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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    深圳西门子一级代理商电源供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-11-18
  • 阅读量:6
  • 价格:666.00 元/台 起
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    深圳西门子一级代理商电源供应商详细内容

    深圳西门子一级代理商电源供应商


     水电厂自动化系统由 I/O设备 (传感器和执行器 )、控制硬件、控制软件、人机接口及与信息系统的连接等组成。而水电厂的自动化是从80年代初单个功能装置研制开始的,计算机监控系统的发展过程以及典型的应用如表1:
    表1  计算机监控系统发展过程表
    年代
    典型的系统结构
    几个应用实例
    80年代初
    功能分布的多微机监控系统
    葛洲坝二江一期,富春江一期
    80年代末
    以设备单元分布的星型分层监控系统
    丹江口一期,龙羊峡一期
    90年代中
    基于开放系统的分布式监控系统
    葛洲坝二江,富春江,白山
    21世纪初
    基于对象技术的分布式监控系统
    红枫梯级,青溪,丹江口
     
    n          功能分布式的星型分层监控系统
    以单功能微机装置集成系统,每个微机装置具有特定的功能,但每个微机装置都具有不同功能,如有的微机装置专门采集开关量,有的微机装置专采集模拟量,有的微机装置专门进行控制操作。该系统在分布的方式上进行了一些有益的试验,但从模式上看还不能算是很成熟的系统。
     
    n          以设备单元分布的星型分层监控系统
    为了检修维护的方便,以发电机组为单元,将数据采集与控制集成到一台微机或PLC装置中,构成了现地控制单元LCU。LCU无法直接接入以太网,而且计算机非常昂贵,不能使每台LCU都配备CPU(微机)接入以太网,只能将微机作为前置机。这时的系统采用专门的计算机,在应用网络上已跨出了一大步,但相应的标准还不完善,尚不能形成理想的开放系统环境。
     
    n          基于开放系统的分布式监控系统
    随着计算机技术、网络技术的发展,计算机应用软件越来越复杂,越来越庞大,软件开发的投入也越来越大,如何使这些的资源不仅在这一家公司制造的计算机上运行,而且也能在另一家公司制造的计算机上运行,这就形成了一系列的开放系统标准:TCP/IP、POSIX、SQL、ODBC、JDBC、OPC等。基于开放系统的分布式计算机监控系统具有通用性和移植性,监控系统的软件可以安装在任何具有开放系统特点的计算机上。开放系统为水电厂计算机监控系统的发展提供了强大的历史舞台。国内南瑞公司的SSJ-3000型和水科院的H9000型等计算机监控系统就是这个时期的典型的基于开放系统的监控系统。
     
    n          基于对象技术的分布式监控系统
        计算机硬件技术以摩尔定律发展,这给软件开发提供了广阔的平台。软件技术发展到现在除了遵循开放系统标准以外,还应遵循面向对象技术的标准,如:Sun公司的Java RMI、OGM组织的CORBA或Microsoft公司的COM/DCOM。水电厂计算机监控系统由于面向对象的复杂性和多样性,基于面向对象的技术应用将水电厂运行设备如发电机组、主变、开关等抽象为对象。从系统设计、编程语言选择到用户界面等一系列过程都依据面向对象的理念、原则和技术,这样工作的结果将给用户带来使用和维护上的大方便。南瑞公司近推出的NARIACCess Plus(NC-2000)计算机监控系统软件就是一个基于对象技术的分布式监控系统。它不仅应用于水电厂,而且也非常方便地应用于水电厂梯级调度系统。
     
    水电厂“无人值班”(少人值守)的技术条件
     
    无人值班相对于有人值班而言就是要求自动化系统来完成值班人员日常的工作,包括定时巡视运行设备,记录各设备有关参数和相关事件,按操作票形式进行设备的正常操作,发生事故或故障时,进行反事故处理,采取有效措施,防止事故扩大等工作。实现比有人值班、、的运行方式。虽然自动化系统具有一定的反事故处理能力,在局部范围内起到防止事故扩大的特点,但是事故或故障的出现原因是非常复杂的,少数可以通过一定的处理恢复,但大多数是无法恢复,并需要检修维护人员及时前往现场认真分析处理的。因此水电厂“无人值班”(少人值守)具备以几个条件:
     
