| 可編程控制器分布式自動配料系統的研究 | 2020-01-06 |
| 介紹 在化工、石化、制藥等領域，許多生產過程都需要配料，即準確定量地將物料加入的反應釜中。目前，在一些配料過程中，企業仍然使用純手工或大部分手工操作來完成:①操作者首先根據經驗控制加入計量罐的物料量，然后將計量罐中的所有物料轉移到的反應釜中，實現更精確的批量加料。(2)操作人員首先用反應釜稱量一定量的物料，最后人工將反應釜中的物料倒入的反應釜中，實現批量加料。使用這些方法不僅工作效率低，而且操作人員在第二種方法下可能接觸到有毒物質，從而造成安全隱患。 隨著市場競爭的日益激烈，企業迫切希望通過提高自動化水平來提高生產效率和產品質量。同時，自動化水平的提高也可以消除運行中的安全隱患，自動配料控制系統的使用是提高自動化水平的有效手段之一。本文以浙江控制自動化儀表有限公司生產的u6-200集成PLC為控制終端，對自動配料過程進行自動控制和監控。上位機系統通過有線或無線通信形成配料系統的網絡化監控，從而形成一個集管理和控制于一體的分布式自動配料系統，提高生產效率，節能降耗。 2自動配料系統的組成和控制流程自動配料控制過程是一個多輸入多輸出系統。所有配料生產線嚴格協調生產，及時、準確地監控料位和流量。該系統由U6-200和電子皮帶秤組成，構成計算機控制網絡。通過連接現場儀表、變頻器等智能化程度更高、處理速度更快的設備，系統能夠實現以下功能:在自動配料生產過程中，主料和輔料按一定比例匹配，電子皮帶秤用于計量皮帶機輸送的物料。U6-200主要負責輸送設備和稱重過程的實時控制，完成系統故障檢測、顯示和報警，并向變頻器輸出信號以調節帶式輸送機的轉速。它也是上位機系統的中心，為分布式訪問提供數據。自動配料系統啟動后，皮帶驅動電機開始旋轉。U6-200根據當前流速控制電機轉速。料倉中的物料落在皮帶上，由皮帶輸送稱重，在U6-200上顯示當前流量值，并根據設定值進行自動控制。通過改變變頻器的頻率設定值，改變電機的轉速，設定值與轉速之差逐漸減小，完成自動配料過程。在實際流量控制中，采用U6-200系統內置的專家PID控制算法，根據流量偏差和偏差變化趨勢計算控制量進行控制。其基本算法仍然是工業控制中廣泛使用的PID控制策略。這種控制策略是準確的通過調試確定了關鍵點、時間點和時間點。然而，由于致動器的滯后，例如泵的速度或皮帶運動的滯后，經常會出現誤差。因此，為了有效地補償這個誤差量，通過考慮誤差值e的變化率和用于控制輸出停止的提前量來形成專家PID控制策略，從而進一步提高控制系統的性能。為了混合配料，還可以在U6-200上設置輔料的比例參數，輔料可以按照配方比例混合。然后，通過通信，為每次分配將相關參數傳輸到上位機系統。 材料系統之間的協作。采用這種控制具有結構簡單、穩定性好、運行可靠、調節方便的優點。 3系統控制實施 U6-200集成可編程控制器是浙江控制自動化儀表有限公司生產的多回路控制器，采用工業32位ARM7微處理器和7英寸觸摸屏，集測量、顯示于一體 顯示、記錄、控制、報警、通訊、計算等功能可以實現單回路控制、串級控制、量程分割控制、比值控制、程序曲線控制、批量控制等多種控制方案。 在各種工業控制領域都有成功的應用案例。通過其靈活的表達式編程功能和內部功能模塊，上述過程可以在控制器內部方便地實現。典型系統的總體設計如圖1所示。系統啟動后，U6控制器轉換重量信號，獲得物料流量信號，驅動電機旋轉。結合內部累計計算模塊，累計金額可以根據慣性進行計算和添加 原則上，關閉電機的值可以在允許的精度范圍內調整。