西门子6ES7253-1AA22-0XA0货期较快
西门子6ES7253-1AA22-0XA0货期较快
一、引言
我公司国产化的聚酯（PET）装置由中国纺织工业设计院设计，采用国内开发的以醋酸锑为催化剂、二氧化钛（TiO2 ）为消光剂、精对苯二甲酸（PTA）和乙二醇(EG)为原料的直接酯化，连续缩聚的五釜流程工艺路线，生产纤维级半消光聚酯切片。
二氧化钛粉末与乙二醇溶液混合经研磨机研磨后仍会有大的粒子，如不除去会影响产品中凝聚粒子的质量指标，过多将导致超标；另外，除去大颗粒粒子，还可以延长二氧化钛溶液过滤器滤芯的使用寿命，降低生产成本。所以在消光剂配制系统中使用了离心机，通过离心机的离心分离作用将TiO2悬浊液中的大颗粒粒子分离出去。经过实际考察和多方论证，终选用性价比较高的国产LW350HQ型卧式离心机。此离心机采用可编程控制器进行自动控制。本文将重点讨论PLC在离心机系统中的应用技术。
二、消光剂配制工艺流程
1、TiO2悬浮液的配制：袋装TiO2粉末与乙二醇溶液在配制罐22TA01中按一定比例混合搅拌一段时间后，使悬浮液以一定的速度进入TiO2研磨机22M02中进行次研磨，研磨物进入消光剂循环槽22TA02，第二次启动研磨机，研磨后悬浮液进入稀释槽22TA03。再向22TA03中加入定量的稀释用乙二醇溶液达到规定的浓度，混合搅拌一段时间。
2、稀释悬浮液的离心：检查和确认完离心机的状态后，在现场启动离心机22G01,当离心机达
到分散所需的转速时自动打开进料阀XV22002,然后自动启动供料泵22P01，随后四通阀XV22003自动切换到离心位A，经分离后的悬浮液进入消光剂中间槽22TA04,而离心分离下的TiO2滤饼进入配制槽22TA01中重复利用。在带切断阀的liuliang计FQIV22022上设定好下一批乙二醇量，这些EG经离心机加入TiO2配制罐中，以清洗离心机，当TiO2供料泵22P01入口管线出现liuliang低报或22TA04液位出现高报时，供料泵自动停止，该批料输送完毕。四通阀自动切换到冲洗位B，离心机冲洗开始，速度自动减到剥离滤饼速度，冲洗用乙二醇阀XV22003自动打开，经过一定时间的冲洗，滤饼连同乙二醇一起进入配制罐22TA01可供下一批继续使用，离心机自动停止。
3、悬浮液输送及供给过程
在中间槽内的悬浮液按要求至少要存放2小时以上以便脱活性，取样合格后，悬浮液在氮气压力作用下经过滤器过滤后进入消光剂供料槽22TA05中，供料槽中的TiO2悬浮液由计量泵连续定量地送入第二酯化釜。
工艺流程图如图1所示。其中第2步流程就是通过离心机系统来实现的。
三、离心机系统介绍
本离心机系统由离心机设备本体和控制系统两部分组成。主要技术参数如下：转鼓直径356mm，转速3200rpm以下无级可调，差转速2—32r/min无级可调，分离因数2040，液层深度45.5—54.5mm可调，生产率5—14m3/h，主电机功率18.5kw。
1 离心机设备本体
LW350HQ离心机主要由差速器、螺旋推料器、转鼓、机罩、机座、主电机等组成。图1中方框内所示即为离心机设备本体示意图。悬浮液经进料管进入主转鼓，在高速旋转产生的离心力作用下，固相颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁上的固料刮下排入与22TA01相连的排污口，分离后的清液经液层调节板开口流出转鼓到与四通阀XV2003相连的排液口。由差速器来实现螺旋推料器与转鼓之间的相对运动，从而实现了离心机对物料的连续分离过程。
2、离心机控制系统
本离心机控制系统根据工艺和设备管理要求，由现场操作屏、控制柜两部分组成。现场操作屏安装在离心机现场，安装有所用的操作旋钮、按钮及指示灯、差转速控制仪表、蜂鸣器、转速显示和主电机电流显示仪表等部件。控制柜设在马达控制中心（MCC室），柜内装有可编程控制器（PLC）、交流变频器、程控稳流稳压电源，直流电源、继电器、信号隔离转换器等。由于整个配制系统除了离心分离机外，还需要一系列的配套设备，主要有进料电磁阀XV22002、冲洗电磁阀XV22005、四通阀XV22003、liuliang开关FL22001、FL22021、压力开关PH22031和供料泵22P01,这些设备的信号也需要参于程序控制。四通阀XV22003阀体是一入三出的结构，由带两个电磁阀的气缸驱动，A电磁阀得电使C与A 相通为离心状态，B电磁阀得电使C与B相通为冲洗状态，都不得电时C与D相通。22TA04液位高报信号LH22004由DCS系统的逻辑点送到PLC。