    n          具有计算机监控系统
        计算机监控系统是实现“无人值班”(少人值守)的一个非常重要的系统。它具有采用水电厂的机组、辅机、油系统、主变、开关站、公用设备、厂用电系统以及各种闸门等的电气量、开入量、温度量、压力、液位、流量等输入信号,完成各种生产流程,如开停机、分合开关、运行设备倒换等顺序控制,机组有功功率和无功功率的调节,自动发电控制AGC、自动电压控制AVC,以及其他设备的操作控制。同时监控系统还具有丰富的人机界面,防误操作的措施和一定的反事故处理能力。
    n          具有远程控制、调节功能
    现地已经无人了,监控系统不仅具有现地的各种监视、操作、控制功能,而且具有能与远方控制系统通信能力,上送有关信息,接收远方控制系统的命令实现远程控制和调节。
     
    n          具有ON-CALL功能
    现场设备的运行难免会出问题,一旦出现事故或故障时,就需要维护人员立即奔赴现场,了解事故或故障现象,分析事故或故障原因,及时排除事故或故障。如何使维护人员甚至水电厂能及时得到详细的事故或故障信息,这就是无人值班水电厂计算机监控系统具备的功能:ON-CALL功能,可以通过电话、呼机或手机发布呼叫信息或手机短信息。
     
    水电厂自动化系统的技术措施
     
    水电厂自动化系统具备完备的硬件结构,开放的软件平台和强大的应用系统。
    n          系统结构
        目前监控系统的结构基本上以面向网络为基础,系统级设备大多采用以太网Ethernet或光纤环网FDDI等通用网络设备连接的微机、工作站、服务器,在被控设备现场则较多地采用PLC或智能现地控制单元,再通过现场总线与基础层的智能I/O设备、智能仪表、远程I/O等相连接构成现地控制子系统,与厂级系统结合形成整个控制系统。
       对于现地控制单元,智能控制器加上现场总线技术应是一个好的发展趋势,根据IEC标准及现场总线基金会的定义:现场总线是连接智能设备和自动化系统的数字式双向传输、多分枝结构的通信网络。它具有如下技术特点:
    Ÿ          系统开放性;
    Ÿ          互可操作性与可用性;
    Ÿ          现场设备的智能化与功能自治性;
    Ÿ          系统结构的高度分散性;
    Ÿ          对现场环境的适应性。
        机组容量变大、控制信息量增多,控制任务功能增加,控制负荷加重、网络通信故障都会造成现地控制单元控制能力的降低。针对水电厂被控制对象分散的特点采用现场总线将分散在现场的智能仪表、智能I/O、智能执行机构、智能变送器、智能控制器连接成一体。正好体现了分散控制的特点,提高了系统的自治性和性,节省了大量信号电缆和控制电缆。所以说,使用现场总线网络较适应分布式、开放式的发展趋势。当然,现场总线控制系统主要是要有分散在被控对象现场的智能传感器、智能仪表、智能执行机构的支持,而目前在水电厂中这些还是大量的旧式的装备。只能逐步过度,后取代旧式的数字/模拟混合装备和技术,形成全新的全数字式系统。
     
