PLC在配料系統(tǒng)的應(yīng)用周自PLC在配料系統(tǒng)的應(yīng)用周自明,黃明(重慶民豐化工有限責(zé)任公司重慶市潼南,402600)摘要介紹了利用賽多利斯重力傳感器及變送器、ABB公司AC500系列PLC、臺(tái)達(dá)DP-AE人機(jī)界面、CV3000氣動(dòng)閥等檢測(cè)控制設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了配料系統(tǒng)對(duì)原料的計(jì)量、按比例混配、無(wú)人值守功能,提高了鉻酸酐生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量,降低了消耗,減少了溢料等安全環(huán)保事故。同時(shí),該系統(tǒng)還提供了如流程圖、報(bào)警、報(bào)表等友好的人機(jī)界面關(guān)鍵詞:PLC;檢測(cè):控制應(yīng)用Abstract: In this paper, using Sartorius gravity sensors and transmitters, ABB Inc. AC500 series PLC, Delta DOP-AE HMI, CV3000pneumatic valve etc detection and control equipment to achieve a proportioning system for the measurement of raw materials, mixed inproportion, unattended, improving the chromic anhydride production quality and yield, reducing consumption and environmentalincidents and other security flash is introduced. At the same time, the system also provides, such as flow charts, alarms, reports and otherKey words: PLC; Detection; ControL; Application中圖分類(lèi)號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1001-9227(2010)05-0072-040前言計(jì),儲(chǔ)罐內(nèi)髙低液伩能在觸摸屏及控制盤(pán)上聲光報(bào)警。每鉻酸酐是工業(yè)生產(chǎn)的重要化工原料,在其生產(chǎn)過(guò)程次放入或放出儲(chǔ)罐的物料設(shè)定值、高低液位報(bào)警值可以在中,需要對(duì)98%硫酸和68~72°Be/重鉻酸鈉溶液(下稱母觸換屏上設(shè)定和修改。同時(shí),還具有班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)顯液)分別進(jìn)行計(jì)量,并按一定的比例在反應(yīng)鍋屮進(jìn)行酸示記錄,手動(dòng)自動(dòng)切換轉(zhuǎn)換等功能?；?。在此過(guò)程中,能否準(zhǔn)確測(cè)量并控制好硫酸和母液的重1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖量,將直接影響產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率、合格率,同時(shí)也影響原料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。和能源的消耗。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)許多鉻酸酐生產(chǎn)企業(yè)的配料崗位,都是操作工人通過(guò)觀測(cè)安裝在儲(chǔ)罐上的玻璃管液觸摸屏(顯示流程附、報(bào)警、報(bào)表等)位計(jì)或者用機(jī)械臺(tái)秤來(lái)計(jì)量硫酸和母液的重量,再采取人工開(kāi)關(guān)放料閥門(mén)來(lái)控制配料速度和配比。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條高低液位聲光報(bào)警件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、且存在較大的計(jì)量誤差,導(dǎo)致產(chǎn)品的重力傳感器變送器PLc控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率和合格率都不高且不穩(wěn)定,消耗較高。為此,我們丹液、酸重城顯小設(shè)計(jì)了這套稱重PLC配料系統(tǒng),解決了以上這些問(wèn)題,效母液進(jìn),出料硫酸進(jìn)、出料果較為顯著功開(kāi)關(guān)閥【動(dòng)開(kāi)關(guān)閥本稱重配料系統(tǒng)能掉制三條線同時(shí)配料。該系統(tǒng)由圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖重力傳感器及變送器、PLC控制系統(tǒng)、觸摸屏(人機(jī)界面)就地顯示儀表、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥等設(shè)備組成。實(shí)現(xiàn)計(jì)量、控制本系統(tǒng)分為二個(gè)層次:和管理的高度統(tǒng)一。