是空压站自动控制的基本任务。随着自动化水平的不断提高,关于建设无人值守空压站的讨论,是一个发展过程中的必然的课题。
空气系统自动控制的必要性
应用在天纺控股有限公司棉纺一工厂的空压站,安装有4台70M3/min 4台,53M3/min 4台,48M3/min 2台,43M3/min 4台离心式空压机和1台42.5M3/min螺杆式空压机,配有相应处理量的冷冻式干燥器。空压机设备自身带有的CMC控制器,能够自动控制和保护主机的运转,自动提示工作信息,具有故障报警和保护停机功能,能自动根据用气量的大小加载或卸载,并配有LCD显示屏供现场观察各工艺参数和设备状态,具有RS422/485通讯接口,可以实现与现场控制室计算机监控系统的完整连接。
目前,空压站的自控系统通过西门子S7-300可编程控制器,将部分空压机的实时运行数据通过RS422/485通讯接口采集进PLC控制系统,并将数据传送到现场控制室计算机上进行显示,以代替传统仪表。但是没有对空压机进行控制。
空压机设备自带的CMC控制器已经能很好的控制单台空压机,但是不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中,相对单台空压机的调整,空压系统的整体自动调控具有重要的意义:
■ 单台空压机无法保证空压系统整体供气压力的稳定,而空压系统的整体自控可以有效保持系统内空气压力稳定。
■ 整体的负载平衡,减少排气放空,可以节约多的能源,节省人力成本。
■ 可以实现无人操作,根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。
■ 可以定时间断地记录空压机运行数据和报警,如跳车、喘振、通讯故障、压力等。
在已有的PLC系统中,没有实现空压系统的整体调控功能。由于空压机自带的CMC控制器提供了RS422/485通讯接口,所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现,对比原有的控制系统,不需要增加硬件设备的投资,只需要改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制。
除空压机设备外,还可以将与空压机配套的冷冻式干燥器集成到RS422/485网络中来,实现空压供气设备的自控。
空压站其他系统的自动控制
除空压供气系统外,空压站的其他系统也需要进行自动控制,如水循环冷却系统等。这些系统的控制方法与空压供气系统不同,主要是采用传统控制模式。使用仪表采集需要的运行参数,进行数据处理和分析运算后,输出控制信号给执行机构就可以实现系统的自动控制。
自动控制具有以下优点:
■ 操作简单,可以实现无人值守;
■ 良好的实时调节,防止了人为因素滞后;
■ 具有高性;
■ 减轻工作人员负担;
■ 节省人力成本。
需要控制的参数和可能的控制方式
空压站需要的控制需求;⑴高、低压供气压力控制(机组自动开停控制); ⑵系统自动排水控制; ⑶循环水液位控制和自动加药控制; ⑷所需压缩空气温度、循环水温度等参数控制等等。
空压系统的整体自动调控一般可以使用以下2种方法之一来实现:
⑴采用PLC系统进行通讯和控制。
⑵可以采用英格索兰公司或自己编制的控制软件。
种方法性高,适用于工业控制系统。当监控计算机出现故障时,PLC还可以按照设定的程序进行自动控制。
二种方法是通过控制系统的计算机进行单的分析运算进行控制,它具有较好的灵活性,但缺点是如果出现如计算机死机等故障时,有可能影响系统的正常运行。好在计算机的一般恢复往往不需要太多的时间。
除空压供气系统自控外,空压站可与制冷站、热力站系统一起建立设备控制网络,实现集中控制,或与工厂控制联网,由控制的控制器实时远程监控,实现真正的无人值守。
系统构成
对于以上讨论,如果需要实现空压站的整体自控,又许多成熟PLC自控系统可以选用,现以ZH公司的PLC自控系统为例。
