浔之漫智控技术-西门子PLC代理商
西门子PLC模块 , 变频器 , 触摸屏 , 交换机
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1 引言
      PLC是80年代发展起来的一种新型的电器控制装置,它的诞生给工业控制带来了一次革命性的飞越。它将传统的继电器控制技术和计算机控制技术融为一体,具有灵活通用、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、功能强大、易于实现机电一体化等显著优点,已经广泛应用于工业生产的各种自动控制过程中。
      电厂输煤系统是电力生产过程中非常重要的外围辅机系统,输煤控制系统具有控制设备多、工艺流程复杂、设备分散等特点,沿线环境条件恶劣,粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰等都比较严重,传统的强电集中控制方式已不能适应大型火电厂输煤系统自动化的要求,PLC程控方式由于其自身优点,目前在国内大型火电厂输煤系统中已逐渐取代常规的强电集中控制方式,成为大型火电厂输煤程控系统的核心。井冈山华能电厂的输煤程控系统中,PLC的优良性能得到充分体现。

2 系统概述
      华能井冈山发电厂(2×300MW)输煤程序自动化控制系统,包括程控和监控两大部分,用于操作员在燃运集中控制室内实现对整个输煤系统的控制和监视。该程控系统主要由PLC程控系统和工业电视监控系统两部分组成。工业电视监控系统主要是用于程控运行人员在集控室监视现场设备工况,且工业电视监控系统可实现与PLC程控系统之间的报警联锁,即当某个监视区域发生故障报警时监视系统可自动切换到该监视点,从而实现在短的时间内观察到现场故障情况,及时掌握重要信息,为系统的操作、维护提供了极大方便。

3 系统组成
3.1 PLC程控系统
      PLC控制系统是该程控系统的核心,其采用工控机为上位机、PLC系统为下位机的两级控制模式,上、下位机均分别采用双机热备形式,以确保在万一有一台PLC主机或一台监控用工控机发生故障或死机的情况下,整个系统仍可照常运转。上位机采用研华工控机,共设2台,分别用于程控部分的操作和监视。系统软件基于bbbbbbsNT4.0(加装中文之星),并配以美国AB公司RSView32人机接口软件。PLC选用美国Allen-Bradley公司PLC-5/40系列,采用RSLogix5软件编程。CPU(型号1785-L40C15)采用双机热备,除本地站外设10个远程站,其中5个在控制室,3个在煤仓层、2个在油泵房。本地站与远程站之间通过屏蔽双绞线(AB公司1770-CD10)通讯,采用双缆备用方式,上位机与下位机之间通过屏蔽同轴电缆(AB公司1786-RG6)构成CONTROLNET网进行通讯。系统结构见图1。