    n          软件系统平台
    1.支持软件平台和应用软件包向通用化、规范化发展
        为适应开放化、标准化、网络化、高速化和易用化的发展技术,计算机监控系统中的软件支持平台和应用软件包应趋向于通用化、开放化、规范化。从电力高性的要求出发,在大中型水电厂监控系统中的UNIX操作系统等到广泛的应用,中小型的水电厂因较多采用PC构架的计算机,所以较多地采用bbbbbbs操作系统,目前也有少数采用。
    2. Web、Java等新技术的应用
        Web、面向对象的Java等新技术将越来越多地引入计算机监控系统。如南瑞自控新近开发的NC-2000监控系统,采用了面向对象的开发技术,人机界面采用跨平台的Java实现,它不仅给用户提供了,和加方便地进行可编程二次开发的功能丰富多彩、生动的界面,而且由于Web、Java等技术的采用,前台操作员站的应用支撑软件大大减少,可以实现真正意义上的“瘦客户机”。如在大中型电厂用的UNIX工作站或服务器作为全系统的主控机和数据服务器,而用PC机作为操作员站,由Java一次编译,多处运行的特性,不仅可轻松地在操作员站,主处理器等监控系统内的节点获得同样的人机界面,加上Internet/Intranet,Web技术的支持,可在厂长,总工办公室、生技科等厂内PC联网的地方直接浏览到同样的界面,甚至于在任何地点经电话接入后的也可以浏览到同样的界面(为保证需增加必要的措施)。
    3.功能强大的组态工具
    用户对操作系统命令深入了解,也不需要复杂的编程技巧,不论是在UNIX系统上还是在bbbbbbs系统上,都可通过组态界面十分方便地完成:
    Ÿ             数据库测点定义
    Ÿ             对象定义
    Ÿ             现地控制单元的各种模件定义
    Ÿ             处理算法定义
    Ÿ             通信端口
    Ÿ             通信协义的定义
        顺序控制流程生成、检测、加载等各种功能的应用定义以及维护,很多功能只需点击鼠标进行选择,既快捷方便,又避免了使用编辑程序难免产生的输入错误,真正体现主系统服务的面向对象、、开放、友好、可扩展和透明化。
     
    n          强大的应用系统
       计算机监控系统主要有以下几个方面应用:
    Ø        历史数据库系统
    Ø        电能量监测系统
    Ø        效率检测系统
    Ø        电力市场、经济调度决策支持系统
    Ø        运行人员培训系统
    Ø        状态检修系统
    Ø        生产管理系统
    Ø        智能电话报务系统
       
    结束语
     
          上面提及的系统都是同现有计算机监控系统密切相关的系统,根据具体情况,它们可配置成相对立的系统,通过高速网络与计算机监控系统进行数据交换。也可配置成计算机监控系统的子系统,这样的计算机监控系统似乎应称之为水电厂生产综合管理系统。它提供了水电厂从基础的数据采集和设备控制直到面向电力市场的经济运行决策的一整套完善服务功能,支持电力生产的现代管理上一个新台阶。


    1、引言

    我公司在开发研制生产割草机变速器的过程中,为试验割草机变速器的工况状态,专为割草机变速器设计生产了试验台。试验台能够模拟变速箱实际工作状态,并测量和显示出其转速、扭矩、振动、径向压力和箱体温度等性能参数,经系统后台数据处理和综合分析后生成测试报表。用户可以方便地完成各种类型试验,并得到相应报表。系统功能齐全,人机界面良好,操作简单,抗干扰能力强,目前已投入实际应用。该试验台的离合装置试验是针对带有离合机构的变速器而增加的功能,主要用于离合装置寿命试验。开始设计的线路为用JS7时间继电器控制线路,控制线路多,接线复杂,且继电器长期带电工作,继电器触点易老化,继电器机械寿命也不能达到要求。随着设备的运行时间越来越长,故障点相应增加,维护工作量越来越大,严重影响割草机试验台的运行。为试验的稳定运行,需对原继电控制系统进行改造。

    2、项目的实施简介

    该项目为适应工况要求增加的试验带离合装置的割草机变速器离合寿命试验。试验要求:连续运转150小时,离合齿轮啮合10秒/次,离合齿轮分离5秒/次,即离合周期为15秒。150小时的离合周期数为36000次。该试验目的为:(1)试验离合弹簧拉力和寿命能否保证36000次离合试验;(2)试验割草机变速箱在加载的条件下变速器的离合齿轮离合及磨损状况。这两项达标,才能保证离合装置。经方案设计,项目与2004年实施后,通过轻载试验、加载试验证明试验效果良好。功能齐全、稳定,投入试验至今,已了较好的社会效益和经济效益。

