6ES7223-1BF22-0XA8货期较快
一、引言
近，许多用户比较关心如何选择合理的软硬件构成一个经济、实用的粉体、液体等原料自动配料系统。我司有幸承接、应用了这一类自动配料项目，现将这方面的有关情况简述，供与同行交流、切磋。
◆系统控制器件选型：
采用台湾永宏PLC高功能主机：FBS-32MC、台湾威纶5.6彩色触摸屏： MT506M与梅特勒-托利多称重控制仪共同组成配料系统控制主件，称重控制仪的去皮、清皮和归零通过通讯给定。
◆PLC选型依据 ：
1)具有足够大的暂存器空间且提供档案暂存器空间，保证系统的配料配方量足够多足够大，透过专用指令操作保证配方的安全
2)通讯功能强大，通讯协议编程简单方便
3)可扩展多个通讯口，为系统延伸控制与联网提供硬件支持
4)经济实惠，运行可靠稳定性要好
二、系统构成
该系统由4个储料槽及计量槽构成，由称重控制仪驱动，按生产流程依次为储料控制、落料控制、搅拌控制、计量控制、卸料控制，系统构成如下图(简化)：
◆配料策略如下：
1、当配料按钮按下时，启动配料
2、确认计量槽清空，重量归零
3、半闭卸料阀112，开启配原料A101，直到原料A101达到设定值时(即原料A101=秤当前重量减去空秤皮重)，关闭原料A101配料，延时1秒搅拌系统工作，一定时间后启动配原料A102标志位。
4、当配原料A102标志成立时，开启配原料A102，开始配原料A102，直到原料A102达到设定值时(即原料A102=秤当前重量减去空秤皮重再减去原料A102重量)，关闭原料A102配料，延时1秒搅拌系统工作，一定时间后启动配下一配料标志位。以此类推至完成配方。
◆此类配料系统的实现功能有如下特点：
1）实现进料、送料、搅拌、卸料的自动联锁和控制；
2）能实现计量、进料、送料、搅拌、卸料的手动操作的功能；
3）能显示实时的工作状况和各种物料参数。可随时进行调用并显示、打印任何时间的报表与客户表。具有配比预存，可随时进行输入、修改或删除某种配比。
4）美观实用的动态模拟。利用动态画面将计量和卸料过程中的配料阀门、落料控制、进出料状态（计量槽料位变化）进行模拟显示。
5）具备粗称和细称功能。(精称提前量有自动调整功能，消除落差影响)，超差自动报警、自动扣除功能。
6）具有操作员权限管理功能。
三、PLC/HMI软件关键点简介：
1. 配料配方控制程序如下图：完成对配料配方数据的操作；
应用永宏的FUN160档案存储器可方便的实现对配方的保存与提取，存储容量大且不占用宝贵的内部暂存器。
2. 配料总量自动计算程序如下图：完成配料总量的自动累加；
相信大家在做配料系统的时侯，会碰到这样一种情况：虽然说已经知道了每种原料的配料量，但是要想知道配料的总量往往都只是在需要的时侯进行手动计算，这样既慢又容易出错，应用永宏PLC的变址暂存器结果循环指令可非常方便的达到，即准确又快速基本上在输入配方的同时，总量计算完成。
3. 配方操作HMI画面如下；
4. 配料种类数及提取配方的正确与否判断程序如下图：产生配方操作时提示信息；
根据用户输入配方的信息自动产生配方操作的提示信息，使之显示于触摸屏上
5. 配方相关操作完成提示的触摸屏介面如下；
四、结束语
本系统采用永宏PLC全套解决方案，具有以下几大优点：
(1) 人性化的编程软件，全自动完成配料所有过程,减少了客户工作量。
(2) 优化的闭环控制系统，降低成本，tigao了控制的精度
(3) 自动化元件选型配套，整个系统运行稳定高效，减少后期维护量
在现代生产系统环节中，随着人工成本的不断上涨，势必使企业调整生存法则，tigao自动化程度，减少人工成本，该系统的自动控制水平较高，配置灵活，功能齐全，操作方便，是应对人工上涨一种十分可行的解决方案。
生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为0.35MPa,消防压力设定为0.60MPa。
压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。
供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为20Hz, 运行上限频率设为50Hz。
（2）系统PLC控制程序如下：
7结束语
随着变频调速技术的飞速发展，变频调速恒压供水技术在小区已普遍使用。用变频器来实现恒压供水，与其它供水方式相比较而言，其优点是非常明显的。节能效果十分显著，启动平稳，启动电流小，避免了电机启动时对电网的冲击，延长了泵和阀门等的使用寿命，消除了启动和停机时的水锤效应。供水控制系统tigao了小区的供水质量。各项控制指标达到了用户的要求。风光变频器在小区恒压供水改造效果是明显的，改造是成功的。
参考文献
[1]山东新风光电子用户使用手册 山东新风光电子科技发展有限公司。
图1 生活/消防双恒压供水系统示意图
现场设备参数如下:
型号 65-315(I)A
liuliang 56m3/h
扬程 110m
效率 56%