       PLC远程站配置有数字量输入(AB公司16点数字输入模板1771-IMD)、输出模块(AB公司16点数字输出模板1771-OBD)和模拟量输入(AB公司8点模拟输入模板1771-IFE)、输出模块(AB公司4点模拟输出模板1771-OFE2)。数字量输入模块接受220VAC的输入信号,数字量输出模块输出电压为24VDC,用于驱动输出继电器,输出信号再通过继电器节点输出。另外系统内一次元件主要由皮带保护元件和煤仓料们检测元件两部分组成,其中皮带保护元件包括:皮带跑偏开关、事故拉绳开关、速度开关、纵向撕裂保护装置、断带保护装置和堵煤信号发生器;煤仓料位检测元件包括:高料位开关和超声波料位计。
      皮带跑偏开关采用两级防水型,沿皮带两侧布置;事故拉绳开关采用双向防水自动复位型,沿皮带两侧布置;速度开关采用两级型,布置在每条皮带头部,共计16台;皮带纵向撕裂保护装置29台,布置在每条皮带下部;2台断带保护装置布置在较长且倾斜度较大的6号甲乙皮带上;堵煤信号发生器采用阻旋式料位开关,布置在落煤管上,共计14台。高料位开关采用阻旋式,每个原煤仓设4个,分别布置在原煤仓落煤口旁,共计32个;超声波料位计由8个换能器、1个显示单元、1个输出单元和1个手持编程器四部分组成,显示单元、输出单元和手持编程器安装在煤仓层#2I/O柜内,换能器安装在每个原煤仓的顶部中间。
3.2 工业电视监控系统
      监控部分采用矩阵切换箱为下位机、工控机为上位机的两级控制方式。上位机采用1台ICS工控机,操作软件使用基于bbbbbbs的之剑168。下位机的矩阵切换箱为美国Sensormatic公司的AD168系列(型号AD168R24-12),S3编程软件。工控机完成监控部分的操作和编程,矩阵切换箱完成图像的切换、巡视。工控机与矩阵切换箱之间通过串行口进行通讯。
      矩阵换箱为模块式结构,由电源模块、中央模块、控制码模块、输入模块和输出模块组成。本系统为24路输入、12路输出。如果需要,可进行扩充。控制室内布置4台松下25时彩色电视机,用于显示图像。四画面分割器能将4路视频输入信号同时在1台监视器上显示,本系统配置了2台四画面分割器。
在生产现场,本系统布置了22台彩色摄像机,其中14台配置了定焦自动光圈镜头,6台配置了6倍变焦自动光圈镜头,2台配置了10部变焦自动光圈镜头。所有摄像机都有防护罩保护,22台摄像机中有还8台还配置了云台,其它14台不带云台。整个监控系统的云台转动控制、变焦镜头调焦控制均由控制室的计算机加PLC完成。