    3、系统组成

    割草机变速器试验台离合装置PLC控制系统是以可编程序控制器PLC为的控制、执行、声光报警和一次、二次外围元件组成。CPM系列PLC在编程环境等方面,它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能,就是作为小型控制器或在传感控制器应用,也能适应生产现场不同的需求。因此我们选用可编程序控制器的型号为CPM2A—20CDR-D。该机型体积小、可与计算机通讯,便于监控、调试和排除故障,丰富和完善了对试验台的检修、维护手段,提高了自动化水平。本系统共需5个输入点和5个输出点,PLC电源电压选用AC220V, 输入额定电压为PLC内部电源DC24V, 输出额定电压为PLC外部电源DC24V,输出电流为2A/点,采用继电器输出方式,程序表达使用梯形图形式,本系统仅设置自动工作方式。下图为PLC外部I/O接口(见图1)和梯形图(见图2)。


    1、数字量输入及数据检测部分

    1)各种数字量开关 包括开停车开关、功能开关,用于开停车与实现工艺要求的各种功能动作。
    2)三自动检测部分 由关主电机、下钢板、刹车传感器构成。其作用为当落纱开始后能自动适位停车、自动留头、为重新开车降低断头创造条件。
    3)数据检测部分 由主轴、前罗拉、后罗拉传感器组成。其作用是自动检测纺纱过程中主轴、前后罗拉的运行数据,为计算班产量、锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度等工艺参数以及为锭子速度曲线控制提供数据。

    2、可编程控制器(PLC)部分

    该部分主要由永宏FBs-60MC主机与扩展模块构成,可编程控制器专为工业环境而设计的通用自动化装置,它吸取了微电子技术、计算机技术及自动化技术的新成果,采用可编程的存储器,实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算,并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各生产过程,永宏FBs-60MC主机有16点数字量输入、24点数字量输出,可带7个扩展模块,本系统设计所有数字量输入全部由主机完成,模拟量输入由扩展模块有 FBs-6AD 完成。

    3、执行机构

    包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、自动润滑装置、自动清洁装置、变频器、落纱电源等,用于完成纺纱过程的全部工艺动作。其中变频器锭子速度控制由变频器、锭子传动部分、主电机构成。其作用是变频器根据PLC的指令(锭子速度控制曲线)自动调整锭子运行,提高纱线质量和产量。

    4、人机界面

    采用TP27触摸显示屏做人机界面,完成参数设定、显示,可直接设定锭子运行曲线,实现控制柔性化。并能根据工艺要求修改参数。TP27与PLC之间以PPI协议通讯。

    二、软件设计

    电气控制软件分为:控制主程序、参数设定显示子程序、计算采样子程序、数字通讯子程序和锭子运行曲线子程序。

    1、控制主程序

    软件主控制程序部分,依据工艺要求编制的程序,上电后自动检测各开关量和传感器输入的数据,完成整个纺纱过程自动控制和调用子程序。

    2、参数设定显示子程序

    主要依据TP27配置完成参数设定显示,包括班次设定、错误设置提示,总产量、班产量累计显示、锭子速度、前罗拉速度、牵引倍数、捻度、产量、细纱号数等参数显示。

    3、计算采样子程序

    主要依据主轴、前罗拉、后罗拉数据检测传感器采样结果以及设计参数完成系统计算,用以完成各类显示参数的计算及定长落纱等功能。

    4、数字通讯部分和锭子运行曲线子程序

    主要采用自由口通讯协议完成与变频器的。通讯设置自由口通讯控制寄存器设置为自由口通讯方式,程序通过接收中断和发出中断以及发送指令XMT控制通讯口的操作,在自由口通讯方式下通讯方式由程序梯图控制。通讯设置还定义了波特率、校验方式和数据长度等。为了使锭子运行曲线平滑。在设定的点与点之间采用数学建摸的方法拟合发送参数,该部分程序框图见图3。

    三、通讯设计

    该控制系统大特点是应用数字通讯方式完成TP27与PLC以及PLC与变频器之间的。PLC的Prt0口与TP27连接,以PPI协议通讯完成参数设定显示, Port1口与变频器相连,以自由口协议通讯完成锭子运行曲线控制,以往我们进行锭子速度曲线控制时只能选用模拟量来控制变频器运行,这样硬件成本高且控制精度较低。采用数字通讯后,硬件仅为一条屏蔽线,抗干扰能力增强,为实现联网传输控制参数提供了条件,降低了控制成本;数字通讯、高性和大的提高了机器性能比和市场竞争能力。

