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| 配料系統(tǒng)在洗滌劑生產(chǎn)線上的實(shí)踐與應(yīng)用 | 2020-03-02 |
| 摘要：本文主要論述了使用SIEMENS公司SIMATIC配料系統(tǒng)在洗滌劑生產(chǎn)線上進(jìn)行集散控制利用批量控制及配方管理,實(shí)現(xiàn)了三維人機(jī)界面,并實(shí)現(xiàn)了與管理網(wǎng)的連接. 本文所論述的洗滌劑生產(chǎn)線集散配料系統(tǒng)是我們近年來(lái)主要針對(duì)高塔噴粉工藝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)實(shí)施的以SIMATIC配料系統(tǒng)為基礎(chǔ)的集散系統(tǒng),自動(dòng)配料系統(tǒng)主機(jī)采用SIEMENS公司SIMATICS7414-2DP作為稱重配料系統(tǒng)主機(jī),并采用PROFIBUSDP分布式I/O將現(xiàn)場(chǎng)I/O站與稱重配料系統(tǒng)連接起來(lái),HMI自動(dòng)配料系統(tǒng)采用SIMATICWINCCV4.01,并利用3DS等三維圖形制作工具繪制出三維動(dòng)態(tài)工藝流程.自動(dòng)配料系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式,使得現(xiàn)場(chǎng)稱重配料系統(tǒng)既完成現(xiàn)場(chǎng)操作功能,同時(shí)又作為服務(wù)器供管理人員查看現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況.該自動(dòng)配料系統(tǒng)在10萬(wàn)噸洗衣粉擴(kuò)產(chǎn)改造工程中得到應(yīng)用,并于1999年3月17日正式投運(yùn),自動(dòng)配料系統(tǒng)一直穩(wěn)定運(yùn)行,配料精度高,設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)合理,受到廠方的,本文主要以為例,介紹SIMATIC配料系統(tǒng)在洗滌劑生產(chǎn)線上的實(shí)踐與應(yīng)用. 一自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 高塔噴粉生產(chǎn)線包括如下幾個(gè)工藝過程: 原料輸送、固體配料、液體配料、料漿制備、噴霧干燥、后配料、成品計(jì)量等工序.自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)控制室,一個(gè)為中控室,負(fù)責(zé)整條生產(chǎn)線的監(jiān)控;另一個(gè)為后配料控制室,負(fù)責(zé)對(duì)后配料部分進(jìn)行監(jiān)控,后配料的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過PROFIBUSDP分布式I/O將瞬時(shí)流量等數(shù)據(jù)傳送至中控室,同時(shí)接受中控室的給定流量. 稱重配料系統(tǒng)主機(jī)采用SIMATICS7414-2DP,并采用ET200M將現(xiàn)場(chǎng)I/O站通過PROFIBUSDP連接到中控室,后配料電子皮帶秤及流量計(jì)控制采用兩臺(tái)SIMATICS7-214,并通過CP242-8PROFIBUSDP處理器模板與S7414-2DP通訊. 稱重配料系統(tǒng)采用中國(guó)臺(tái)灣艾訊工控機(jī),并安裝MPI卡,自動(dòng)配料系統(tǒng)采用SIMATICWINCC組態(tài)軟件,并在其中一臺(tái)稱重配料系統(tǒng)安裝了WINCCSERVER軟件,以實(shí)現(xiàn)與自動(dòng)配料系統(tǒng)的連接. 在廠區(qū)已安裝有粗纜等網(wǎng)絡(luò)線路,由于中控室一臺(tái)稱重配料系統(tǒng)兼用做服務(wù)器,因此,我們?yōu)槠淇偨?jīng)理(GM)、副總經(jīng)理(DGM)等管理部門已予留了網(wǎng)絡(luò)接口. 二自動(dòng)配料系統(tǒng)功能 洗衣粉配料系統(tǒng)的主要功能包括: *原料輸送聯(lián)鎖: 由于原料輸送采用氣力輸送方式,我們?cè)谳斔凸苓B接部分安裝有位置開關(guān),只有當(dāng)位置開關(guān)到位時(shí),才可進(jìn)行物料輸送. *固體稱量 固體部分稱量包括沸石、五鈉、、純堿、增白劑及膠粉等六種物料.其中,沸石與五鈉共用一個(gè)稱量斗,與純堿共用一個(gè)稱量斗,增白劑與膠粉共用一個(gè)稱量斗,供料采用雙速電機(jī)(即快、慢供電機(jī))實(shí)現(xiàn).傳統(tǒng)的稱量控制方式采用稱量控制儀(如PHILIPS公司的PR1615)實(shí)現(xiàn),而在本自動(dòng)配料系統(tǒng)中,稱量控制是由S7414完成的. 稱量控制原理如下: 若檢測(cè)重量大于快供值,則快供電機(jī)啟動(dòng),慢供電機(jī)停止;若檢測(cè)重量大于慢供值且小于快供值,則慢供電機(jī)啟動(dòng),快供電機(jī)停止;若檢測(cè)重量大于提前值且小于慢供值,則慢供電機(jī)停止,快供電機(jī)停止. *液體稱量 液體部分稱量包括燒堿、泡花堿、水、磺酸、非離子A及非離子B等六種物料.其中,燒堿、泡花堿和水共用一個(gè)稱量斗,磺酸用一個(gè)稱量斗,非離子A與非離子B共用一個(gè)稱量斗,供料采用氣動(dòng)球閥實(shí)現(xiàn).