4 系统功能
4.1 程控系统功能
      程控系统提供了对运煤和配煤系统及其所有设备进行操作、监视、管理所需要的一些软、硬件条件和功能。
运煤控制系统的运行方式分为:自动程序、远方手动和就地手动。自动程序按PLC设置的程序,通过工控机操作实现。远方手动通过PLC和工控机对全部运煤和配煤设备实现—对应的操作。就地手动不经过PLC,仅能在就地MCC柜上操作。
      本程控系统完成其中前两种运行方式。自动程序方式是主要的运行方式。操作员能选择一个完整和合适的路径,以便将煤从运煤火车运送至煤场或直接运送至煤仓,或者从煤场运至煤仓。只有当选择合适的和完整的路径,且所有信号表明允许启动,并显示预启成功后,才允许操作员使用“系统自动启动”。
配煤控制系统的运行方式分为:自动配煤、远方手动配煤和就地手动配煤。自动配煤按PLC设置的程序,通过工控机操作实现。远方手动配煤通过PLC与工控机对各犁煤器实现一一对应的操作。就地手动配煤不经过PLC,仅能在就地操作箱上操作。本程控系统完成其中前两种运行方式。自动配煤是主要的配煤方式。操作员在CRT上调出“配煤”画面,通过鼠标选择尾仓和旁路仓。
      每个仓对应四台犁,一侧两台,自动配煤按如下顺序进行:先顺序给低煤位仓配煤,配一定数量的煤,消除煤仓低煤位状态,正常情况下对低煤位信号的加仓采用单数犁,只有当单数犁为检修或落犁失败时才启用双数犁;所有低煤们信号消失后,再进行顺序配煤,首先启动每个仓的单数犁配仓,按顺煤流方向依次给每个仓配满,再转入双数犁按顺煤流方向依次给每个仓配煤,尾仓配满后重复个过程,用单数犁继续配仓,循环往复,操作员可视机组运行需要和仓满情况,结束流程停车;顺序配煤过程中,如果又出现低煤位仓,则停止原煤仓顺序加仓程序,优先为低煤位仓配煤,待低煤位信号消失后5min再转入顺序加仓程序;尾仓的双数犁一直保持落下,只有此犁设为检修时启动单数犁落下。
系统内所有设备的状态都能在CRT上明确、醒目地指示出来,使操作员一目了然。且系统为操作员提供了方便、及时、详尽、清楚的报警管理功能,为操作员提供了实时的和历史的数据记录和查询。
4.2 监控系统功能
      工业电视监控部分是为运煤集中控制室内的操作员提供各个摄像机获得的图像,以便直观地监视输煤系统各设备的运行状况。通过矩阵切换箱操作员可实现自由切换、成组切换和自动巡视,即任何一个摄像机的图像可以在任何一个监视器上显示,任意若干个摄像机的图像可以在任一个监视器上循环显示,循环周期可调节。通过编程还可设置在监视器上显示的内容,包括日期、时间、摄像机符号和号码等。CRT上显示的实时图像可以静像方式显示,并可储存在磁盘或从磁盘取出观察,操作员可以在CRT上方便地操作云台的转动和镜头的调焦。
4.3 设备联锁功能
      所有的运煤设备按工艺要求进行联锁,联锁按下列方式进行:启动时按逆煤流方向,从后一条皮带(及相关设备)开始依次启动,直到条皮带(及相关设备)启动后,才开始供煤,每条皮带启动前须响铃30秒。停运时按顺煤流方向,先停供煤设备,然后从台至后一台设备依次停止,每台设备之间按预定的延时时间发停机命令,即要求前面设备的余煤清除后再停止其运行,其中碎煤机、除铁器均需另延时停机。故障时,故障点及其上游设备瞬时停机,故障点下游设备保持原工作状态不变。待故障解除后,可从故障点向上游重新启动设备,也可以在故障未障未解除时,从故障点向下游开始延时停设备。联锁能阻止任何设备超出顺序的启动。当系统采用自动程序方式运行时,必须按上述联锁关系启停设备。当系统采用远方手动方式运行时,可以解除某个设备的联锁,以便对该设备进行试验操作,当有设备被解除联锁时,CRT上有报警显示,此时操作员应十分小心。在CRT上及操作台都设有“紧急停止”按钮,当出现危害设备或对人身产生危险的故障时,系统应立即停止,操作“紧急停止”按钮能立即停止除碎煤机以外的其它设备。
      系统启动时的联锁关系的依据主要是电动三通的位置,即三通通哪一路,哪一路即应联锁,所以系统启动前,电动三通的位置必须正确。参加联锁的设备包括各皮带输送机、翻车机、堆取料机、筛煤机和碎煤机,其联锁关系是上一级设备没有运行时下一级无法启动,上一级设备停止时下一级也马上停止。考虑到设备的检修等特殊情况,允许皮带输送机、筛煤机或碎煤机解除联锁。当设备解除联锁时,会以报警的形式提醒操作员,卸船机和堆取料机在此无法解除联锁。系统停止时的联锁关系依据主要是操作员所选择的运行方式,所以在系统启动前,应选择正确的运行方式。无论是手动或自动,操作员都应正确选择运行方式。在手动操作时,电动三通的操作也必须与所选的运行方式一致。