由交流变频器来控制主电机，实现转鼓转速的无级调节。变频器的各项参数根据实际情况设置完成后，在运行中是通过PLC进行自动控制的。通过PLC控制变频器从而控制主电机根据工艺流程进行转速、转向的变化。离心时正转且达到离心速度，冲洗时进行4次正反转冲洗，并且转速控制在冲洗速度。
螺旋推料器与转鼓之间的差转速是通过电涡流制动器和Honeywell通用数字器UDC1500来实现。由数字转速表通过测速探头将转速差转换为4-20mA信号，在UDC1500U内与设定值比较得到偏差，对偏差按预置的PID参数运算，输出4-20mA信号去控制程控稳压稳流电源输出电流在0-3A之间变化，此电流作为电涡流制动器的励磁电流，从而对螺旋推料器的轴产生制动作用，使差转速稳定在设定值附进。本控制系统的差转速部分是独立于PLC的单独控制部分，实际应用中只要控制电源投用，此控制部分就按照差转速设定值起控制作用。在差速低于报警值时由UDC1500送到PLC一个同步故障信号，所以在PLC程序中检测同步故障信号是在程序已运行、控制电源投用且转速升到分离速度以后再检测此信号。
四、PLC控制系统
此离心机系统的核心控制部分即为PLC。为了实现TiO2悬浮液的离心分离，通过离心机本体和相应的配套设备，由PLC进行自动控制，二者密切配合实现了物料的自动分离。
PLC选用的是和扩展性较好的欧姆龙的C200HE，其硬件配置如下（PLC布置如图2）：
1、硬件配置
①CPU选用SYSMAC C200HE－CPU 42-E,程序容量为7.2K字。
②数字量输入卡件（DI）共有2个。型号均为B型ID212的DC输入单元，此卡件支持16点直流电压输入。共使用了26个输入量，包括按钮、旋钮、联锁报警信号、四通阀阀位、供料泵状态等信号的输入。
③数字量输出卡件（DO）共有3个。全部为继电器输出单元，分别为型号为B型OC225的1个，此卡件支持16点继电器输出，本系统使用了15点，分别控制10个信号灯、1个蜂鸣器和4个电磁阀；A型OC221的1个，此卡件支持8点继电器输出，本系统使用了5点，用来控制变频器，分别为离心机正转、反转、离心频率、冲洗频率和加减速时间这5个信号。型号为OC224的1个，此卡件支持8点独立接点输出，本系统使用了6点，用来将离心机的运行、冲洗、停车、故障和供料泵启停信号送入DCS。共使用了26个数字输出量。
④电源和底板。电源选用PA204－S,底板选用C200HW-BC081的8槽底板。
2、PLC的程序
C200HE的程序用易于理解的梯形图来表示，当使用普通编程器时需把梯形图转换为助记符来输入。程序按照配制系统离心分离与EG冲洗的工艺流程编制，能够满足工艺要求。由于使用了PLC内部的保持继电器区来存储数据，这个数据区的数据即使在电源故障时数据也能保持。所以在运行过程中，在发生掉电事故、紧急停车、过载、变频器报警等异常故障时，现场的数据将保存起来，待电源恢复、故障排除后，程序从发生中断时的数据继续运行，保证了工艺流程的连续性和稳定性。本工艺流程是时序性很强的步进流程，涉及到步进关系的计时器，并未直接使用PLC内部的计时器，而是使用了由PLC系统内部时钟脉冲触发计数器进行计数来计时的，从而保证了时序关系的jingque性。程序编制了自动和手动两种控制方式，在自动无法实现时，可在现场通过控钮、旋钮进行手动控制。另外，PLC将主电机的运行状态、工作状态以及一个总故障状态送入DCS。变频器通过信号转换器将主电机电流信号也送入DCS，这些信号在DCS操作站流程图画面中实时显示，使中央控制室操作人员能够及时了解离心机系统的运行情况，便于工业过程管理。
下面结合部分PLC语句来说明一下此离心机系统正常工况下自动离心和自动冲洗过程各动设备的工作情况，并与由PLC程序画出的时序关系图来对照说明。用到的变量表如图3，用到的程序梯形图语句如图4所示。
1、自动离心过程：