(1)監(jiān)管層:采用觸摸屏對(duì)所有信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)控及管理。(2)檢測(cè)控制層采用 ABB AC500控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)所有1系統(tǒng)概述工程量的采集和控制。1.1系統(tǒng)功能在硫酸、母液儲(chǔ)罐底部分別安裝三只重力傳感器,重2系統(tǒng)設(shè)計(jì)力傳感器把重量mV信號(hào)送給重量變送器,進(jìn)而轉(zhuǎn)換為標(biāo)2.1主要硬件簡(jiǎn)介準(zhǔn)模擬量(4~20mADC),該信號(hào)輸入到ABB公司的AC5002.1.1PLC系統(tǒng)PLC系統(tǒng)中,經(jīng)PLC系統(tǒng)運(yùn)算處理后,控制信號(hào)輸送到PLC是作為整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)管層和檢測(cè)控制的樞紐,是整CⅤ3000氣動(dòng)閥以控制其開(kāi)或關(guān),每次放入或放出儲(chǔ)罐的硫個(gè)控中國(guó)煤化工藝裝置安全,連續(xù),穩(wěn)酸和母液重量及控制狀態(tài)都在觸摸屏上顯示記錄,每次放定高AC500系列PLC。該P(yáng)LC出儲(chǔ)罐的硫酸和母液重量還送往現(xiàn)場(chǎng)操作盤(pán)供顯示和累是CNMHG力較強(qiáng)的開(kāi)放式系統(tǒng)本系統(tǒng)選用PM571cPU,可用5種不同編程語(yǔ)言進(jìn)行編程收稿日期:2010-07-10CPU上均帶有LCD的顯示、一組操作按鍵、一個(gè)SD卡的擴(kuò)展口和兩個(gè)集成的串行通訊口。CPU可直接插在CPU底板上,7《自動(dòng)化與儀器儀友》2010年第5期(總第151期)CPU底板還可選擇是集成以太網(wǎng)還是 ARCNET網(wǎng)絡(luò)接口,除IEC61131-3的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),可支持五種不同的編程語(yǔ)言。這此以外,CPU上還可最多擴(kuò)展4個(gè)通訊接口,如圖2所小套軟件可完成AC500系統(tǒng)的全部設(shè)置,包括所有的總線接口,而阻還有全面的自診斷功能、報(bào)警處理、可視化調(diào)試工具和開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口。除了有優(yōu)異的性能、友好的界面、對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有的硬件進(jìn)行相關(guān)的編程、測(cè)試、調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)各種白動(dòng)化應(yīng)用外,還提供以下的功能(1)五種標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言:功能塊(FBD);語(yǔ)句表(IL):梯形圖(LD)結(jié)構(gòu)文本(ST);順控圖(SFC)圖2AC500外觀圖(2)連續(xù)功能圖(CFC)。(3)離線仿真功能2.1.2觸摸屏(人機(jī)界面AC500 Control Builder可在沒(méi)有連接PLC硬件的情觸摸屏選用臺(tái)灣的臺(tái)達(dá)D0P-AE。它具有功能10.4吋況下進(jìn)行仿真,對(duì)用戶程式進(jìn)行調(diào)試,包括相關(guān)的手動(dòng)功LCD/ TFT LCD65536色,640×480像素;內(nèi)置 7MB Flash能。調(diào)試后的程式再下載到CPU控制系統(tǒng)屮使用ROM512 k bytes SrAM支持 USB Host,可外接U盤(pán)、打印(4)配方管理和監(jiān)視列表:可為組變量預(yù)設(shè)·組相機(jī)USB1.1高速下載規(guī)劃程序3組通訊端口;支持?jǐn)U展模關(guān)的值,在調(diào)試時(shí)調(diào)用。塊等,如圖3所小。(5)可視化的調(diào)試T具:在這套編程軟件里,可把PLC里的各種變量通過(guò)顏色的變化、物體的移動(dòng)、位圖、各種柱狀圖或直接顯示數(shù)值等方式顯示在軟件上,以便于用戶程式的調(diào)試,以及報(bào)警和事件的管理,并提供網(wǎng)絡(luò)多媒體( ActiveX)功能(6)通訊接口的設(shè)置:通過(guò)這套軟件可實(shí)現(xiàn) ProfibusDP、 CANopen、 DeviceNet、以太網(wǎng)、 Modbus和CS31總線的設(shè)3DPAE外觀圖置(7)開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口:可通過(guò)DDE和0PC方式和外部進(jìn)2.1.3重力傳感器及變送器行數(shù)據(jù)交換選用MP49重力傳感器,它具有功能精度C3;量程3(8)工程接口:編程軟件可訪問(wèn)外部的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù),t;防護(hù)等級(jí)IP67;不銹鋼材料線性安全過(guò)載150%極限從而實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目進(jìn)行管理。