1 引言
由于干出灰控制系统控制点数多、工况恶劣,在传统的控制技术下,系统效率较低、可靠性差、达不到期望的控制效果;而可编程逻辑控制器(PLC)结构紧凑、扩展性能良好、价格低廉、运算指令丰富,抗干扰能力强、可靠性高,非常适合在恶劣条件下工作的工程机械使用。本文针对干出灰控制系统的要求,设计了一种基于PLC的干出灰控制系统。
2 工艺流程
现场共有三台炉子(1#,2#,4#)、两个灰库、三台空压机、两台风机。1#炉、2#炉各自包括两个电场,4#炉包括三个电场,每个电场包括一组(两个)仓泵,每组仓泵附近配置一个电磁阀箱(共7个)。七个电磁阀箱的内部结构完全相同,功能一样。
(1) 电磁阀箱内有七个电磁阀,远程/就地转换开关、复位按钮、报警指示灯各一个,每个电磁阀配有一个手/自动转换开关。自动输灰时,七个手/自动开关都应打到自动位置,远程/就地开关打到远程位置,如果二者设置不一致,控制室内连锁报警灯亮,上位机也会出现报警。当远程/就地开关打到“就地”位置时,自动输灰停止。
(2) 任一仓泵由就地控制切换到远程控制时,该仓泵都要升压流化出灰一次,然后进行正常的自动出灰过程;由控制远程切换到就地控制时,该仓泵停止出灰。
(3) 当仓泵料位计故障后,进灰阶段自动转为时间控制,故障消除后进灰阶段转为料位和时间双重控制。吹堵或人工清堵时出现报警,堵管消除后,按下复位按钮可恢复自动输灰。
(4) 同一输灰管线上只能有一个仓泵输灰。1#、2#炉一、二 电场共用一根输灰管,优先级别为:先满足出灰条件的一组仓泵优先出灰。4#炉一、二、三电场共用一根输灰管,出灰优先级别为:三电场的的仓泵出灰等待时间超过40min时级别高,二电场的仓泵出灰等待时间超过20min时级别较高,一电场仓泵出灰级别高,二电场仓泵出灰级别较一电场次之,三电场出灰级别低。
(5) 输灰时间过长报警后,输灰管道上的压力值小于30Kpa,该仓泵出灰阶段结束,转入吹扫阶段。
3 硬件系统设计
根据上述的工艺流程要求以及系统本身还要实现数据处理、画面显示、文档存储等功能,本系统采用了上位机与下位机结合的双级结构。控制系统的检测和控制点数共有202点,其中AI:22点,DI:91点,DO:89点。控制系统硬件框图如图1所示。


(1) 上位机选型
本系统上位机采用ADVANTECH工控机,硬盘容量为30G,内存为128M,显示器为PHILIPS 109G,操作系统为WIN2000 Professional。
(2) 下位机硬件配置
CPU模块:FX2N-128MF;输入/输出模块:FX2N-4AD;通讯模块:RS485BD和RS232C。
4 软件系统设计
(1) 上位机软件设计
监控系统软件采用的是北京“亚控公司”的《组态王5.1》。整个监控画面由首页、系统图、历史趋势图、模拟量棒图、报警图,报警表、参数设定、吹堵阀图、报表几部分组成。
l 首页:按正常方式打开工控机,提示输入登录密码,密码正确后进入WIN2000操作系统,进入《组态王》“运行系统”输灰监控系统首页后等待10s,自动进入系统总貌图。
l 系统图:系统图共5幅:总貌、1#炉系统图、2#炉系统图、4#炉系统图、灰库及电气设备系统图。
l 历史趋势图:历史趋势图上有数字显示出左、右两指示器值并有大值、小值、平均值显示。屏幕下方设有四个设定步长的按钮可供选择,另外还设有一个“参数设定”按钮。
l 模拟量棒图:棒图可直接显示出仓泵压力值,储气罐压力值,空压机、风机、电加热器的电流值。
l 报警图:报警时显示红色,按下确认后,未恢复的报警则变成黄色,否则变成绿色,在屏幕右上角的粉色框内显示新出现的报警。屏幕上的复位按钮用于复位堵管联锁使输灰恢复正常。
l 报警表:以表格的形式出现,能够显示出数字量输入点的状态。在仪表调试和维护时使用比较方便。
l 参数设定:在进行参数设定之前,必须先登录,在系统提示下选择“系统监察员”级别,输入正确的密码后,则可进行参数设定,设定完成后,要按下注销按钮,以保证系统安全。
l 吹堵阀:显示七个吹堵阀的开关状况,同样遵循“开阀”显示绿色,“关阀”显示红色的原则。
l 报表:该画面包括实时报表和历史报表的显示、编辑、保存、和打印的功能。
(2) 下位机软件设计
下位机程序主要采用梯形图编制,利用装在上位机的编程软件FXWIN-C编写调试,后将调试的控制程序下装到下位机,控制程序流程图如图2所示。


5 结束语
高压燃煤锅炉干出灰控制系统采用PLC,替代传统的继电器;所有参数采用计算机集中显示,替代传统的二次仪表显示。本设计系统已投入实际运行,系统性能稳定可靠,满足工艺要求,并在人-机界面的防护性和友好性都有出色的表现,各项技术指标达到了设计要求

