强市场竞争力。
l_1.1 工艺线路、设备及故障自动监控系统方面 自动控制及监测技术已在一些引进面粉厂中采用,国产设备配套安装设计的面粉厂,有的也有工艺模拟屏,也可以显示工艺及设备运行情况,但绝大部分无PLC控制的程序启停和故障检测。
工艺屏的控制操作也仅仅是将现场控制的方式进行简单的移位和集中,这样的“自控”只是集中控制而不是自动程序控制。
1.1.2 程序控制技术方面 引进系统大部分采用继电器联锁控制方式,个别在配粉车间采用PLC控制。
例如引进的瑞士布勒公司的生产线也只是在制粉车间的局部工段采用了PLC控制。
1.1.3 面粉生产过程微机数据采集及信息管理系统 引进厂中,微机数据采集系统得到一定程度的应用。
但是引进产品的CTR显示和打印报表均为英文, 显示信息少且无汉字和图形功能;数据处理功能弱,无法输出趋势分析及综合报表。
1.2 本课题概述 本课题《面粉生产过程自动控制与微机管理系统》是原国内贸易部部级科研项目,也是“九五”期间“国家级科技成果重点推广项目” (97060302A),分为三个层次, 四个系统,如图1—1所示。
包括前二个层次的全部和前三个系统的大部(厂部微机网除外)。
三个层次: 第一级为现场测控级;第二级为车间级微机数据处理级;第三级为微机信息管理级。
四个系统:工艺流程监控系统;PLC程序控制系统;数据采集与微机信息管理系统;专用抗噪声通讯系统。
1.2.1 面粉生产工艺流程的自动监控系统 采用大型工艺控制模拟屏显示面粉生产工艺线路、设备布置和电动机运行情况, 可实现各类故障(如失速、堵塞等)、电动机过载及料位越限的自动检测、显示和自动报警。
嗣姻;:姻 图1—1面粉生产过程自动控制及微机管理系统组成1.2.2 面粉生产线的PLC程序控制系统 该系统采用微电子技术及目前国内外较流行的PLC(可编程逻辑控制器)来实现面粉加工过程中的自动测量、自动数据预处理和自动控制。
完成现场工艺状况的检测、故障报警、联锁控制、程序启停和故障自动停机,并且配合隔离型光电通讯远传接口和应用软件,将PLc的信息远传至上位工业控制机(车间级和厂级),用以建立生产管理数据库。
1.2.3 面粉生产过程微机数据监测管理系统(车间级) 2 采用工业控制计算机完成对面粉生产过程的数据采集及信息管理, 可实现工艺流程图的显示、异常设备和故障的记录、实时数据采集曲线、历史曲线、汉字报表的显示、手动或定时自动打印产量及生产出率的饼图等10余种动画图表,并可具有远传及联网功能,可与厂级微机网相通,资源共享。
1.2.4 面粉厂专用抗噪声语言通讯系统(选配) 面粉加工现场由于存在着高振动、高粉尘、高噪声问题。
所以各楼层、各工段与总控室的信息传递问题难以解决。
本系统采用最新抗干扰、信息反馈及语言处理技术,可解决“三高”恶劣环境中的语言通讯问题。
本课题预留与抗噪通讯系统的接口。
1 3 本课曩的来源、意义和主要的研究内窖1.3.1 本课题的来源 《面粉生产过程自动控制与微机管理系统》是作者主持承担的国家电子办和国内贸易部联合立项的部级科研项目,该系统已经投入正常运行。
本课题也是国家科委“九五”期间“国家级科技成果重点推广计划”(97060302A),现已在山东、山西、广东、广西、东北推广应用了多套。
图l一2 国家级科技成果重点推广计划证书1.3.2 本课题的意义 《面粉生产过程自动控制与微机管理系统》的开发研究起点较高,充分应用高新技术,既要具备引进系统的功能,又要结合国内生产实际,力争在系统功能上赶上甚至超过引进系统,并且在设计思想和技术上争取有一定的创新和突破。
31.经济效益 ★ 直接经济效益 ①本系统投入使甩后。