转速 2900r/min
电机功率 37KW
3系统控制要求
用户对二泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：
⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。
⑵二台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。
⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。
⑷二台泵在启动时都要有软启动功能。
⑸要有完善的报警功能。
⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。
4设备选型
（1）风光JD-BP32-XF型供水变频器
JD-BP32-XF型是山东新风光电子公司推出的专用于供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。JD-BP32-XF型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用JD-BP32-37F（37KW）风光供水变频器拖动用户水泵。
（2）PLC选型
①控制系统的IO点及地址分配
根据图1所示及控制要求,统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表1所示。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。
输入输出点/代码及地址编号表1
一、引言
大庆油田原油生产已进入高含水阶段，所采用的油水分离方法分为沉降脱水和复合电脱水两个阶段。主要工艺设备有游离水脱除器和电脱水器。油水分离的效果与对这些设备的控制方式有直接关系。大庆油田采油六厂某联合站的原油水分离控制部分均采用手动控制，数据采集，填写报表等都用人工完成，工人劳动强度大，又很难保证控制和采集数据的准确性。为此，该厂提出了对联合站的油水分离控制系统进行自动化改造，要求系 统不仅要实现油水分离的自动控制，而且能将主控制室内的二次仪表用计算机上的形象直观画面来取代，以监视和控制现场设备运行状况。本文根据这些要求设计了油水分离自动控制系统。
二、工艺过程及工艺要求
来自各中转站的高含水油，首先进入游离水脱除器，脱掉原油中的大部分含水，再经加热炉加热，然后到电脱水器进行油水分离，后经由净化油缓冲罐向外输送。联合站现场分为游离水脱除区、加热炉区、电脱水区和成品油外输区四个部分。
其中游离水脱除区有三台游离水脱除器，它是联合站转油脱水过程中的主要装置。电脱水区有四台电脱水 器，是原油脱水的核心装置。游离水脱除器和电脱水器的油水界面高度和罐内及输油管压力是保证油水分离质量的重要参数。在实际生产过程中利用放水阀来调节油水界面的高度，油出口调节阀来调节罐内和输油管压力。这两个参数不是独立的，无论是调整放水阀还是油出口调节阀，这两个参数都同时受到影响，在控制系统中 需要综合考虑这两个参数，以使系统能够安全、稳定地运行。
经过沉降脱水得到的原油再经加热炉升温后，才进入电脱水器。温度过低会影响生产，温度过高造成能源的浪费。因此，系统中需要根据原油脱水工艺设定的温度值，对加热炉燃烧情况进行自动调节。
外输油区有一个净化油罐和净化油缓冲罐，其中净化油缓冲罐的出口liuliang由油出口调节阀和变频器根据缓冲罐的液位和压力来自动控制，其中变频器控制外输油泵的转速。
根据工艺要求，控制系统中需要监控的参数主要有：油水界面高度、液位、压力、温度和liuliang。
三、控制系统总体结构
该联合站的几个工作区相距100米左右，而且要求总控室和外输段能够自动监控各个工作区设备的运行状况，并根据检测的参数对系统进行自动控制。控制系统中上位机采用工控机，控制器采用罗克韦尔自动化的SLC500可编程序控制器，对于距离较远的工作区采用DeviceNet现场总线通讯。系统硬件组成如图1所示。
现场中，总控室位于电脱水区和加热炉区之间，SLC控制器也在总控室中，通过DH+网络与工控机相 连。因此SLC控制器的本地输入/输出模块直接控制电脱水段和加热炉段。游离水段作为DeviceNet的一个节点，用FlexI/O与现场的液位、压力 变送器和调节阀相连。净化油外输段的FlexI/O、变频器和人机接口界面PanelView1400分别是DeviceNet的一个独立站点，其中 FlexI/O连接现场的液位、压力变送器和调节阀；变频器控制外输油的liuliang；PanelView1400用于在外输段监控整个系统的运行状况。