该自控系统选用西门子S7-300系列可编程控制器,带有RS422/485网络接口,支持MODBUS等相关网络通讯协议。该系统可以采用工业通讯网络技术实施远程联网。空压站自控设备可根据生产实际情况和各设备的特点,以及可能存在的问题,综合各方面因素后确立分级控制网络的实施方案,如图1所示。
■ 硬件配置
现场仪表,受控设备、执行器、带有串行通讯接口的设备(如空压机,冷干机等),PLC和监控计算机。
■ 软件功能
选用的工业组态软件(如WINCC或iFIX)用来监视和操作整个生产过程,为控制系统提供通讯、显示及报表管理等功能,各设备控制器自成一子系统,其应用程序功能包括:信息,设备控制,故障报警,连锁保护,以及数据处理和通信传输。
在系统实施过程中,还可引入故障检测和故障诊断的处理程序,能够提高系统的智能化程度,有利于进一步改善自控系统的有效性和性,通过优化调度策略,软件连锁保护等自动控制功能模式的应用,有望将自动化水平提升到高层次,可以为确定空压机设备状态检修点提供依据,并由此获得大的效益。
结论
总之通过自动化控制可以克服由于人为因素造成的调节滞后等不利因素,减少运行参数的波动,达到减少用工和节约能源的目的。对于提升天纺控股有限公司的整体技术水平是相当重要的
(3) 伺服驱动系统
台达ASDA系列伺服由低惯量100W到中惯量3kW产品齐全,其功能除了传统伺服驱动位置控制、速度控制及扭力控制外,开发了伺服驱动的新技术—强健性控制;所以ASDA系列伺服具有响应速度快、低转速具有高刚性而且非常稳定运转等优异的特性。
伺服系统是封切机的执行机构,它的好坏直接影响到切袋的精度和系统的稳定性。本系统充分展现了台达伺服系统的优势—通讯能力及内含NC控制器的功能,PLC通过通讯的方式与ASDA伺服进行控制,达到、高速度的要求。
(4) 变频器调速系统
变频器调速系统主要是对系统的送料速度、封切速度、出料速度进行调节控制,使送料、封切、出料达到很好的协调工作。本系统由成本和操作人员的习惯考量,仍采用了旋钮式的变频器调速装置,此方案具有方便、直观的特点。
(5) 其它辅助系统
系统其它辅助系统还包括温度控制系统和气动打孔装置。温度控制系统采用了简易温度控制调节系统,通过调节温度盘的旋钮,可以调节到用户需要的恒定温度,该系统具有方便调节、价格低廉、恒温性好等特点。气动打孔装置主要是对塑料包装袋(有的食品包装袋需要打孔)进行打孔,通过安装在轮轴上的位置传感器,当轮轴转到设定的位置后,信号会触发气阀打开,完成打孔的动作。
4 操作与调试
(1) 机械设计时,需要满足:
·(主)变频器频率工作在60Hz时,切与封来回往复运动达140次/分钟;
·在满足伺服电机的实际连续运行转速要小于或等于其额定转速及其它特性的要求下,伺服机构的传动比及出料辊的外径的合理设计是满足工艺要求的关键。
(2) 伺服传动机构采用同步带传动,伺服编码器脉冲数为2500P/R,故其本身误差远远小于0.5mm,引起定位误差较大的真正原因是由于伺服电机起停不够平滑,或者由于送料端的送料速度小于出料辊的出料速度,造成出料辊与塑料薄膜之间的相对滑动;故需要根据伺服电机的起停速度调整合适的加减速时间,调整送料变频器频率使其送料速度要大于出料辊的出料速度,调整要以出料辊与塑料薄膜之间不发生相对滑动为准。
(3) 温控器的设定温度一般设定在200℃左右,根据主电机的转速高低适当微调温控器的设定温度(以胶袋封口处结实耐拉为合格的标准)。需注意当主电机转速较快时,封上下往复运动快,封口时间短,若封温度偏低,会导致胶袋封口处不牢;当主电机转速较低时,封口时间长,若封温度偏高,会导致胶袋封口处烫穿。
(4) PLC程序根据伺服机构的机械传动比、伺服驱动器的电子齿轮比、伺服电机编码器的线数以及出料辊的周长,可计算出伺服驱动器接收一定数量的脉冲时,伺服电机就驱动出料辊转动带出一定长度的胶袋,如此即可实现定长控制。
(5) 色标封切时,PLC若在设定批量内检测不到时色标累计达到设定的保护值,需停止电机运转,并提示报警。
(6) 当回切功能运行开时,需确认设定回切长度是否工作正常及切袋是否准确完善。