    四、应用效果

    FA506型细纱机控制系统前身采用PLC开关量控制和协议参数仪构成,全机控制精度低,性和抗干扰性能差,系统成本高。采用永宏FBs-60MC系列PLC构成系统后,全机控制采取数字通讯方式,控制精度高,性和抗干扰性能大为提高。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”原则,大降低了系统成本,单机实现成本降低达控制系统的10%左右,大提高了产品盈利能力,市场前景十分广阔。 (end)

    可编程控制器(programmable logical controller,简称PLC)已经越来越多地应用于工业控制系统中,并且在自动控制系统中起着非常重要的作用。所以,对PLC的正确选择是非常重要的。

    面对众多生产厂家的各种类型PLC,它们各有优缺点,能够满足用户的各种需求,但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容,没有一个统一的标准,无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法,可以在挑选PLC时作为参考。

    可以通过以下几方面的比较,挑选到适合的产品。

    一、工作量

    这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初,就应该对控制点数(数字量及模拟量)有一个准确的统计,这往往是选择PLC的要条件,一般选择比控制点数多10%~30%的PLC。这有几方面的考虑:

    1、可以设计过程中遗漏的点;
    2、能够保证在运行过程中个别点有故障时,可以有替代点;
    3、将来增加点数的需要。

    二、工作环境

    工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来,就要求自控系统能够适应复杂的环境,诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等,各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。

    三、通信网络

    现在PLC已不是简单的现场控制,PLC远端通信已成为控制系统解决的问题,但各厂家的通信协议千差万别,兼容性差。在这一点上主要考虑以下方面:

    1、同一厂家产品间的通信。各厂家都有自己的通信协议,并且不止一种。这在大、中型机上表现明显,而在小、微型机上不尽相同,一些厂家出于容量、价格、功能等方面考虑,往往没有或者有与其它协议不同,而且比较简单的通信。所以,在这方面主要考虑的是同一厂家不同类型PLC之间的通信;

    2、不同厂家产品间的通信。若所进行的自动控制系统设计属于对已有的自控系统进行部分改造,而所选择的是与原系统不同的PLC,或者设计中需要2个或2个以上的PLC,而选用了不同厂家的产品,这就需考虑不同厂家产品之间的通信问题;

    3、是否有利于将来。由于各厂家的通信协议各不相同,上也无统一标准,所以在PLC选型上受到很大限制。就要考虑影响面大、有发展的、功能完备、接近通用的通信协议。

    四、编程

    程序是整个自动控制系统的“心脏”,程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买,并且价格不菲,这一点也需考虑在内。

    1、编程方法

    一种是使用厂家提供的编程器。也分各种规格型号,大型编程器功能完备,适合各型号PLC,价格高;小型编程器结构小巧,便于携带,价格低,但功能简单,适用性差;另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件,现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同,往往只研制出适合于自己产品的编程软件,而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。

    2、编程语言

    编程语言为复杂,多种多样,看似相同,但不通用。常用的可以划分为以下5类编程语言:

    (1)梯形图
    这是PLC厂家采用多的编程语言,初是由继电器控制图演变过来的,比较简单,对离散控制和互锁逻辑为有用;

    (2)顺序功能图
    它提供了总的结构,并与状态定位处理或机器控制应用相互协调;

    (3)功能块图
    它提供了一个有效的开发环境,并且特别适用于过程控制应用;

    (4)结构化文本
    这是一种类似用于计算机的编程语言,它适用于对复杂算法及数据处理;

    (5)指令表
    它为优化编码性能提供了一个环境,与汇编语言非常相似。

    厂家提供的编程软件中一般包括一种或几种编程语言,如TE公司的Xbbb编程软件可以使用梯形图(Ladder)、顺序功能图(Grafcet)、结构化文本(Literal)3 种编程语言;Siemens公司的Step7编程软件可以使用梯形图(Ladder)、指令表(STL)两种编程语言;Modicon公司的Modsoft编程软件只使用梯形图(984 梯形)一种编程语言,而另一个Concept编程软件可以使用5种编程语言,依次为梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)、指令表(IL)。同一编程软件下的编程语言大多数可以互换,一般选择自己比较熟悉的编程语言。

