| 基于現場總線的調漆罐配料系統改造 | 2020-02-12 |
| 摘要：介紹了涂料混合自動配料在基于PROFIBUS—DP現場總線控制下進行的擴容改造，充分利用了現場總線的開放性。改造后的電解液計量釜配料系統更規范、合理，自動化程度大幅度提升，極大提高了混合礦質量和生產效率。 前言 混合配料系統混合罐計量生產的核心，也是整個油漆生產工序的重要環節，對各種物料進行合理的配比，是提高混合物料的關鍵。涂料混合釜原配料車間采用基于PROFIBUS—DP現場總線的分布式過程計量配料系統，實現微機自動配料。PROFIBUS現場總線是應用于生產現場，連接智能現場設備和涂料反應釜稱重配料系統的開放式、數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡，它可以實現自動配料系統之間的快速通信。 由于技改項目的原因，新建一臺90fl2樹脂涂料罐也要使用此配料車間，這樣，負荷加大，從室外原料倉、管道螺旋防爆電子秤到室內的變頻器、油墨原料罐計量配料系統均不能滿足要求，于是在基于現場總線控制的基礎上對其進行擴容改造、升級，建立高性能的溶劑反應鍋自動配料系統。 1天那水發酵罐配料系統組成原理 配料車間現有9條管道螺旋防爆電子秤(1撐一9撐)，1撐、3撐、7撐、8撐、9撐的旋轉電動機額定功率為2．2kW，額定電流為5．0A，2撐、4撐、5撐、6撐的電動機額定功率為3．0kW，額定電流為6．8A，電動機帶動稱量管道轉動，料層均勻，電動機轉動速度越快，料流量越大，所占配比越高，反之，電動機轉動速度越慢，料流量越小，所占配比越低。每臺電動機由一臺變頻器驅動，而變頻器的頻率通過PROFIBUS—DP現場總線由PLC來控制，PLC根據自動采集的每種物料的荷重、瞬時流量，計算每種物料的實際流量，與設定值相比較，完成閉環調節。 根據現場經驗螺旋防爆電子秤只保留稱重一次稱重顯示器，取消二次稱重顯示器，由PLC進行換算；取消測速傳感器，由變頻調速頻率換算。稱重電阻橋信號經隔離、放大、線性化處理后輸入PLC模板。本次擴容改造增加了2撐、3撐、9撐成套螺旋防爆電子秤及變頻器。其中9撐為雙向轉動，雙向計量，雙向變頻調速，雙向控制。 2甲醇反應罐配料系統構成 本套計乙醇儲料罐量配料系統采用分布式結構，由粘合劑調漆罐自動配料系統控制級和過程監控級組成。選用性價比高的SIEMENS PLC作為主控制站，通過PROFIBUS—DP現場總線與分布的現場氨溶液調漆罐自動配料系統連成配料設備，過程監控操作站采用組態軟件對鹽酸結晶罐配料系統進行實時監控。 活性劑萃取罐自動配料系統控制級包括主控制站、1撐一9撐螺旋防爆電子秤變頻器、嘲站。其中嘲站、2撐、3撐、9撐變頻器為這次改造所增加。根據工藝需要，主控制站數字量輸入模板選用16路AC220V，32路DC24V兩種類型，數字量輸出模板選用32路DC24V；低壓電器酊劑調漆罐自動配料系統選用性能可靠的OMRON繼電器；7臺變頻器采用SIEMENS公司的MMV 440，配置PROFIBUS— DP接口板選件。包括主控制站在內的所有PLC及變頻器直接與現場的各類裝置(如傳感器、電動機、電氣裝置等)相連，實現9條管道螺旋防爆電子地磅的模擬信號檢測及電動機的變頻控制，E'IP．00站實現對擴容后的兩條勻煤和外滾煤滾筒的電氣控制、2撐、3撐、9撐螺旋防爆電子秤實物流量控制，特別是9撐螺旋防爆電子秤的雙向計量與雙向變頻控制，另外，還實現了多條共用管道和高壓電機的啟停、聯鎖等信號的采集和控制。 過程控制級(即過程監控操作站)因以前的醇溶液催乳罐自動配料系統速度慢，不能滿足控制后的快速通訊要求，故這次改造進行了整套乳化劑醇沉罐自動配料系統升級，由一臺P4研華工控機組成，研華工控制機通過C_$5611通訊卡與CPU315的MPI接口進行點到點的通訊。