(7) 外接旋钮调位器可对主电机、送料电机、出料电机进行调速;人机界面上伺服速度的设定值可对伺服调速。
(8) 系统包括:自动运行模式、手动运行模式及手动调试模式;自动/手动运行模式为生产操作模式,手动调试模式在调机或维修时使用。
5 结束语
提供客户稳定的系统集成方案是中达电通经营的宗旨,该塑料封切机项目,结合了台达PLC、变频器、伺服和人机界面等产品,为客户开发了一套稳定的系统,不但满足了工艺要求,提高了设备的性,提升了客户设备的工作效率
1、概述 本文介绍大连实德银川基地混料自动控制系统,采用德国西门子公司的S7可编程序控制器,成功应用于大连实德银川基地混料系统生产线。 大连实德银川基地混料系统的生产过程全部由可编程序控制器S7-300完成,即将生产工艺配方输入到系统监控配方程序中,由称重计量仪器动态检测电子称称重传感器的信号,并将控制信号传送给可编程序控制器,再由可编程序控制器产生各执行机构的控制命令来实现混料生产的自动化,提高混料各配方原料的准确性和生产效率。 2、系统功能 混料系统的主要功能是多种原料经过送料系统进入料仓以后,按照生产配方给定的原料配比从各料仓加到电子称中进行计量称料,再送入热冷混料机组中混合搅拌,并相应控制物料混合搅拌时的温度,以保证物料混合均匀和混合料的特性达到生产工艺要求,后将混合好的混合料送入干混料仓内,以供型材挤出机生产线使用。 混料系统需解决的主要问题包括: (1)实时采集各电子称称重传感器的称重信号。 (2)根据称重信号和生产配方产生罗茨风机、电磁旋转阀、电磁碟阀等的控制信号。 (3)动态检测和处理混料过程中可能出现的各种故障。 (4)下位机和上位机的通讯 (5)上位机的集中监控。 混料时,称重仪器选用的是莱梅特RWA-AD模数转换模块,可以设置和定制参数,采集称重传感器信号,输出数字信号。借助配方给定的原料配比产生执行机构的控制命令,并通过可编程序控制器控制各辅料罐的螺旋送料器、电磁阀和混料机组阀门的起停和开闭。通过检测电机保护装置,阀门位置开关状态电机、阀门的运行和故障情况,并可在工控电脑显示屏上进行监控。 3、可编程控制器系统组成 系统组成按站点划分。混料机组立控制,与整个混料系统建立基于ProfiBus 通讯。 站1:为上位机,采用西门子工控机;CPU为2.4G,内存为256M,采用以太网与系统PLC连接。采用WEBfactory组态形成监控图形。 站2:1号混料机组PLC,使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态,PLC和SIMATIC OP27通讯连接,监控混料机组运行。 站3:2号混料机组PLC,使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态,PLC和SIMATIC OP27通讯连接,监控混料机组运行。 站4:3号混料机组PLC,使用一台西门子S7编程器。上位机采用ProTool组态,PLC,监控混料机组运行。 站5:挤出现场PLC。采用西门子S7-215,共4组。用于控制挤出生产线四条绞龙运行和SIMATIC OP7通讯连接用于现场控制。与整个混料系统PLC采用基于ProfiBus 通讯。总系统采用站1监控。 4、基于ProfiBus DP 通信 PROFIBUS现场总线是性的开放性现场总线标准,是一种符合IEC61158标准的现场总线。PROFIBUS-DP经过优化的高速、廉价的通信连接,是专门用于自动控制系统和设备及分散的I/O之间的通信网络。PROFIBUS-DP用于基础控制层的高速数据传送,主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。PROFIBUS-DP的上述特点使其在工业电气自动化领域占据了重要的地位。 本系统中ProfiBus DP总线完成PC与各设备之间的通信,并采用主从方式通信:主机(S7-416-2DP PLC)作为ProfiBus DP主站,以轮询方式对下属各从站(如ET200S﹑S7-300 PLC等)进行定周期扫描和读写。主机通过ProfiBus DP总线将指令传送到对应的数据区,并将各设备返回的状态信号从对应的数据区取出,从而实现对下属每个设备的监控。 |