    3、存储器

    PLC存储器是保存程序和数据的地方,分内制式和外插式两种,存储器容量在512~128M字节之间,一定要根据实际情况选取足够大的存储器,并且要求有一部分空余作为缓存。

    PLC存储器按照类型可分随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除只读存储器(EPROM)等。RAM可以任意读写,在掉电后程序只能保持一段时间,适合于在自控系统调试时使用。ROM只能读不能写,程序是由厂家或开发商事先固化的,不能改,即使失电也不丢失。EPROM与ROM只是EPROM通过特殊的方式(如紫外线)可以擦除再写,适合于应用在长时间工作而改动不大的系统中。

    4、易于改

    PLC较继电器控制的另一个优势在于它可以根据实际需要任意改控制结构(或控制过程),这就要求改程序方便快捷。

    5、是否有模块

    部分生产厂家的PLC产品提供一些模块,如通信模块、PID控制模块、计数器模块、模拟输入/输出模块等。在软件上也提供了与此相对应的程序块,往往只是简单的输入一些参数就能实现,便于用户编程。

    五、与监控系统的通信

    1、人机对话操作台。这是监控系统的早期产品类型,是生产厂家专为自己的PLC产品设计的,适合于点对点控制。结构简单,功能少,面板控制,操作较易,现仍然广泛地应用于现场控制系统中。其优点是在远端控制失效的时候,仍能很好地控制现场。

    2、随着计算机的不断发展,依靠PC(包括工控机)的监控系统越来越多地应用在自控系统中,这种监控系统一种是PLC开发商专为自己的(或特定的)产品量身定做的;另一种是软件开发公司开发的适合大多数PLC产品的监控系统。种与PLC产品的相容性强,能够根据PLC产品的特点相应的控制方案,应该说仍以PLC为;后一种则抛开了PLC产品,注重计算机在图像、动画、声音、网络、数据等方面的优势,给二次开发人员了较宽松的开发条件,往往可以制作出的监控系统,只要有相应的通信协议(目前已拥有了绝大多数生产厂家的通信协议),就可以与各种类型PLC相连,是当今自控系统。所以,在这方面应考虑所选的PLC与监控系统的通信方式是否可行。

    六、可延性

    这里包括三个方面含义:

    1、产品寿命。大致可以保证所选择的PLC的使用年限,尽量购买生产日期较近的产品;

    2、产品连续性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容,这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用;

    3、产品的新周期。当某一种型号PLC(或PLC模块)被淘汰后,生产厂家是否能够保证有足够的备品(或备件)。这时应考虑选择当时比较新型的PLC。

    七、售后服务与技术支持

    1、选择好的公司产品;

    2、选择信誉好的代理商;

    3、是否有较强的售后服务与技术支持。

    八、性价比

    相对于自控系统性能的好坏于价格的选择。只是在几项比较接近,又不易选择时,才考虑价格因数,选择性价比比较高的产品。

    在实际选型过程中,往往受到多方面的制约,不一定要考虑以上全部方面,但其中有些项是考虑的,而存在的问题也通过其它替代方式加以解决。

    一般来说通过前5项的比较,已可确定2~3种产品,再考虑到后几项,便可选中较满意的PLC。随着科学技术的不断发展,PLC产品也一定会有一个统一的标准。那时,挑选PLC将不再是困难的事情。(end)

    1 引 言

    染色工序在纺织品生产中占有重要地位,染色质量直接决定了纺织品的色泽、外观,甚至还影响纺织品的生产成本。在染色工序中,影响染色的因素主要有染液浓度、温度、液位等,其中温度控制是很重要而又复杂的控制过程。染色过程实际上是执行由工艺人员针对不同织物的一条温度曲线,每个工艺对染色的温度、升降温过程都有严格的要求,否则,容易使织物产生色差、缸差、条痕等疵点,造成复染率上升,生产成本的增加。针对染色过程温度控制的复杂性,设计了基于PLC 的染色机温度控制系统,实现对染色过程温度的控制,从而减少织物疵点,提高生产效率,降低生产成本。