1  引言
      在电容器等分立式电子元器件生产过程中,套管烫印切断机是实现元器件外壳套管连续自动传送、热烫印商标、切断的设备。由于本公司在国内同行业中起步较早,国内无法找到这种专用设备。考虑进口设备价值太高,而且不一定能适合本司要求,公司与南通大学联合开发了这套套管自动烫印和切断设备。它能够适应各种规格批次,具有定长控制准确、生产效率高等特点。

2  工艺参数及调节范围及控制精度要求
2.1  工艺参数
(1) 套管折径宽度:30~170mm;
(2) 套管厚度:0.1~0.5mm;
(3) 烫金纸宽度:60±1mm。
2.2  调节范围及控制精度要求
(1) 进给长度:1~500mm连续可调,误差范围±0.5%;
(2) 进给速度:40~450mm/s连续可调;
(3) 烫金头温度:10℃~300℃连续可调;
(4) 烫金时间:0.00~2.00s连续可调;
(5) 进给长度:1~300mm连续可调,误差范围±2%;
(6) 进给速度:120~300mm/s连续可调。

3  系统硬件构成
      系统主控制采用FX1N PLC,它是三菱公司推出的超小型可编程序控制器。它具有紧凑的机身设计,电源、CPU、存储器、输出输入组成一个单元的可编程序控制器,同时在AC电源DC输入型中内置传感器用的DC24V供应电源。具有一定的扩展单元,可使用FX0N系列和FX2N系列的扩展模块和扩展单元,输入输出扩展设备大可扩展至128点。强大的指令功能,支持输入输出高速处理,如高速计数、脉冲输出功能。可进行各种链接,便于与人机介面链接以及较高的性价比。无疑能够满足我们控制的需要。
      烫金加热温控采用FX2N-2LC温控扩展模块,省去老式温控器,无须模拟量模块就可轻松将温度值传至人机介面,达到温度的jingque控制。
      套管定长输送由三菱公司的MR-J2S-40A交流伺服放大器与HC-KFS43伺服电机构成。
烫金纸定长输送系统采用日本东方电机出品的UPK569AJW步进机构。
      三菱公司的F940GOT-SWD-C触摸屏构成人机的交换窗口。F940GOT-SWD-C为5.7英寸8彩色人机介面,具有许多特点:与外界链接方便,通过自带RS-422接口、RS-232C接口实现编程与PLC通信;阔视角的液晶显示,具有LCD背光照明功能,即使无光照也能看清显示内容;内置FX-10P功能使PLC顺序程序的调试及保养变得方便,在F940GOT轻松完成PLC程序的读出、写入、插入、删除、监控;通过菜单设定可以显示日文、英文、韩文、及中文汉字,提供丰富的图形编辑功能;通过定义触摸键替代普通控制按钮作为控制键;为保护PLC程序,可以设定密码,禁止读出与写入。

4  工作原理与控制方案
      整机工作原理示意图如图1所示。套管定长传送过程实现:PLC的Y1发出伺服脉冲,通过MR-J2S-40A交流伺服放大器驱动HC-KFS43伺服电机,再经过减速机带动主动辊1,带动套管定长传送。套管长度、传送速度、产品数量的检查、设定全部在人机介面完成。并且可以预设目标数量,到达自动停机。对于套管有无、位置偏移的检测全部有传感器接受,传至PLC与人机介面,完成准确报警内容。



图1     整机工作原理示意图
烫金纸定长传送过程实现:PLC的Y0发出步进脉冲,UPK569AJW步进机构带动主动辊2实现定长传送。烫金纸长度、传送速度设定全部在人机介面完成。
烫金过程实现:气缸带动烫金头作往复运动,烫金延时时间可调节。
 
5  程序设计
5.1  PLC的I/O分配
PLC的I/O分配参见附表:
附表     I/O地址分配表


5.2  人机界面设计
人机界面选用触摸屏技术。触摸屏显示共有14个显示画面,画面显示层次以及相应画面进入、退出的触摸键名称如下所示:



(1) 烫金纸点动
按下此键,则进入“手动操作[烫金纸点动]”画面,同时接通步进电机(烫金纸拖动电机)系统部分的电源。然后即可对烫金纸进行参数设定、进给控制和状态监测;
(2) 套管带点动
按下此键,则进入“手动操作[套管带点动]”画面,同时接通伺服电机(套管带拖动电机)系统部分的电源。然后即可对套管带进行参数设定、进给控制和状态监测;
(3) 加热管控制
按下此键,则进入“手动操作[加热管控制]”画面,同时接通加热管系统部分的电源。然后即可对加热管进行进给参数设定、温度控制和监测;
(4) 气缸控制
按下此键,则进入“手动操作[气缸控制]”画面,即可单独对烫金头气缸和切刀气缸进行上/下控制和检测;
(5) 传感检测
按下此键,则进入“手动操作[传感检测]”画面,即可监测各种传感器信号,这些信号包括:烫金纸有无、套管带有无、套管带上偏、套管带下偏、气缸压力、伺服急停、光幕保护;
(6) 三色灯检测
按下此键,则进入“手动操作[三色灯检测]”画面,即可对三色灯进行检测;
(7) 单动裁切
设置套管带的进给长度、速度;单动裁切套管;监测单动裁切过程中的各种运行状态;
(8) 自动裁切
设置套管带的进给长度、速度;自动连续裁切套管;监测自动裁切过程中的各种运行状态;
(9) 单动烫金裁切
设置烫金纸、套管带的进给长度、速度;加热管(烫金头)的烫金温度、烫金时间;单动烫金和裁切,监测单动烫金裁切过程中的各种运行状态;
(10) 自动烫金裁切
设置烫金纸、套管带的进给长度、速度;加热管(烫金头)的烫金温度、烫金时间;自动连续地烫金和裁切,监测自动烫金裁切过程中的各种运行状态。
5.3  控制程序设计
PLC软件采用FXGP-WIN-C编写。长度控制部分程序参见图2。




图2     长度控制部分程序梯形图

6  结束语
      经过近3年的使用证明采用PLC控制的套管烫印切断机,不仅大大的降低了人员劳动强度,减少中间环节,而且提高了产品成品率。采用人机介面,不必太多控制按钮便可实现手动、自动等多种功能,增进了人员与设备的信息交流,数据的修改、故障报警的识别变得易如反掌。

客车整车喷烤漆房设备由实体,送排风系统,控制系统,净化系统,照明系统,安全消防系统,电动升降平台,进出车辆大门,加热系统等组成。实体采用钢结构框架承插上海宝钢EPS彩钢板制作,彩钢板厚度δ=0.75mm,墙板厚度不小于75mm,具有保温性能好,整体密封性能好,承载能力大的特点。
进气净化采用不少于两级的织物过滤,过滤精度大于10μm,室内设压力传感器1个,采用美国进口产品,电路芯片采用菲利浦产品。燃油采用集中供油方式。燃烧器性能稳定,工作安全可靠。电路连接件安全,牢固,可靠。在较冷季节进行喷漆作业时,室温应大于18℃。换热器采用不锈钢制作,具有耐热性和良好的散热效能(大于75%)送,排风风机应加热系统连锁,当送,排风系统位启动时,加热装置启动开关无效;当风机发生故障时,系统应能自动关闭加热装置。
(1) 喷漆的工作原理
外部空气经初级过滤后由风机送至室顶,在经过顶部过滤网二次过滤净化后,进入房内,房内空气采用全降式,以大于0.35m/s的速度向下流动,使喷漆后的漆雾微粒不能在空气中停留,而直接进入底层出口过滤装置,从而滤去喷漆过程中产生的有害气体,经处理达标后的废气直接从排气口排除至室外。保证室内空气清新,从而达到安全卫生的工作环境。(较冷季节可以对送入的空气进行加热,使送入的空气在30min内温度升至18℃)
(2) 烤漆的工作原理
通过风机将冷空气经初级过滤网过滤后,与热能转换器产生的热量送入烤漆房顶部,在经过滤网二次过滤净化,热空气以大于0.15m/s的速度进入烤漆房内,从底部排出,经过风门的内循环作用,除吸进少量新鲜空气外,部分热空气又被继续加热利用,送入烤房内部,使烤房内温度逐渐升高,当温度打到设定温度时,燃烧器自动停机,当温度下降到设定的温度以下4-5℃度时,风机和燃烧自动机,使烤房内温度保持相对稳定。当烤漆时间达到设定值时,烤房自动关机,烤漆过程结束