過(guò)載300%選用MP25變送器,它具有功能全程數(shù)字信號(hào)2.3系統(tǒng)主要配置表理,內(nèi)置分度值高達(dá)20,000最多連接4個(gè)350歐姆傳79名稱9單臺(tái)數(shù)日廠感器模擬輸出4~20mA,通過(guò)前端按鍵或PC進(jìn)行儀表參CP及底庫(kù)PS7L-ETH/ TBS1I-ETH數(shù)設(shè)定。分別如圖4、圖5所示。DC532(16DT+16 c)3糗擬量桃塊cPs24/10.06|人機(jī)界面DOP-AE 10THTD7票力傳感器9控制盤(pán)10現(xiàn)場(chǎng)儀表箱400·300+250圖4MP49傳感器外觀圖3實(shí)際應(yīng)用效果系統(tǒng)上電后,PLC控制器、觸摸屏及所有硬軟件進(jìn)行自檢,觸摸屏界面上沒(méi)有報(bào)警則系統(tǒng)連接不成功。將控制盤(pán)面板上的總開(kāi)關(guān)打到“自動(dòng)”的位置上,然后把各個(gè)進(jìn)料閥和放料閥的掉制開(kāi)關(guān)全部打到“自動(dòng)”位置上。系統(tǒng)將出面,小別土畫(huà)面、數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面、1#圖5MP25變送器外觀圖線流中國(guó)煤化工#線流程圖畫(huà)面、流水賬報(bào)CNMHG液日月報(bào)表畫(huà)面2.2軟件簡(jiǎn)介3.1主要的可視畫(huà)面AC500 Control Builder編程是一套可對(duì)所有系列3.1.1主畫(huà)面AC500cPU進(jìn)行編程的工程工具,這套編程軟件符合該畫(huà)面是觸摸屏正常運(yùn)行時(shí)的默認(rèn)畫(huà)面。畫(huà)面最上PLC在配料系統(tǒng)的應(yīng)用周白明,等端為四個(gè)按鈕,分別代長(zhǎng)甲、乙、丙丁班。每班作時(shí)都在不同|作時(shí)間放出去的母液和硫酸的總量。圖屮母液、需要先按下白己班所對(duì)應(yīng)的按鈕(按鈕按下顯紅色,彈起硫酸的記錄數(shù)據(jù)是三個(gè)母液儲(chǔ)罈或三個(gè)硫酸儲(chǔ)罐放出去時(shí)顯綠色,按按鈕時(shí)要用亍指按住不低于3秒鐘)在畫(huà)面物料的總和。要想知道具體是哪個(gè)班放的哪個(gè)液罐,還需的右上方,顯小當(dāng)前的時(shí)間和日期。在畫(huà)面的中央位置,要參照流水賬報(bào)長(zhǎng)中的數(shù)據(jù)代碼才能確定。如圖10所小有七個(gè)按鈕,通過(guò)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的按鈕就可以切換到對(duì)應(yīng)的監(jiān)控畫(huà)面。在畫(huà)面的最下部,有十二個(gè)按鈕,上面六個(gè)對(duì)應(yīng)的母液或硫酸儲(chǔ)罐的允許加料按鈕,下面六個(gè)對(duì)應(yīng)的硫酸或母液儲(chǔ)罐的允許放料按鈕。如圖6所小。四四圓回回四圖8配料線流程圖畫(huà)由圖6配料主畫(huà)山1.2數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面為系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示畫(huà)面,主要用來(lái)顯示硫酸和母液各個(gè)儲(chǔ)罐中液體的重量和每次放料后各個(gè)儲(chǔ)罐的實(shí)際放料量,以及用來(lái)設(shè)定各個(gè)儲(chǔ)罐的加料值、圖9流水賬報(bào)衣畫(huà)面放料值、滿料報(bào)警值、欠料報(bào)警值。如圖7所小。圖10班報(bào)表畫(huà)由圖7數(shù)據(jù)設(shè)置畫(huà)面3.1.6日月報(bào)表畫(huà)面日月報(bào)長(zhǎng)畫(huà)面用來(lái)記錄母液和硫酸在天和…個(gè)月3.1.3配料線流程圖畫(huà)面中從母液儲(chǔ)罐和硫酸儲(chǔ)罐放出去物料的總和。后面的四列本系統(tǒng)共有二條配料生產(chǎn)線,分別對(duì)應(yīng)三副配料線依次對(duì)應(yīng)天放出去的母液總量(母液日表)·天放出流程圖畫(huà)面。每流程圖畫(huà)面用來(lái)顯小硫酸和母液儲(chǔ)罐的去的硫酸總量(硫酸H表)、一個(gè)月放出去的液總量(母相關(guān)參數(shù),并可以在畫(huà)面上手動(dòng)操作硫酸和母液的進(jìn)料、液月表)、一個(gè)刀放出去的硫酸總量(硫酸月表)。如圖11放料閥。每個(gè)儲(chǔ)罐左邊用棒圖顯小實(shí)際重量占最大重量的所示。百分比及撇警值,儲(chǔ)罐的右邊還顯小儲(chǔ)罐中液體的實(shí)際量。畫(huà)面下有四個(gè)按鈕,分別用來(lái)下動(dòng)控制母液或硫酸儲(chǔ)罐的進(jìn)料和放料閥的開(kāi)或關(guān)。如圖8所小3.1.4流水賬報(bào)表畫(huà)面流水賬報(bào)表畫(huà)面用來(lái)以流水賬形式記錄每次各個(gè)儲(chǔ)罐中放出物料的重量。在報(bào)表中共有四列內(nèi)容,第一列中國(guó)煤化工為記錄的時(shí)間,第二列為記錄的H期,第三列為記錄代CNMHG號(hào),第四列為放料量(單位:千克)。如圖9所小。3.1.5班報(bào)表畫(huà)面圖11日刀報(bào)表畫(huà)面通過(guò)查閱班報(bào)表畫(huà)面的各數(shù)據(jù)列,可以知道各個(gè)班(下轉(zhuǎn)第78頁(yè))7東方數(shù)據(jù)叢于模糊白適應(yīng)PID的鍋爐汽包水位控制。