系统中的界面高度、压力、温度等信号都由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并转变为4～20mA 电流信号，经安全栅送入SLC500控制器的本地输入模块或DeviceNet网上的FlexI/O输入模块。控制信号由相应的输出模块以4～20mA电 流形式控制气动调解阀。整个系统中输入信号有8个界面高度传感器；4个液位传感器；4个温度传感器；10个压力变送器，输出信号有8个液位调解阀，7个压 力调解阀。外输油liuliang的测量是通过一次仪表把liuliang信号转换为脉冲信号，经屏蔽电缆传输到SLC的高速计数模块，从而测得输送到下个站的净化油liuliang。
四、程序设计
控制系统的软件设计由显示操作程序和过程控制程序两部分组成。显示操作程序包括上位机和人机接口界面 两部分，上位机显示操作采用罗克韦尔软件的RSView32TM组态软件，在上位计算机编制显示控制程序，完成各种显示、控制与生产报表等功能。人机接口 界面使用PanelBuilder软件编制界面显示和控制程序，由此实现生产过程的远程监视和控制。过程控制程序使用罗克韦尔软件的Rslogix500 软件编制SLC500控制程序，实现对生产过程的直接控制和数据采集。上位计算机与SLC500控制器之间是通过DH+网实现数据通信的。一方面将过程控 制中的参数传送给上位机，用于存储、显示、制表、打印；另一方面将工作人员通过显示操作站设置的控制参数发送给SLC500控制器。由控制器按操作员的要 求实现对生产过程的直接控制。
1.显示操作程序设计
Rsview32TM软件是罗克韦尔软件公司提供的上位机组态软件，通过编程可以实现监控系统所需的人机界面。PLC采集的数据可以根据需要通过数字、图 形、动画、等多种形式显示出来，该软件还具有存储数据历史纪录、趋势图显示、报警监视和自动生成报表和打印等功能。利用RSView32TM软件的开放式 设计还可以很容易地与Microsoft产品共享信息。
在油水分离控制系统中上位机和人机接口界面显示操作程序都有：工艺参数显示、各控制回路的PID调 节、手/自动控制切换、报警监视等界面，其中工艺参数是以工艺流程图的形式显示的。另外上位机控制界面还有参数汇总、参数设置、历史数据纪录、趋势图、报表打印等界面。在编成时，充分利用RSView32TM软件图形处理能力强的优点，绘制出形象直观的工艺流程画面。图2是用RSView32TM软件绘制 的游离水段和加热炉段工艺流程图，在工艺流程图上直接显示监测点和控制点的位置和参数值。另外还将在RSView32TM软件上绘制的流程图导入 PanelBuilder的程序中作为PanelView的背景图，使上位机和人机接口界面以相同的画面显示，这样既实现了工作站与远程监控界面的一致 性，又充分弥补了PanelBuilder软件在图形处理能力不强和汉字显示不够灵活方面的不足。在上位机和人机接口界面上都能图文并茂的实时显示过程变量和控制变量。
系统中参数显示界面能够实时显示包括罐内的液面、油水界面、压力、温度、liuliang以及阀门开度百分比等。参数设置界面用于设置各传感器和变送器的量程，初始值；报警上、下限；PID控制设定值等。报警指示采用声光报警，系统中任意参数超过报警上下限时，该参数就会以红色闪烁显示，当报警被确认后，报警声音消除，参数仍以红色固定显示，直到参数恢复到正常值，才恢复到正常的绿色显示，报警消除。在历史趋势图画面，可以通过曲线趋势图来选择查询记录在案的以往各个参 数的历史纪录，这些参数值都是按照一定的时间顺序和采样周期记录保存的。
2.过程控制程序
PLC控制程序分为数据采集、PID调节和报警控制三部分。其中数据采集程序将模拟量输入模块采集进来的数字量，通过参数整定，转化为工程量用于上位机和人机接口界面的实时显示。同时将上位机和人机接口界面的设置值（工程量）转换为PLC所能处理的数字量。
系统中的压力和界面高度调节阀都采用PID调节控制，由于系统中压力变化快，而界面高度相对变化较慢，因此液位调节阀只采用PI控制，设置积分时间较长。而压力调节阀采用PID控制，且积分时间较短。
当出现报警时，程序控制工作站的红色报警指示灯亮，同时使报警蜂鸣器鸣叫，工作人员可以按下消音按钮 来停止蜂鸣器鸣叫，而只有报警参数恢复到正常值后，报警指示灯才熄灭，对于重要参数的报警，控制系统能够自动采取必要的应急措施。例如，油出口汇管压力过高，控制程序会自动加大调节阀开度和外输油段变频器转速，来缓解压力，以免调节阀损坏和出现原油泄漏。
五、结论
本文设计的油水分离自动控制系统具有以下特点：
(1)控制品质好，减少了工艺参数的波动。系统采用 PID调节控制，能够将重要的参数控制在理想的范围内。
(2)控制功能齐全，人机界面良好，易于学习，操作方便。
(3) tigao了企业管理水平。数据处理方便，可随时查找每月每天的班报、日报、历史趋势曲线、重要参数报警信息等，并根据需要选择打印这些参数。
(4)系统组态灵 活，控制方案便于调整。采用DeviceNet网络，可随时通过添加节点来扩大监控能力，以灵活适应工艺改造的需要。该油水分离自动控制系统的投入运行， 大大减轻了工人的劳动强度，为节能、降耗、增产和加强企业的管理奠定了基础，在油田具有很大的推广应用价值。