在现场确认完毕后，按下起到按钮，先进行自检，各信号均正常后自检结束，同时自动离心过程开始。自动离心时序图如图5所示。离心机按照离心频率开始运转，先升速5分钟，然后再稳速3分钟，此时开始检测同步故障，正常后打开进料阀进料，阀开后延时4秒启动进料泵22P01，将悬浮液泵入已达到离心转速的离心机，待22P01运转4分钟后四通阀的A电磁阀得电打到A位离心位，即开始正常的离心分离，分离后的悬浮液进入消光剂中间槽22TA04，持续此过程直到22P01入口liuliang低报或22TA04液位高报，此时0.5秒后立即停止供料泵22P01，四通阀的A电磁阀失电阀位到D，2秒后再关闭进料阀，同前面开泵一样可防止泵出口憋压，liuliang低报或液位高报后离心机再运转1分钟将转鼓内剩余物料彻底分离完后停止离心机的运转，同时四通阀的B电磁阀得电打到B位冲洗位，待离心机停止时间7分钟到后，此时离心机已完全停止转动可以开始自动冲洗过程。
2、自动冲洗过程：
自动冲洗时序图如图6所示。自动冲洗过程共进行4此冲洗，一次、三次为正向冲洗，此时离心机按照冲洗频率正向转动；二次、四次为反向冲洗，此时离心机按照冲洗频率反向转动。在每次冲洗时，先升速15秒到冲洗速度后，打开冲洗阀用乙二醇进行2分钟冲洗然后关闭冲洗阀，同时停止离心机1分钟，再进行下一次同样的冲洗过程。其中在次冲洗时在打开冲洗阀后检测liuliang信号FL22001是否正常，确认有liuliang后再向下进行冲洗过程。在第四次冲洗结束后20秒全机复位，同时四通阀的B电磁阀失电打到D位，至此整个程序结束。
五、结束语
为了实现TiO2悬浮液的离心分离，通过离心机本体和相应的配套设备，由PLC控制系统自动控制，二者密切配合实现了物料的自动分离。本离心机系统自装置投产运行以来，运行稳定，满足生产工艺操作要求，保证了聚酯装置连续正常运行
一、概述：
NOEGR1400/2型大卷装液压传动染色机由葡萄牙诺菲尔公司所制造，单台价值一百多万元；适用于小批量、多品种平幅织物在常温常压下平幅退煮漂、浸染、漂洗、放样、剥色等生产工艺。是规模以上纺织印染企业不可或缺的技术装备.国内多家印染企业拥有该机型;此机的核心技术是在较大容布量（800---6000米）的情况下保证卷绕辊在运转过程中保持线速度、布面张力的恒定。电气自动控制电脑部分原采用意大利Termoelectronica公司产的Z8单片机专用控制器(目前制造厂家已不再生产)；集控制、显示、参数设置于一身；国内不易采购。
二、改造理由：
随着使用年限的增加，印染车间里潮湿的生产环境,使得主控制电脑出现接插件老化、接触不良和线路板被腐蚀严重及参数易丢失、死机的现象。易造成控制动作失常，信号失真,影响到速度、张力控制器件的正常工作（或造成损坏）；另一方面,原设计中同步闭环速度反馈传感器的机械连接部件(机械密封)，由于与染液接触，轴心度易磨损，存在极易损坏(甚至造成传感器的损坏)的缺陷,进而影响到线速度、张力的稳定性；造成色布前后色差等。以及要求输入参数多,操作步骤繁琐.设备维修量较大,电脑备件国内无处购买，影响生产进度。较难满足现代工业生产的需要。
针对上述种种不利因素，我们提出了相应的改造方案，使用比较先进的技术平台-----通用型可编程序逻辑控制器（PLC）系列及人机界面（触摸屏）产品替换原有的Z8单片机专用控制电脑。
三、系统构成：
此设备液压传动部分(液压部件为德国产”博世”牌) 设计较为先进,在国内大卷装染色机同类产品中处地位且基本完好，因此改进原则是不需对液压传动主控回路做出改进,只对原电气电脑自动控制部分进行改造。继续使用原机原有的电器配件，重新设计制图,按卷染工艺特点编制相应的应用程序。选用通用PLC、触摸屏系列系统地完成此设备人机对话和自动控制的替换。整个控制系统结构如图一所示：
控制指令由系统触摸屏集中操作，系统通过操作员指令输出控制信号，并根据闭环采集的数据，计算出速度、张力所需值，控制液压阀的liuliang，带动液压马达的转动，实现在恒张力下A、B卷绕辊的线速度恒定。完成织物在浸染缸内多道转移浸染的染色等工艺。
在核心应用程序的设计中，以卷绕辊线速度为“主”控制变量,以张力为“从”控制变量，两者交替控制，在每种控制中又采用在线规则自调整的PID控制功能。从而从根本上解决了整个系统的“恒线速度”、“恒张力”的问题，在极大程度上tigao了系统运行的可靠性、稳定性。并省去同步闭环速度反馈传感器,闭环反馈作用由应用程序根据采集的数据计算来实现。