2 烤漆房的控制系统控制要求
(1) 二条烤漆房配置二套控制柜和一个工控机监控系统。该套系统必须封闭在操作室内。
(2) 每条生产线电控系统均采用PLC做控制中心,全线实行联锁控制,即:循环,排风系统不能正常工作时,自动关闭加热系统,以及工作状态选择等功能。常规操作和选择在控制柜和现场操作台完成。
(3) 控制系统具备延时功能,即:先行启动循环,排风系统后,延时启动加热系统,关闭时相反。
(4) 各主控制回路均设有过载,短路,失压等保护系统,确保系统安全运行。并具有安全保护功能,当燃油加热系统出现故障时,自动关闭加热系统及全线设备。
(5) 室内温度采用数字显示,6套热电偶控制温度,通过数显控制仪表调节燃烧工作状态,达到自动控温。
(6) PLC及工控机主要功能。设备各单元的启动,停止,运行,故障及工作选择状态,均由PLC采集,按照工艺通过输出单元控制并作声光报警。工控机通过PLC接口进行数据传送完成工艺流程动态显示各设备的运行或故障监控,PLC程序编制,参数设备及报表打印功能。脱开工控机系统,电气控制同样通过PLC完成各种流程的控制,并在柜体面板上采用组合信号灯观察各设备的工作状态。
(7) 电器控制柜采用组合式及密封型结构,柜内设立排风及照明装置。
(8) 现场导线的敷设采用桥梁,电线管和绕管联合布置,防暴场所均选用防暴电路,动力导线选用VV系统四芯电缆,控制线选用KVVR及KVVRP屏蔽电缆。动力线路和控制线路敷设时用隔板分开。
(9) 照明系统
室内照明灯箱采用嵌入式,选用荧光灯,其安装方式采用隔爆处理。
(10) 安全,消防系统
按照GB14444-93要求,设置相应数量的安全门。
(11) 电动升降操作台
在喷漆室内轨道两侧设置升降工作台,通过平台立柱上的防爆按钮控制操作台的升降。

3 烤漆房的控制系统总体结构及通讯参数配置
3.1 总体结构

电气系统设计主要是根招工艺及设备的要求,分析目前国内外涂装线电控系统现状,结合当今工业控制系统发展趋势,本着高质快速、柔性化和低成本的要求,采用以计算机为主的集散型控制系统(DCS)电气控制方案。利用计算机对生产过程进行集中监控、操作、管理和分散控制,有效地克服了以前油漆涂装线电控系统由于采用大量分散的仪表控制的缺陷。上位机工控机采用 1台 研华工控机IPC-610 PⅢ 1G 256M 40G硬盘,组态软件采用KINGVIEW6.02 ,PLC采用2台三菱FX2N-128+16EX,温控仪采用富士PXW9,实现对燃烧器大小火及上限停火。如图1所示。系统具有很高的可靠性和冗余性。脱开工控机系统,电气控制同样通过PLC完成各种流程的控制。


3.2 系统连接与FX2_485协议通讯参数配置
      本协议支持与三菱FX2_485及其兼容的FX系列PLC之间以485方式进行通讯,可以采用串行通讯,使用计算机中的串行口。支持上位机通过组态软件与三菱的通讯模块232ADP,485BD,485ADP之间的通讯。PLC通讯参数可以通过编程器设置,将D8120设置为:E080,
具体表示的通讯参数如下:
*协议: bbbb 数据: 7 校验:无 停止:1 传输速率:9600
*硬件:RS-485 数目检查:YES 控制程序:bbbbat4
在D8121中设置地址,在组态王中定义的设备地址必须和此设置保值一致。 
注意:从PLC资料中得知,设置后必须关PLC电源,再重新给PLC上电,设置才能生效。