由于采用了较完善的自动测量、自动监测、自动控制及计算机信息管理系统等,预计可提高出粉率0.8%, 以E加1200吨小麦 (约合150吨面粉)、全年生产250天、按现行价格0.15万元/吨计算: 可增加面粉: 150×0.8%X 250=300吨 年增利税: 300×0.15=45万元 ②由于采用较完善的工艺、设备、料位及故障自动监控系统和高效通讯系统,可及时发现故障并反馈信息,使故障迅速排除,做到不停机或少停机,按3班少停机12分钟计算: 日增加产量: 12分/60X 150/24=1.2(吨) 年增利税: 1.2X250天×200元/吨=6.25万元★综合经济效益 由于采用了微电子技术和自动控制技术后,强化了自动监控和信息反馈手段,可使操作人员及时了解操作效果、调整生产参数、稳定流量、减少盲目操作, 从而使吨粉耗电降低、维修消耗减少、管理费用降低、 稳定面粉质量等,可获综合效益约6万元。
总之,应用单位每年可从本系统实施中新增利税57.25万元。
2.社会效益 应用信息高新技术(如微电子技术计算机和自动控制技术)改造传统产业是国家的一项重大技术政策。
因此,本课题以面粉生产过程皂动控制及微机管理系统的运行实例,探索有中国特色的面粉加工自动化的路子,有助于科技向传统产业的渗入及科技向生产力的转化。
首先.本系统的开发、研制及投入使用,强化了生产管理、提高了劳动生产率、降低了工人的劳动强度、改善了工人的工作环境、稳定和提高了产品的质量。
其次,由于产量的稳定及故障减少,从而减少了粮食在加工过程中的损耗,强化了“无田农业”的作用。
第三,本系统的内容及功能,与引进同类相比,更趋完善,而投资仅为引进的l/3一l/4,更适合国内厂家选用,有利于高新技术的推广应用及促进面粉加工行业的技术进步。
第四,经过本课题研制过程的锻炼, 在较大程度上提高了科研人员在自动化和计算机方面的科技水准,培养和锻炼了师资队伍,促进教材、科研、实验室建设及教学质量提高,增强相应专业学生的知识面和适应性,以满足粮食行业对即懂工艺又懂自动化的高级科技人才的急需。
面粉生产过程自动控制及微机管理系统与同类的引进系统相比,具有更好 4的性能价格比(参见表2一i),更适合国情和接近于国内生产实际, 克服了进口同类系统中的缺点,同时也吸取了国内10多年来粮食工业自动化的经验教蛩Il, 从而使本系统的各种功能更趋完善。
1.3.3 本课题研究的主要内容 1.面粉生产数据以及故障信息采集装置。
例如电耗传感器、斗式提升机、故障传感器、散立体料位器、水分测控装置和小麦流量平衡器。
2.可编程控制器接口与安全联锁系统电路、自控系统主控部分的三个层次的控制模式。
3.可编程控制器程序设计及面粉生产数据微机管理系统。
如程序起动方式、PLC输入输出接口的合理分布、PLC与IPC配合等等。
5 第二章 自动控制与微机系统的总体设计方案 2.1 面粉生产线工艺流程 图2—1 面粉生产线工艺流程 2.1.1 面粉生产线基本情况 图2—2车间外形图 小麦清理流程:采用三次筛理,两次打麦,两次去石,一次精选,两次着水, 大都采用引进消化吸收的新设备。
小麦搭配在立筒仓下进行。
包括润麦仓10个, 其中一次润麦仓6个, 二次润麦仓4个。
6 制粉流程:采用4道皮磨,7道心磨,2ii!渣磨,2道尾磨,2ii!打麸, 可生产专用粉,也可生产特一粉及特二粉,工艺灵活, 适应性强。
2.1.2 土建结构 为六层框架结构, 全部面积为2451平方米。
在一楼有动力柜、配电柜, 二层设有中心控制室和微机室。
2.1.3 生产线总装机容量 工艺电机的总容量为723.43KW, 清理间为51台,面粉间为71台, 总共有电动机122台。
图2—3 一楼电动机控制室2.2国内外技术现状分析 面粉生产过程自动控制与微机管理系统是在大量
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