程序框图如下:
四、主要技术特点：
所需应用程序根据工艺操作要求经在线调试修改完善，已使得机器的线速度、张力恒定性好，使得机器自动化程度tigao，性能稳定可靠，功能增强，操作简便直观，降低了劳动强度，大大tigao了生产效率。
1、适用于液压、交流变频、直流电机三种传动方式的应用。
2、减少操作步骤,无需输入参数,能使操作人员较快熟悉并熟练操作机器。
3、可实时按工艺要求改进或增加实用功能，备件易购。
4、卷绕辊卷径动态变动,而卷绕主辅辊线速度,布面张力恒定。
5、系统集成度高，电气结构简单直观易查。降低了故障发生率。
五、主要功能：
1、全中文触摸人机界面，且操作简便，视窗友好直观。
2、机器手动、自动状态选择。
3、单键控制换向选择。
4、A、B辊卷绕量通过卷绕辊上的传感器实时采集, 实时显示。
5、手动/自动换向功能。
6、速度设置范围0---150米。
7、“摆”功能---作用于A、B辊织物转移末尾阶段，使用于工艺准备阶段。
8、织物总转移道数实时记录显示功能。
9、染槽间接、直接双恒温控制系统。
10、快、慢速进料选择。
11、加料量多少选择。
12、染槽内液位指示。
13、A、B辊卷绕量清零功能。
14、卷绕辊上的初始引布用量为5米。
15、采样功能，根据A、B辊采样点的设置，自动停车采样。
16、“道数记置”功能---作用于每道工艺A、B辊织物转移所需道数设置值结束时，自动进入“摆”状态。
17、每道运转时间实时显示,方便染色时间的确定。
18、給定速度、实际速度无需切换实时显示。
19、实时日期时钟显示功能。
20、功能控制钮统一集中于触摸屏之上，方便操作。
六、方案应用经济评价：
安徽华皖碳纤维(集团)有限公司1996年购置该机型4台.在染色生产中经常发生电脑故障,对染色工艺的顺利完成影响很大.经统计，年维修费和产品降等损失费用在5万元左右.2003年改造后电脑故障率为零。产量质量效益tigao显著,改造效果得到好评。
实践证明，触摸屏、PLC控制系统经过两年来的使用，软硬件工作稳定,整机运行稳定可靠，实施的改造方案非常成功；生产质量稳定，产量增加，劳动强度和生产成本明显降低,经济效益显著；触摸屏、PLC控制系统性能优良等特点使它在工业电气自动化方面有着广阔的应用天地。
七、技术推广：
自从工业发达国家相继研制出PLC后;以及微机技术的普遍应用,使PLC的功能不断增强,应用日益广泛。是现代控制技术的一次飞跃，具有性能稳定、通用性好、体积小、功能强、使用方便、易改变控制过程及节能等特点；并在与信息技术的结合上，在系统监控和管理上，越来越被应用到现代工业自动控制系统中，是当今生产企业自控技术升级与更新的一个必然的发展方向。
在棉纺织企业广泛使用喷气织机的情况下，空压站建设是一项重要的辅助工程。在天津纺织园区所有空压站配备的主要设备为离心式空气压缩机、冷冻式空气干燥器，通过储气罐、连接管道和阀门等组成压缩空气供气系统，并配套冷却系统、仪表空气系统，计算机检测系统，以实现空压站为生产一线保证不同压力、不同负荷的用气需求。在此前提下确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气liuliang等是空压站自动控制的基本任务。随着自动化水平的不断tigao，关于建设无人值守空压站的讨论，是一个发展过程中的必然的课题。
空气系统自动控制的必要性
应用在天纺投资控股有限公司棉纺一工厂的空压站，安装有4台70M3/min 4台，53M3/min 4台，48M3/min 2台，43M3/min 4台离心式空压机和1台42.5M3/min螺杆式空压机，配有相应处理量的冷冻式干燥器。空压机设备自身带有的CMC控制器，能够自动控制和保护主机的运转，自动提示工作信息，具有故障报警和保护停机功能，能自动根据用气量的大小加载或卸载，并配有LCD显示屏供现场观察各工艺参数和设备状态，具有RS422/485通讯接口，可以实现与现场控制室计算机监控系统的完整连接。
目前，空压站的自控系统通过西门子S7-300可编程控制器，将部分空压机的实时运行数据通过RS422/485通讯接口采集进PLC控制系统，并将数据传送到现场控制室计算机上进行显示，以代替传统仪表。但是没有对空压机进行控制。
