苏州西门子中国授权代理商变频器供应商

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客户需求
United Utilities 需要控制系统简单但功能强这种形式的集成自动化解决方案。有一点非常重要，那就是某一点发生故障时新解决方案无论如何都不能损害系统的运行性。此外，还安装了基于 InternetExplorer 的访问，以便对人机界面（HMI,Human Machine Interface）图形页面进行远程访问。因此，使每个现场设备的状态和诊断数据都可用于远程 控制和监视。不过，系统成本不应过常规安装的成本，可能的情况下甚至应体现出成本降低。此外，该解决方案还要求使用供遥测子端站连入网络的以太网网关、可以对仪表进行远程组态以及现场设备能够与 PLC进行循环实时通讯。

Siemens 解决方案
单一主控（MCC,ｍａｓｔｅｒCenter）采用 Siemens S7-400 系列 PLC、用于远程监视和控制的以太网通讯以及用于现场设备的六个 PROFIBUS 网络来对工厂实施控制。两个过程区域（每个都有两股处理水流）具有的 PROFIBUS DP 和 PA 电路。DP电路连接到过程阀动器和磁流量计，PA 电路连接到一系列液位、流量和压力仪表。此外，二个过程区域有一个本安回路和一个远程 I/O 机架。

I/O 机架为现场设备工作，以减少电缆敷设。Siemens SIMOCODE 智能电机启动器或变速驱动装置控制 22 台电机，并有 13种模拟过程读数（通过 PROFIBUS）和 27个控制阀。

MCC 的外观很端，因为大部分操作员连接都通过复制的 Siemens OP370 人机界面（HMI, Human Machine Interface）来进行。操作员也可以在任何可连接 Internet的 PC 上通过 Internet Explorer 访问设备状态页面。这是通过 United Utilities 的遥测子端站（向其地区“运营响应”报告）进行监控外的另一种监控方法。

1、概述
       本控制系统是针对云南铜业股份有限公司加工分厂连铸连轧生产线中，对铜线杆完成线圈的接收、压实、称量以及运输的配套项目。本方案所提供的系统构成，在完成生产设备的工艺控制的同时，完成标签的打印、以及本地数据库的建立、查询、统计功能。同时，针对日益普及的生产信息化建设，本系统预留丰富的网络接口，以备日后使用。

2、工艺过程及要求
      本系统工艺设备主要由四套正反转辊道输送机、一套托盘升降机、一套线圈压实机、一套电子秤自动称重装置及液压站等构成，其中升降机、压实机等由液压站油泵实现操作。
      其中四台正反转辊道输送机按工艺要求分成四个工段完成托盘的运送，在1#输送机中放置有两个A、B受线托盘，在该工段完成铜线圈的接受、当受线托盘A完成受线后送至2#工段。同时将B托盘送到受线位置，在2#工段完成压实、打包，完成后送至3#工段，在3#工段完成自动称重，后送入4#工段，由插车运走，当四个工段的任务完成后，四台输送机反转将A托盘送回到1#工段等待位置，A、B托盘重复上述过程。
       升降机主要完成线圈的受线要求，当托盘到达升降机位置时，升降机将受线托盘提升到工艺要求的位置，开始受线，受到一定的高度，提升机下降一定的高度，继续受线到原高度时，提升机按要求又下降一定的高度继续受线，再到达原高度时，完成受线，并降至即托辊道上，启动1#  输送机将受线完的托盘送至2#工段，同时将待受线托盘送至升降机位置，重复上述过程。
      压实机主要完成线圈的压实、打包。当受线完的托盘到达2#工段的压实机时，压实机启动下压圆盘将线圈压实，进行包装、打带、确定完成后，放行至3#工段进行称重。
在3#工段的输送机下安装有托利多的电子缓冲称，可完成自动称重、显示、打印。
      在4#工段按有警示灯和铃，当受线托盘到该工段时，醒操作人员将成品线圈运走，当受线线圈运走后，托盘被送回至待受线位置等待。
      工艺要求是：1）除压实机为现场操作箱手动控制外，其余各设备均由PLC自动控制，且各设备均能实现单机调试与控制。2）循环周期，连铸连轧生产线每小时出线圈3卷，即每20分钟完成受线、输送、压实、打包、称重计量、将线圈从辊机上的托盘上搬走、辊道机反转将空托盘回送到预定位置等全部程序。3）自动控制以时序控制为主，同时判断每一步骤是否完成，过时间未完成给出报警信号，出现故障则停机。