    2 系统控制要求

    1)温度曲线存储

    温度曲线存储要求对于不同的染色品种,其对温度的要求是不同的,因此对应的温度工艺曲线也是不同的,若将所有染色品种的温度工艺曲线都存入现场温度控制器中,则对该控制器的内存要求非常高,导致系统臃肿,因此本系统设计通过一台中控机,将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线,全部由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场控制器,现场控制器根据接收的温度工艺曲线进行温度控制,同时现场控制器可以随时向中控机申请修改温度工 艺曲线的参数。在网络中断时,现场控制器可以保存当前的温度工艺曲线,并且具有断电长期保存当前温度曲线的功能。

    2)温度控制要求

    在染色工艺过程中,典型的工艺曲线如图1 下所示:


    图1 典型的工艺曲线

    由图1可知,染色工艺可以分为多个曲线段,不同的曲线段对应不同的温度。对染色过程的温度控制主要是对染槽升温、保温、降温,结合生产的实际要求又将升温分为直接升温到温度和按斜率准确地升温到温度;同理,降温也分为直接降温到温度和根据斜率准确地降温到温度。因此温度控制分为五个子程序:直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温还是斜率升温、直接降温还是斜率降温根据实际需要通过中控机设定,而后由现场控制器PLC 的主程序调用相应子程序。

    3)报警及显示功能

    为系统设置了一个 TD 200 文本显示器,显示染色过程中的一些操作和报警信息,该显示器适用于所有西门子S7-200 系列的PLC。

    4)中控机监控要求

    采用西门子公司的WINCC 实现中控机对现场PLC 的监控,主要实现当前温度显示、动态温度曲线显示、温度等参数设置、报警记录和打印报表等功能。

    3 系统的硬件构成

    本系统采用西门子公司推出的 S7-200PLC 作为现场控制器,选用CPU226 主机模块;通过CP5613 卡完成现场控制器同中控机之间的通信。现场控制器S7-200 扩展了一块智能温度数据采集模块EM231,该模块带有4 个模拟输入点,集成有16 位/转换器,分辨率达0.1℃,能自动进行线性化处理,有冷端补偿功能,不再需要外部变送器,一个模块就能完成数据采集及数据处理功能。系统的温度信号的检测采用铂电阻PT100,铂电阻具有测量精度高、性能稳定的特点,在工业上广泛用于-200℃~+500℃之间的温度测量。由于现场控制器S7-200 不能直接同PROFIBUS—DP 现场总线相连,因而为S7-200 外扩了PROFIBUSDP 模块EM277。

    对于不同的染色品种,对应的温度工艺曲线也是不同的,若将所有可能用到的温度曲线存入现场控制器中,则对现场控制器的内存要求很高,因此本系统设计通过中控机,将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线,全部由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场控制器,现场控制器根据接收的温度工艺曲线进行温度控制,同时现场控制器可以随时向中控机申请修改温度工艺曲线的参数。在网络中断时,现场控制器可以保存当前的温度工艺曲线,并且具有断电长期保存当前温度曲线的功能,同时可以将现场的温度等信号上传至中控机,形成监控界面,如果需要可以通过网卡将中控机同工厂信息网以及Internet 网相连,实现底层到高层的信息共享。系统的结构图如图2 所示。

    4 系统的软件设计

    由图1可知,染色工艺可以分为几个曲线段,不同的曲线段对应不同的目的温度、升降温时间、保温时间。对染色过程的温度控制主要是对染槽升温、保温、降温,结合生产的实际要求又将升温分为直接升温到温度和按斜率准确地升温到温度;同理,降温也分为直接降温到温度和根据斜率准确地降温到温度。因此温度控制分为五个子程序:直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温还是斜率升温、直接降温还是斜率降温根据实际需要通过中控机设定,而后由现场控制器PLC 的主程序调用相应子程序。由于间歇式染色机的染缸体积较大,加热管道与冷水管道相对较小,造成比较大的温度惯性,一般可将其认为是一种具有纯滞后大惯性的被控对象,因而在升/降温段采用趋势判断补偿法,如果是升温,则在温度到达T 目标温度-△Ti 时停止升温;若是降温,则在温度到达T 目标温度+△Tj 时,停止降温,其中△Ti、△Tj 为补偿温度。由于温度控制的程序都在现场控制器PLC中,但是染色工艺参数是从中控机下传给PLC的,因而在PLC 的主程序中,需要根据接收到的来自中控机的数据进行判别,再执行相应的子程序。在下传的数据中包括目标温度、斜率、保温时间等,因而PLC 可以根据这些数值判断升温、保温、还是降温。但是判断升温、降温、保温,光凭目标温度、斜率、保温时间不能得到的判断,因而使用曲线段的目标温度辅助进行判断。由下面温度控制判断表1 表示。(说明:T*为本曲线段的目标温度,T*′为曲线段的目标温度。)