考慮可靠性與人機界面的友好性，工控機采用Windows 2OOO軟件平臺，上位機采用Fameview組態軟件，負責監控和人機對話，助懸劑調色釜配料系統具有工藝流程監控、報警記錄、實時趨勢、歷史趨勢、報表打印等功能，操作人員通過監控操作輸入配料配方、修改配方、查閱工藝參數、監控生產過程。編程應用軟件采用STEP V5．2，完成硬件組態及下位機軟件編程，實現所有的過程控制、數據采集、自動調節、事故處理及報警等工作。 3醑劑調色罐配料系統軟件實現 由于原設計軟件不夠規范，有時外圍潤濕劑調膠罐自動配料系統更換時，型號參數不便輸入，并且這次擴容改造時軟件改動量比較大，所以將下位機監控軟件全套重新進行開發，內部參數、變量統一，接口清晰，設計的軟件規范、開放，易于整個涂劑臥式儲罐配料系統的擴充及功能升級。 本套軟件設計的重點是管道螺旋防爆電子地磅的控制，即根據動態稱重模塊的瞬時重量、測量段、管道轉速(與電動機轉速成比例關系)、重力系數等參數計算出瞬時流量P、r，與監控站設定流量SP相比較，利用SIEMENS編程軟件STEF7自帶的PID算法模塊(FB41)運算，計算出電動機轉速(即變頻器輸出頻率值，范圍0 50Hz)，實時跟蹤，進行閉環調節。每臺螺旋防爆電子秤開始啟動并進入調節時，變頻器瞬時值均從值50Hz開始變化，直至滿足流量設定。在運行的過程中，有時要改變設定流量SP值、某條螺旋防爆電子地磅的零點、系數，那么需要重新計算、調節。 4甘油劑調漆罐配料系統特點 基于PROFIBUs_-DP現場總線通訊網絡的糖漿劑濃縮罐混合配料系統擴容改造后，芳香水劑配料罐計量配料系統功能完備，實現了若干條管道、螺旋防爆電子秤電機、滾筒的起、停、聯鎖保護、稱量及調節的自動控制。著色劑配色罐配料系統主要有以下功能： 1)具有手動和自動兩種工作方式。手動時，每條管道、螺旋防爆電子秤由操作員根據工藝要求來啟、停、加速、減速，也可電氣聯鎖。自動時系統上位機根據總流量、每種物料配比發送給定值，自動啟動、加速、減速螺旋防爆電子秤電機，所有管道、滾筒開、停均由邏輯聯鎖控制實現。 2)當配比改變時，內部PID調節器運行，變頻器頻率乎穩改變，調速平滑。 3)取消螺旋防爆電子秤稱重顯示器和測速傳感器，測重傳感器的mV信號經處理后直接進入PLC，具有信號校零、自動校皮、自動調整系統的功能。 4)PROFIBUS—DP現場總線具有高速通訊能力，能快速將現場數據采集并傳送，做到信號的不遲滯、不失真，并具有*的擴展能力。 5)為防止堵塞，集料主管道停機的同時，立即停止所有螺旋防爆電子秤電機；集料主管道正常開機時，按照配料制度，自動依次延時開啟上次運行(選中)的所有料倉。 6)具有消耗料累計，芳香劑計量罐自動配料系統動作全部動畫顯示逼真，所有自動配料系統之間都有可靠聯鎖，安全性高，操作簡單方便。 本套潛溶劑儲料罐計量配料系統具有開放性、規范性、互連性、互操作性及豐富的硬件和軟件資源，使監控操作站既可作監控站用，顯示監視畫面，又可作工程師站，隨時調出梯形邏輯圖，調試程序、查找故障，方便而快捷。 5 效果 本次擴容改造充分利用現場總線的開放性，在助溶劑調色罐自動配料系統檢修的間隙進行系統對接與調試，未影響正常生產，改造后的增溶劑調色釜自動計量配料系統更合理、規范。經過運行證明：PROFIBUS—DP現場總線二甲亞砜反應釜計量配料系統在硬件上可靠，抗干擾能力強，技術，實現了混合配料生產過程全自動化。采用PROFIBUS—DP總線控制，實現了內部PID調節，變頻器調速平滑，對生產聚乙二醇原料罐自動配料系統起到了重要保護作用。PROFIBUS—DP減少了許多硬接線，從而使乙酸乙酯反應釜計量配料系統簡單化，與繼電邏輯控制相比，降低了故障率，提高了重油反應罐配料系統可靠性，配料準確，系統配料控制誤差由原10％減少到1．5％-2％左右，為混合穩奪高產，提高混合礦質量提供了充分保證。 | |
