的技术调研及10多年的科研工程设计和实验基础上进行的。
我们系统地分析了全套引进的瑞士布勒公司、英国西蒙公司、意大利奥克利姆公司控制系统的电气控制图纸, 借鉴国内近10多年来面粉加工自动化方面的许多经验教训。
并着重调研了洛阳一面、二面、郑州一面、二面、北京五面、十面、北京中美示范厂、广卅『南方厂等13个厂。
2.2.1 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,个别也有工艺模拟屏,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。
实地调研又发现:已运行的进口及国产生产自动监控装置存在着以下问题: 7 1.显示方法落后,大多采用自炽灯泡显示,功耗大,寿命短,易隐含故障,且多为继电器控制系统,如布勒公司产品等。
2.故障的巡回检测及报警功能单一,通常只有绞龙堵塞报警,除个别引进系统具有斗式提升机失速报警以外,多数自控系统无此功能,即使引进系统也是仅采用单一的电笛报警。
3.国产自控系统功能少,有的只是把指示灯及按钮简单地集中于工艺模拟屏。
4.可操作性较低,目前的操作方式只有现场手动及工艺屏集中控制的手动, 工艺屏的控制操作仅仅是现场控制的简单移位和集中。
应该说这样的自控只是集中控制而不是自动程序控制。
2.2.2 可编程序控制技术方面 PLC是采用微机芯片由顺序控制器演变而来的一种工业控制装置,是目前国外发展极快的控制器,尤其是在工业恶劣环境中,PLC以其高可靠、高抗扰、多功能、长寿命、对环境要求较低、应用技术要求不高、易于学习推广等优点, 越来越多的取代继电器控制系统及部分工业控制计算机。
但就目前在面粉行业的应用水平而言,存在以下问题: 1.引进系统大都是采用继电器联锁控制方式,个别在配粉车间采用了PLC控制。
2.无法与计算机联网完成自动报警、记录和通讯功能。
3.无法完成较复杂的控制要求,如故障诊断等。
4.自控系统的接点多、发热量大,维修困难。
2.2.3 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,但存在以下问题: 1.引进产品均为英文,显示信息少且无汉字功能。
2.数据处理功能弱,无法给出趋势分析及综合报表。
3.信号测取只能与专用工艺设备(如专用电子称)配套。
4.无电能测量功能。
5.无远传通讯及信息管理功能,无法联网及资源共享。
6.无法参与工艺设备的故障检测和记录,系统功能单一。
2.3面粉生产过程自动控制与徽机f理系统创新设计思想2.3.1 面粉生产线自动控制系统总体方案 通过对引进及国产面粉生产线自动控制系统的调研和比较,吸收其精华,剔其糟粕, 结合我国的国情,确定了适合我国面粉厂的“工业现场测控级+车间狈I控级+厂部管理计算机网络”的方案: 8 1.工业现场测控级:由PLc、传感器、大型模拟控制屏和强电控制柜组成; 2.车间测控级:由IPc工业计算机和专用抗噪声语言通讯系统组成; 3.厂部管理计算机网络:由IBM-PC商业计算机和远传通讯线路组成。
2.3.2 自动控制系统主机(PLC+IPC工业计算机)1.可编程逻辑控制器(PLc) 根据本系统的控制点、检测点的要求,调查了国内外面粉工业自动控制常用的几种控制产品,比较了日本的三菱、日立、立石、东芝、西欧的西门子,美国的AB、TEXAS、MODICON等公司的PLC以及国内的天津、大连、上海、北京的国产PLC,最后选用了日本立石的C系列200HPLC(见图2—4)。
这种PLC属中档规模的产品,国内的市场销量较大, 比较成熟,具有较高的性能价格比,货源稳定,容易与我们已开发的硬软件配套使用,且具有通信模块、高级数据处理指令等, 可与上位工业计算机组成集散控制系统。
图2~4 OMRON C200H可编程序控制器2.工业计算机 我f1”〕比较了国内外的12种工业计算机产品,例如:北京康拓、四通代理的研华、威达产品,华远公司、麦罗达公司的产品及7100¥列9000系列,华北计算所代理的IPC系列及上海福罗斯公司的产品,还有北京华胜的DCS.1000和北京工控厂的MS系列,最后选用了华北计算所的IPC系列。
这个系列产品采用美国工业级芯片和主板,可运行我们开发的高级彩色动画图形软件,又易于C200HPLC通讯联网。
它采用全钢结构、两台迸风冷却扇、内部徽正压防尘系统,软硬磁盘采用抗震橡胶支承,适用于面粉生产现场的高粉尘、高振动场合。
现场采集的数据经PLC预处理后,将信息传给车间级的IPC工业计算机, 9 进行计算、记录、显示、打印,尔后再将信息传送给厂部的管理计算机网络。
该系统采用高级语言编程、彩色动画、汉字报表等最新软件技术,并设有专用 接口与PLC联机。
图2—5 IPCI业计算机2.3.3 工艺线路、设备及故障自动监控系统方面 根据国内面粉工业的现状,应强化自动监控系统的功能: 1.控制功能分为2级优先控制,一是现场手动/禁止/自动(远程允许),优先级最高;二是总控室的半自动/禁止/全自动,优先级次之。
2.显示件采用日本立石公司先进的LED(砷化镓)四管芯高亮度的发光管,其为固态发光体,寿命为半永久性的,对电压波动不敏感。
3.可操作性好,在工艺屏每台设备对应的图形符号处,采用操作、显示于一体的中型显示按钮开关,消除国内常见的把所有按钮集中于操作台而引起的误操作。
从设计思想上,考虑了可容错性及多种互锁措旖,即使出现个别误操作也不至导致严重后果。
4.采用PLc进行自动控制,应用PLC的巡回扫描及自检功能,可以随时对设备异常及故障进行检测和处理,以及时发现故障、处理故障,减少查找故障及维修的停机时间。
2.3.4 控制系统的手动/半自动/全自动逻辑电路研究 引进厂一般采用手动/全自动方式。
我们根据多年的设计经验以及国内面 10粉加工工艺、设备和操作人员的实际情况,采用了“手动/半自动/全自动”的方案,以最大限度提高自控系统的利用率。
由于控制设备及控制层次增多、投资又少,只有以精心的设计和研发来实现最合理的强电、弱电、数据、微机及自控线路的配置。
经过多次的试验、分析,现采用继电器、电子线路及PLC精确结合的三种状态转换系统。
2.3.5 信息分离与综合电路的研究 引进厂的自控系统大多采用继电方式进行现场信息的分离,用开关进行人工信号分配,以驱动各自的显示、报警、记录等装置。
这种方式接线复杂、维修困难。
本系统的强电柜由于是采用国内器件,不具备多辅助触点的功能,继电系统也较进口的质量低。
因此,我们经过反复论证实验,设计出一种独特的电力与电子相结合的线路,即在一块32开书本大小的面积上,装配了由300个IA/700V的分立二极管组成的D阵列。
成功的将现场信息的分离、显示电路驱动源以及信息综合电路集成在一起,不但解决了上述难题而且又省去大量的现场外引电缆及内部接线(电缆投资一般与电控投资相同约30万元)。
它可将现场的控制信息(电机运行、故障跳闸、料位越限及绞龙堵塞等)信号分离开,送到各显示记录控制点;又可把各种显示信号的自检、闪光及报警信号进行综合,简化了外围电路的结构,减少了工业计算机及PLC的模块数量和软件编程量。
二极管矩阵板见图2—6。
图2—6二极管矩阵板2.3.6 传感器的研究 .
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