同時，內部控制模塊用于控制瞬時流量。同時，過程中的異常報警和聯鎖保護信號也受到控制。 設定的進給值可以在控制器的設定值窗口中改變，并與控制器外圍的啟動按鈕相匹配，確保操作簡單可靠。同時，系統兼具自動控制功能和手動功能。必要時，操作員可以在現場手動打開和關閉閥門。最后，系統將自動記錄和顯示各種數據，如閥門位置狀態、進料量、物料流量等。并且可以打印出報告或者根據需要將其發送到上位機進行統計分析。 4上位機系統 為了形成一個集成的管控系統，滿足企業內部分布式訪問和控制的需求，可以傳輸各配料系統本地控制的相關數據，利用上位機平臺提供基于網絡的分布式訪問系統，數據可以與公司的企業資源規劃系統共享，提供企業管理能力。上位機系統構成了一個有效的遠程數據采集、配方數據分發和遠程控制的監控數據采集平臺 系統，網頁訪問等功能，為各部門共享數據提供方便，并可根據需要開發各種類型的報表，方便統計分析。1)通信網絡 通信網絡是連接監控中心和各控制站的橋梁，承載數據通信功能。通信系統分為無線(GPRS)、有線(ADSL VPN)或專用網絡光纖接入。GPRS通信模式: GPRS——通用分組傳輸服務(GeneralPacketRadioService)的簡稱，是一種可用于GSM手機用戶的移動數據服務。使用這種通信模式，需要一個GSM電話卡、一個GPRS DTU和一個GPRS DTU數據中心來啟用GPRS流量功能。這種通信方法的優點是無線傳輸無需布線，缺點是傳輸效率和數量有限。 :是家庭常用的撥號上網方式。虛擬專用網絡(VPN)是指在公共網絡上建立專用網絡 使用網絡技術。它之所以被稱為虛擬網絡，主要是因為整個虛擬專用網絡的任意兩個節點之間的連接不具有傳統專用網所需的端到端物理鏈路，而是基于公共網絡服務提供商提供的網絡平臺，例如通過互聯網的邏輯網絡，并且用戶數據在邏輯鏈路中傳輸。虛擬專用網(VPN)屬于遠程接入技術，就是簡單地利用公共網絡鏈路建立一個專用網絡，使監控中心和控制站形成一個虛擬專用網。專用網絡光纖接入:直接在監控中心和每個控制站中鋪設光纖，并將光纖直接連接到操作員的交換機，從而監控中心和控制站形成物理專用網絡。可以根據每個站點的具體情況靈活選擇通信模式。 2)網絡系統 監控中心的網絡系統是控制站。其重要功能是通過上位機監控軟件監控整個控制站的控制、運行參數、總配料和總循環流量。同時也將是全部 控制臺的參數信息上傳到管理層，即管理層瀏覽的圖片和各種圖表由控制臺的上位機監控軟件以網頁的形式發布。只要輸入相關的IP地址，管理層就可以瀏覽控制站中上位機的每個監控畫面。上位機監控軟件采用B/S模式。管理層可以通過內部網或互聯網點擊工業工程瀏覽器實時瀏覽數據、打印報告和分析。便于管理層觀察所有生產數據和曲線圖，及時有效地了解現場情況。上位機監控軟件可以根據規則采集實時數據 傳輸到關系數據，然后保存到關系數據庫，為管理軟件提供實時、準確的數據支持。同時InscanRTN軟件設計有開放的數據接口，可以與獨立編寫的算法軟件交互。結論 上述系統已初步應用于我廠化肥生產車間。參數測量存儲完成后，自動配料控制系統控制效果明顯，不僅控制精度高，而且操作簡單可靠，控制效果令人滿意，計量精度始終保持在5‰以內。另外，由于上位機監控網絡方便，可以在控制室進行遠程控制，降低了勞動強度，提高了操作效率，實現了量化管理的突破。本文的創新之處在于:自動配料系統采用U6-200控制方案，具有功能強大、方便靈活、可靠性高、成本低、易于維護等優點。它大大提高了配料精度，方便了計量的網絡分布式訪問和控制，實現了網絡化生產管理，提高了經濟效益。 | |