    表1 温度控制判断表

    根据表1,PLC 可以进行染色过程的温度控制。

    下面以斜率降温为例,说明 PLC 的温控过程。在主程序中判断当前目标温度是否小于上一步目标温度,再判断斜率不等于零,若满足这两个条件,就按照斜率降温。在斜率降温时,将降温段曲线按时间分成若干个相等的小间隔,对每一小间隔计算出相应的温度作为这一小段的温度给定值,因而工艺曲线的降温段可以用阶梯性表示,如图3 所示,又因为染机的大惯性,因而降温曲线段可由图4 表示。只要每一间隔的时间足够小,则计算的每一间隔的温度给定值与理想值的偏差就可忽略。本系统采用采样时间将降温段曲线分成相两次。

    目标温度比较斜率K 保温时间t 当前动作图示。

    K≠0 t=“0” 按斜率升温
    T*-T*′>0 K≠0 t≠0 按斜率升温后保温
    K=0 t=“0”直接升温
    K=0 t≠0 直接升温后保温
    K≠0 t=“0” ERROR
    T*-T*′=0 K≠0 t≠0 保温
    K=0 t=“0” ERROR
    K=0 t≠0 保温
    K≠0 t=“0”按斜率降温
    T*-T*′<0 K≠0 t≠0 按斜率降温后保温
    K=0 t=“0”直接降温
    K=0 t≠0 直接降温后保温

    相等的小间隔,每个间隔的温度设定值可由下式计算(其中 T 设J 为每一间隔的温度给定值):

    T设J=T设J-K?Tt

    同理,根据采样周期、降温斜率计算出降温时间 t,再计算总采样周期数N、温差△T(其中T0 为温控前的实际温度,KJ 为降温斜率,Tt 为采样周期,T 为当前温度):

    T=(T目标温度-T0)/K
    △T= T-T设J

    在斜率降温时,为了能准确的控制温度值,设定了差温报警值Te 和控制输出域值Tc,根据温差△T 与它们的比较,得出以下控制规律:

    a. △T>0
    1. △T≥Te,则全开冷却阀并显示“降温太慢”,同时报警。
    2. Tc<△T<Te,则开始PID 控制,得出控制量U 作为冷却阀开启时间。
    3. △T<Tc,自然动作,当前采样周期数加1。

    b. △T <0
    1.|△T|≥Te,全开加热阀并显示“降温太快”,同时报警。
    2.|△T|<Te,关闭冷却阀,并将当前采样周期数加1。

    5 结束语

    本系统结构灵活,通过PROFIBUS-DP 总线将现场控制器互连成网,用户可以在中控机上编辑各种条件下的温度曲线,通过总线快速下传给现场的控制器,使其依据接收到的温度曲线控制染色过程中的温度,同时可通过PROFIBUS—DP 控制网络实现现场数据的上载。

    本系统不但可以实现温度控制,而且根据需要还可扩展其他染色工艺过程的控制如水位、液位等参数的控制,具有良好的发展前景。

    本文作者点:采用S7-200PLC 作为生产现场的控制器,完成温度控制,本系统能及时准确地控制染色产品的质量,将产品的质量隐患消灭在现场,保证染色一致性和一次准确化;通过PROFIBUS—DP 总线实现快速响应、率、生产,大大提高染整设备的自动化、连续化、智能化水平,同时,应用网络通信技术可为间歇式染色机与染色厂企业信息管理层、互连网的连网提供了基础,使设备的控制系统具有开放性的体系结构。(end)



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