当今世界上精密加工技术发展很快,新的加工方法和设备层出不穷,计算机的广泛应用使精密加工技术为普及和多样。实现精密和精密切削加工有三种方法:(1)采用和研制加工设备;(2)采用新的切削工具材料;(3)利用加工与测量控制一体化技术。前两种方法成本较高,而后一种方法成本较低,具有广阔的前景。在后一种方法中,除了要保证的精度、夹具的精度以及测量精度外,还有一项重要内容就微进给机构的精度及其控制精度。笔者在控制精密磨削的研究中,利用步进电机带动滚珠丝杠作为进给机构,在滚珠丝杠确定后,步进电机的控制精度成为了主要矛盾。
1、步进电机的控制
步进电机在不失步的正常运行时,其转角严格地与控制脉冲的个数成正比,转速与控制脉冲的频率成正比。可以方便地实现正反转控制及调整和定位。由于步进电机和负载的惯性,它们不能正确地跟踪指令脉冲的启动和停止运动,指令脉冲使步进电机可能发生丢步或失步甚至无法运行。因此,实现步进电机的自动升降速功能。为了实现速度的变化,输入的位移脉冲指令相应地要升频、稳频、和降频些脉冲序列,可以由脉冲源加逻辑电路来产生,也可以由微型计算机产生。对于脉冲源加逻辑电路构成的控制器来说,控制逻辑是固定的,即控制电路一经固定,其控制逻辑也就固定了。
如果要改变控制逻辑和控制方案,改变电路结构和元件数,而使用计算机控制,不必改动硬件电路,只要修改程序,就可以改变控制方案。且可以从多种控制方案中,选取一种方案进行控制和调节。也可以用同一套系统对不同控制方案的多台步进电机同时控制。利用计算机控制的形式也很多,本文介绍PLC位控单元对步进电机的控制。
2、PLC系统组成及位控单元的工作原理
本研究所利用的PLC系统的组成包括如下七大模块:电源,CPU,位控单元,I/O单元,A/D,D/A单元,如图1所示。其中位控单元的主功能是当步进电机(或伺服电机)与电机驱动器联结时,输出脉冲序列控制电机的转速与转角。进给机构可以是2轴型,也可以是4轴型。本文采用的是前者,即滚珠丝杠的横向进给与纵向进给,如图2所示。具体地说,位控单元实现速度以及位置的控制方法有多种,如E点控制(单速度控制),如图3(a)所示;P点控制(多级速度控制);线性加/减速和S型加/减速,(a),(b)为线性加/减速,S型如。除此之外还有位置控制和相对位置控制等。表1给出了E点控制不同模式的控制码(P点与其相同)。
本文介绍了触摸屏结合PLC在变频节能系统中的应用,并对该系统中的触摸屏页面设计和PLC的原理及作用进行了分析。
1、引言
近几年,随着微电脑技术的不断进步,人们对自动化控制系统要求越来越高,采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、保证工程及产品质量、加快施工速度、提高劳动生产率和降低生产建设成本起着很重要的作用。触摸屏结合PLC在变频节能系统中的应用是一种自动控制的趋势,因为PLC本身有着运算速度高、指令丰富、功能强大、性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点,而触摸屏(人机介面)在工艺参数较多需要人机交互时使用又使整个自动化控制系统的功能得到很大的加强。
通过触摸屏和PLC结合使用,可以在触摸屏中直接设定目标值(压力及温度等),通过PLC与实际值(传感器的测量值)进行比较运算,直接向变频节能系统发出运算指令(模拟信号),调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个参数,实现报警、记录等功能。一般PLC结合触摸屏的闭环调节的变频节能系统如下图所示。
图1
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