4 程序没计
4.1 两种运行方式
     为了保证设备的运行可靠性及现场的控制和操作的方便性,每套分系统采用2种方式运行:
(1) 自动运行方式
      只要接通电源,选择自动方式,系统就会先检测设备的预备运行的各项条件,如满足条件,按下运行按钮,设备就可自动运行。
(2) 手动运行方式
      接通电源,选择手动方式,系统就会先检测设备的预备运行的各项条件,如满足条件,操作人员可以有选择地操作设备,这仅用于设备的检查和应急生产使用。部分(喷装室)加设各个联动系统的检测信号,作为联动必须满足的条件。
      对于设备的报警情况,分设一级和二级的故障报警,并有不同的处理方法:一级故障:是一些比较简单的故障,它不会对设备造成损害和人身安全的影响。空气过滤器压差大等,程序只对设备做声音报警和故障位置的指示。二级故障:是能引起设备的损害和人身安全的故障,它会造成生产不能正常进行。如大型风机的故障、断路器跳闸、火灾和地震等故障,程序对设备作出立即停机和声音报警及位置指示。
4.2 PLC程序总体设计
(1) 整个程序的自动喷漆和手动喷漆部分,自动烤漆和手动烤漆部分,通过CJ指令来分段,如图2所示,大大减轻了编程的难度,使得喷漆,烤漆,自动,手动可分别编程,可以采用双线圈输出,解决了程序包容性问题,注意公共部分程序和分段程序的包容性,防止双线圈输出,否则出现不可预测的结果,通过CJ 指令可实现任意分段,比采用MC,MCR实现自动和手动更具灵活性,并可以采用双线圈输出。


(2) 手动程序及复位
为使系统调试方便,设有手动程序。手动方式是通过往制箱上的手动功能开关来进行的。每接通一个开关,执行一个相应的动作。当系统没有处于自动运行和手动运行状态时,按“总复位”按钮。可使系统完全复位。 4.3 上位机监控程序
      在上位机上实现工艺流程图的实时监测、数据处理是通过可编程控制器操作站系统软件和组态软件来实现的。组态软件主要对系统的构成进行定义,定义过程点参数、趋势笔、趋势组、流程图、报表等,监控软件由各种监视画面和操作画面组成,主要包括总貌画面、流程图画面、趋势画圃、报表管理以及趋势打印、报表生成打印输出、操作调整等。
      上位机主要工艺参数分组曲线显示,并存人上位磁盘中,工艺人员随时调用打印,做工艺质量分析。同时还可将每班设备启停时间、各工位启停传送时间进行记录存盘.供生产管理人员随时查询打印停工台时间和停工月报表。 上位机的操作分操作员级和工程师两级.正常生产时,由生产工人操作。
      工艺流程画面如图3实现了对整个烤漆房的全面监控,界面形象生动,友好,具有较好的可靠性,在画面上 实现凤机旋转动画,燃烧机燃烧动画,当某设备发生故障,该设备将闪烁,并弹出实时报警画面;在手动状态,可以直接点击该设备,便可启停该设备,喷漆和烤漆时,通风的路径及颜色将发生变化。烤漆房温度除数字显示外,采用温度棒图显示。



图4系统参数,显示系统各设备的状态,可设定参数,如烤漆时间;图5历史报警画,显示所有报警发生的时间,报警恢复、报警应答,报警的优先级,报警组,如果在运行阶段,变量的数值或变化情况满足已定义的报警条件、从报警条件恢复正常状态、报警应答时均可以产生报警事件(报警发生、报警恢复、报警应答)。报警信息还可以用文件的形式进行历史记录或实时打印报警信息。用户可以自定义报警信息的显示格式、记录格式和打印格式。同时可以利用命令语言实现对报警事件的复杂控制和灵活处理。


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