3、系统方案、配置及实施
       本控制系统使用PLC和工业现场工作站来构成，分别完成设备连锁、顺序控制以及数据采集、设备监控、标签打印、数据库管理及查询、统计。本方案控制系统结构的基本示意图如下：

系统受控设备及受控量如下：
•受控设备为：正反转辊道输送机4台（4×7.5kW）；液压站油泵2台（2×37kW）；循环泵1台（1×7.5kW）；加热器2个（2×1.8kW）；冷却水电磁阀1个；加载电磁阀1个；升降机上升电磁阀1个，下降电磁阀1个；压实机下压电磁阀1个，回升电磁阀1个；警示灯1个；电铃1个；气动挡铁伸出电磁阀5个，缩回电磁阀5个；标签打印机1台；故障报警峰鸣器1个。
•开关量检测信号为：电动机过流信号7个；油温信号5个；油箱油位信号4个，压力开关信号5个；截止阀行程开关3个；压实机互锁行程开关2个；压盘行程开关1个；接近开关10个；光电开关12个；压实机放行信号1个。
•模拟量检测信号为：托利多电子缓冲秤1台。
控制系统的配置如下：
•一体化工作站选用闽台ICP的WS-615，该一体化工作站性能比较稳定。
•PLC选用美国GE公司的90-30系列产品，该产品是目前性能价格比较高的PLC产品之一。其开放性比较好，扩展容易，非常容易与其它控制系统建立通讯。本方案中选择CPU364做为系统配置，该CPU使用Inbbb 386EX做为处理器芯片，可以管理4096个I/O通道，用户程序可以由32K至240K，内含有TCP/IP以太网接口，支持10baseT以及AAUI连接方式，该CPU的速度为0.18mS/1K。针对本控制系统的特点，系统的数字量输入模块选择IC693MDL645。该模块为16点24VDC输入，正逻辑；系统的输出模块选择IC693MDL940，该模块为继点器输出模块，每个模块16点，每点负荷可达2A。为实现与本系统相关设备的工艺连锁以及互动控制，在本系统中，增加了1块模拟量输入模块（4-20mA，16通道）。本系统所选择的PLC可以支持诸多网络，考虑到与上位机通讯的速率以及通讯建立的简洁性，本系统使用Ethernet（以太网）通讯方式。
•限位检测元件选用德国SICK公司生产的WS/WE160对射式光电开关和IM18接近开关
•标签打印机使用美国DataMax公司生产的ProdigyPLUS热敏标签打印机。
•本系统方案中，上位软件选择美国WonderWare公司的InTouch7.0作为上位软件的开发平台。与本系统中的PLC通讯的方式使用基于TCP/IP以太网的GE HCS通讯协议。系统中，标签打印、设备监控、PLC故障诊断等均由本平台完成。
•本控制系统配置上位机控制台、低压配电柜、PLC控制柜、现场手动操作台和压实机现场操作箱各一套。
      控制系统可通过上位机控制台上的手/自动转换开关的切换由PLC完成整个工艺过程的自动控制和现场操作台手动操作各工段的单机设备来完成整个过程。其具体方法可通过下面的控制原理方框图加以了解。

4、系统功能及特点
1）在上位机上可观察到整个工艺过程，及时了解生产状况；保证了工艺设备的稳定、的连锁以及顺序控制；
2）在上位机上可实现对PLC设备的故障诊断，提高设备有效作业率以及设备的有效利用率。
3）可在上位机和现场称重显示器同时了解线圈重量，并对该线圈的检验数据输入上位机，即可精美、准确地完成标签打印，以便掌握每一卷线圈的重量及质量。
4）生产数据库的建立便于对生产数据的保存、查询和统计。

5、结束语
       该系统自投运以来，运行良好，故障率低，由于从受线、压实、打包、运输整个过程较长，即使手动操作该系统也较为方便，这样一来，大大降低了操作人员和维修人员的劳动强度。