空压机设备自带的CMC控制器已经能很好的控制单台空压机，但是不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中，相对单台空压机的调整，空压系统的整体自动调控具有更重要的意义：
■ 单台空压机无法保证空压系统整体供气压力的稳定，而空压系统的整体自控可以有效保持系统内空气压力稳定。
■ 整体的负载平衡，减少排气放空，可以节约更多的能源，节省人力成本。
■ 可以实现无人操作，根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。
■ 可以定时间断地记录空压机运行数据和报警，如跳车、喘振、通讯故障、压力等。
在已有的PLC系统中，没有实现空压系统的整体调控功能。由于空压机自带的CMC控制器提供了RS422/485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，对比原有的控制系统，不需要增加硬件设备的投资，只需要改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制。
除空压机设备外，还可以将与空压机配套的冷冻式干燥器集成到RS422/485网络中来，实现空压供气设备的全面自控。
空压站其他系统的自动控制
除空压供气系统外，空压站的其他系统也需要进行自动控制，如水循环冷却系统等。这些系统的控制方法与空压供气系统不同，主要是采用传统控制模式。使用仪表采集需要的运行参数，进行数据处理和分析运算后，输出控制信号给执行机构就可以实现系统的自动控制。
自动控制具有以下优点：
■ 操作简单，可以实现无人值守；
■ 良好的实时调节，防止了人为因素滞后；
■ 具有高可靠性；
■ 减轻工作人员负担；
■ 节省人力成本。
需要控制的参数和可能的控制方式
空压站需要的控制需求；⑴高、低压供气压力控制（机组自动开停控制）； ⑵系统自动排水控制； ⑶循环水液位控制和自动加药控制； ⑷所需压缩空气温度、循环水温度等参数控制等等。
空压系统的整体自动调控一般可以使用以下2种方法之一来实现：
⑴采用PLC系统进行通讯和控制。
⑵可以采用英格索兰公司或自己编制的控制软件。
种方法可靠性高，适用于工业控制系统。当监控计算机出现故障时，PLC还可以按照设定的程序进行自动控制。
第二种方法是通过控制系统的计算机进行单独的分析运算进行控制，它具有较好的灵活性，但缺点是如果出现如计算机死机等故障时，有可能影响系统的正常运行。好在计算机的一般恢复往往不需要太多的时间。
除空压供气系统自控外，空压站可与制冷站、热力站系统一起建立设备控制网络，实现集中控制，或与工厂控制中心联网，由控制中心的控制器实时远程监控，实现真正的无人值守。
系统构成
对于以上讨论，如果需要实现空压站的整体自控，又许多成熟PLC自控系统可以选用，现以ZH公司的PLC自控系统为例。
该自控系统选用西门子S7-300系列可编程控制器，带有RS422/485网络接口，支持MODBUS等相关网络通讯协议。该系统可以采用专用工业通讯网络技术实施远程联网。空压站自控设备可根据生产实际情况和各设备的特点，以及可能存在的问题，综合各方面因素后确立分级控制网络的实施方案，如图1所示。
■ 硬件配置
现场仪表，受控设备、执行器、带有串行通讯接口的设备（如空压机，冷干机等），PLC和监控计算机。
■ 软件功能
选用专用的工业组态软件（如WINCC或iFIX）用来监视和操作整个生产过程，为控制系统提供通讯、显示及报表管理等功能，各设备控制器自成一子系统，其应用程序功能包括：信息采集，设备控制，故障报警，连锁保护，以及数据处理和通信传输。
在系统实施过程中，还可引入故障检测和故障诊断的处理程序，能够tigao系统的智能化程度，有利于进一步改善自控系统的有效性和可靠性，通过优化调度策略，软件连锁保护等自动控制功能模式的应用，有望将自动化水平tisheng到更高层次，可以为确定空压机设备状态检修点提供依据，并由此获得更大的效益。
结论
总之通过自动化控制可以克服由于人为因素造成的调节滞后等不利因素，减少运行参数的波动，达到减少用工和节约能源的目的。对于tisheng天纺控股有限公司的整体技术水平是相当重要的。