傳統(tǒng)的稱量控制方式采用稱量控制儀(如PHILIPS公司的PR1615)實(shí)現(xiàn),而在本自動(dòng)配料系統(tǒng)中,稱量控制是由S7414完成的. 稱量控制原理如下: 若檢測(cè)重量大于快供值,則球閥開;若檢測(cè)重量大于慢供值且小于快供值,則球閥點(diǎn)動(dòng)開關(guān);若檢測(cè)重量大于提前值且小于慢供值,則球閥關(guān)閉. *料漿制備 配料鍋分為A鍋及B鍋兩個(gè),可進(jìn)行單鍋或雙鍋交替配料,制備完成的料漿經(jīng)過濾鍋及暫存鍋送至高壓泵,然后噴入塔內(nèi)干燥.在制備過程中,若發(fā)生斷料或堵料等異常狀況,配料周期自動(dòng)暫停,恢復(fù)正常后,周期自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行. 前配料部分(包括固體稱量、液體稱量及料漿制備部分)可通過在配方編輯表填入相應(yīng)數(shù)據(jù),然后啟動(dòng)配料周期自動(dòng)進(jìn)行配料. *噴霧干燥 包括尾氣溫度控制、沉降室壓力控制、進(jìn)塔料漿回流控制、脫氣罐料位控制等PID控制回路,所有PID控制參數(shù)均有相應(yīng)的操作面板,可對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改. *后配料 后配料包括藍(lán)粒子、純堿、基粉、酶制劑四臺(tái)電子調(diào)速皮帶秤及香精、非離子兩臺(tái)計(jì)量泵.在中控室可通過設(shè)定總產(chǎn)量及各物料配比實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定量給料. *安全聯(lián)鎖在自動(dòng)配料系統(tǒng)中,考慮對(duì)關(guān)鍵工藝過程實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖,例如,后配料系統(tǒng)中,有如下聯(lián)鎖控制: 斗提機(jī)->混合器->運(yùn)輸帶->皮帶秤及計(jì)量泵 若下游設(shè)備發(fā)生故障,自動(dòng)聯(lián)鎖停上游設(shè)備,并發(fā)出聲光報(bào)警. 稱重配料系統(tǒng)軟件采用SIEMENS公司SIMATICSTEP7軟件編制實(shí)現(xiàn),STEP7軟件具備硬件組態(tài)、梯形圖編程、語(yǔ)句表編程、SCL高級(jí)語(yǔ)言編程、CFC功能塊等多種編程方式.其中,SCL高級(jí)語(yǔ)言編程功能可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的編制及"KnowHow"保護(hù)措施等實(shí)用技術(shù),本自動(dòng)配料系統(tǒng)的自動(dòng)配料功能即采用SCL語(yǔ)言編制,并利用PLC仿真功能在編程器上進(jìn)行模擬運(yùn)行,以保證自動(dòng)配料系統(tǒng)的可靠性. 稱重配料系統(tǒng)采用SIMATICWINCC組態(tài)軟件編制,我們將操作權(quán)限分為一般人員、操作員、維修工、工藝員、車間主管及自動(dòng)配料系統(tǒng)工程師等不同級(jí)別,以保證自動(dòng)配料系統(tǒng)的安全性. 由于Wincc本身未提供聲音報(bào)警功能,但其內(nèi)嵌的C編譯器可調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù),我們通過調(diào)用在winmm.dll庫(kù)中的sndPlaySoundA函數(shù)實(shí)現(xiàn)了多媒體聲音報(bào)警功能. 由于Wincc數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)配料系統(tǒng)采用Sybase公司的SQLanywhere數(shù)據(jù)庫(kù),并支持ODBC存取方法,通過對(duì)其運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析,我們利用VisualBasic實(shí)現(xiàn)了對(duì)歷史數(shù)據(jù)記錄的網(wǎng)絡(luò)查詢及打印等功能,為管理人員分析數(shù)據(jù)提供了幫助.由于采用兩臺(tái)稱重配料系統(tǒng),因此,稱重配料系統(tǒng)可以相互冗余,提高了自動(dòng)配料系統(tǒng)的可靠性. 三結(jié)語(yǔ) 通過在洗衣粉生產(chǎn)線上SIMATIC控制產(chǎn)品的成功應(yīng)用,為洗滌劑集散控制開辟了新途徑,在傳統(tǒng)的控制模式,無(wú)論國(guó)內(nèi)或國(guó)外的自動(dòng)配料系統(tǒng),只是采用PLC作為聯(lián)鎖控制使用,配料控制仍沿用配料控制器,給管理及維護(hù)帶來(lái)難度.本自動(dòng)配料系統(tǒng)由于采用SIEMENS公司新型控制器SIMATICS7-400,使得自動(dòng)配料系統(tǒng)同時(shí)具備完成復(fù)雜程序控制及常規(guī)聯(lián)鎖控制能力,使得自動(dòng)配料系統(tǒng)具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及競(jìng)爭(zhēng)力,已引起洗滌劑生產(chǎn)廠商的廣泛關(guān)注,與此同時(shí),我們正結(jié)合表面活性劑工藝特點(diǎn)及液體洗滌劑工藝特點(diǎn),繼續(xù)使用SIMATIC配料系統(tǒng)研制新的生產(chǎn)過程配料. | |
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