李益華,等Fayer常規(guī)P控制效比較里糊白適應(yīng)PID掉制策略和復(fù)合控制方法,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng),確定了汽包水位高度模糊掉制器的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù),采用 Hamdan i模糊推理算法,并最終完成了鍋爐汽包水位高度模糊白適應(yīng)PID掉制器的設(shè)計(jì),構(gòu)建了種鍋爐汽包水位的三沖量控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整控制量的模糊劃分實(shí)現(xiàn)模糊控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能(控制過(guò)程階躍響應(yīng)上升階段)和穩(wěn)定性(穩(wěn)態(tài)調(diào)整階段),易應(yīng)用在實(shí)際鍋爐汽包水位控制過(guò)程中。況變化時(shí),控制方案完全依靠控制器白適應(yīng)調(diào)整?？刂平Y(jié)果(b)放大倍數(shù)失配33%時(shí)結(jié)果比較表明,所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,能有FyPo與常觀腔制敦果比較用效抑制參數(shù)攝動(dòng)和內(nèi)外擾動(dòng)的影響。E參考文獻(xiàn)[1]王樹(shù)青,戴連奎,祝和云等.⊥業(yè)過(guò)程控制I程M].北京:化學(xué)control[n Energy Conversion and Management, 2006, 47(1819):2999-3007(c)水位滯后時(shí)間常數(shù)失配33%時(shí)結(jié)果比較[3] Alberto Leva, Claudio Maffezzoni, Giancarlo Benelli. 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Cascade generalized pre-圖4仿真結(jié)果比較及魯棒性驗(yàn)證dictive control strategy for boiler drum level [].ISATransactions, 2005. 44(3): 399-411.5結(jié)論[7]韓忐剛,汪國(guó)強(qiáng)無(wú)模型控制律中級(jí)形式及其應(yīng)用[J].自動(dòng)化分析鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的組成和原理,基于模學(xué)報(bào),2006,32(3):345-352.(上接第74頁(yè))2)氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥延遲動(dòng)作導(dǎo)致計(jì)量誤差。因儲(chǔ)罐進(jìn)料3.2結(jié)論或放料達(dá)到設(shè)定值時(shí),PLC才發(fā)出指令關(guān)閉氣動(dòng)閥門(mén),而這套PLC配料控制系統(tǒng)從2008年8月投運(yùn)余今,一直該閥門(mén)關(guān)閉本身需要時(shí)間,盡管本系統(tǒng)的所有氣動(dòng)閥門(mén)都于非常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)際計(jì)量精度0.5%。確保鉻酸加裝了快速排氣閥,但仍存在氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥延遲動(dòng)作導(dǎo)致的酐優(yōu)等品率由原來(lái)的50%左右提高到80%左右,為企業(yè)節(jié)約計(jì)量誤差:同時(shí),氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥關(guān)閉時(shí)刻殘留在管道中的物120萬(wàn)元(200070.3*0.2*10120),同時(shí),還減少了單位產(chǎn)料也會(huì)對(duì)計(jì)量產(chǎn)生誤差。為此,我們通過(guò)多次試驗(yàn)取得經(jīng)量的人成本及原料消耗,提高了生產(chǎn)裝置的連續(xù)性、可驗(yàn)數(shù)括,在PLC程序中加時(shí)間延時(shí),確侏在未到設(shè)定值之靠性,確保人員設(shè)備的安全。盡管如此,該P(yáng)LC配料控制系前就提前關(guān)閉氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥,來(lái)部分消除這些誤差,最終使統(tǒng)還存在以下問(wèn)題需進(jìn)步完善。得計(jì)量精度優(yōu)于0.5%。(1)選用觸摸屏雖然編程操作簡(jiǎn)單、直觀、價(jià)廉,但存在畫(huà)面元素單·報(bào)表不很直觀只不能按日期或時(shí)間隨意中國(guó)煤化工調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)等問(wèn)題。若選用計(jì)算機(jī)作為上位監(jiān)控將大大[CNMH GE12500|2000207提高數(shù)據(jù)管理的能力[2]AC500PLC用廣編程于冊(cè) CoDeSYs2.3版2005.03.0479方數(shù)據(jù)