种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案.docx

湖南力本种业科技有限公司 种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案种业加工厂全厂自动化信息化管控系统方案书湖南力本种业科技有限公司2013年4月26日目 录前言3第一章 全厂自动化系统概述61.1设计内容61.2设计目的61.3系统概述61.4系统架构7第二章 田间收获管理系统92.1系统概述92.2 系统性能9第三章 检穗自动控制管理系统103.1系统概述103.2 检穗自动控制管理系统介绍11第四章 果穗烘干测温管控系统204.1系统概述204.2 系统性能20第五章 锅炉控制系统265.1系统概述26第六章 果穗脱粒后进钢板仓群管控系统275.1系统概述275.2 系统性能27第七章 种子精选加工管控系统336.1系统概述336.2 系统性能33第八章 自动配药系统397.1系统概述397.2 系统性能39第九章 质量跟踪管理系统428.1系统概述428.2 系统性能42第十章 培训449.1总则449.2工厂培训449.3现场培训44第十一章 售后服务4610.1售后服务期限4610.2售后服务范围4610.3售后服务方式4610.4售后服务内容46第十二章 结束语48第十三章 联系方式49前言种子产业背景介绍：中国是农业大国，自古以来，无论阶级关系如何变化，农民始终是我国的主要生产力。而在新时期的中国，对农民重视就是对国家重视，因此，中央提出的“建设社会主义新农村”是一项伟大的正确的建设社会主义社会要求。“国以农为本，农以种为先”，中央政府特此作了重要部署，加快农作物种业现场代、信息化建设，是保障国家粮食安全，是实施科技兴农、转变农业发展方式的重要途径。中国是一个人口大国，预计到2030年我国人口总数将达到16亿，在耕地逐年减少及全球粮食供给偏紧的情况下，我国农作物需求在现有的基础上提高50%才能满足粮食的安全供应。作为粮食供给的重要组成部分，玉米种子与水稻种子在未年几十年的需求量将会更大。随着加入WTO世贸组织，国际种业巨头相继进入中国市场。在这个日逐竞争激烈的公平市场下，只有品质优良、产量高、市场反应好的种子才能获得更大的市场份额。种业是农业基础性的产业，同时也是一个战略性的产业，它又是一个公共事业。种子产业的发展，直接关系到农业生产的发展。我们国家是一个农业生产大国，我们用占世界9%的耕地解决了占世界21%人口的吃饭问题，这是对世界农业，特别是对世界粮食安全做出的重大贡献。如何提高种子的品质，提高种子产品的竞争力是所有种业公司必需思考的一个问题。加工厂作为生产过程中最后一个环节，将从田间收上来的玉米棒子通过在烘干仓内进行烘干，然后通过脱粒机将玉米粒子与玉米芯分离，通过一整套精选设备将玉米粒子分成粒径大小不同等级的玉米，再通过给玉米种子药剂包衣来确保种子的生命力，提高种子的发芽率，最后再包装成在市面上流通的种子成品。由于加工厂过程生产环节之多，生产量之大，如何对每个过程生产环节进行有效监控，防止在生产过程中由于管理不当使得种子混杂或质量没保障等而造成的巨大的经济损失，已是当代种子企业大大降底生产风险，提高制种企业在同行的竞争力了。种子企业目前现状:国内目前的种子生产基本上大多数停留在人工现场操作各设备，以手工简单记录，没有数据统计、没有设备连锁保护，没有品种保护等原始阶段，好一点的生产线也只是实现个别工段设备的自动启停，但不会有前后设备的启停连锁保护，也不会前后各工段的数据流转，不会有数据统计、不会有质量数据追溯等功能，目前国内只有个别的企业从事种子加工的自动化的研究与开发，大部分种子加工企业加工的状况如下：A、传统工艺传统种子生产工艺基本具体情况如下：1）田间种植管理现状：是基本停留在无监管手段，完全靠田间技术员的经验及自觉性，对苗期、穗期、花粒期的管理纯靠经验，没有记录、没有监督，对施肥、抽雄的关键操作时间点比较随意；2）田间收获：现状是手写过磅单，财务现场结算，品种和质量信息没有记录，没有田间的收获进度统计；3）工厂果穗烘干现状：a. 温度采取在仓内直接挂水银温度计，工人定时进入仓内进行温度记录;b. 烘干湿度、温度曲线靠人工在准备好的白纸上描点绘制，工作量巨大，且采集的信息点太少，可能人工会要半小时或1小时才采集一个数据，这样代表性不强，绘制出的曲线基本没有多大实质含义，没办法指导生产；c. 因为在烘干的时候上风道风压很大，人无法上去，所以基本上只记录下仓温度，上仓 无法测量，有些操作条件很大程度上靠工人的经验来做判断；d. 可能发生的因为烘干时间过长造成水分太低，导致芽率偏低，或因为烘干时间太短水分太高导致种子的储存时间太短、易霉变等现象的出现；e. 风道内风压没有监测，开几台风机、通风门的开启情况没有科学依据，造成有热风但 上下仓没有风压或风压不大，那这样热风没有充分的经过种子，无法及时把种子的水分带走，造成烘干效率很低，浪费过多的能源和人工；f. 风道和风机出口温度没有监测，这样风机出口温度太高，可能直接把种子烘坏掉；g. 填仓记录混乱，手工记录单不规范，经常发生可能把几个不同的h. 品种填在同一个仓内，造成品种混乱，且没有办法追溯这些品种信息的来龙去脉，没办法跟踪质量信息； i. 国外有些种子加工厂已经开始重视自动记录，采取在烘仓内安装温度传感器和温度巡检仪，但是没有软件，还是停留在人工来记录数据，实际意义含义并不大。4）工厂检穗、脱粒、精选工段现状是手工操作现场设备、单个进行启停，没有软件系统，没有设备启停连锁保护，品种和质量信息没有记录，烘干仓和钢板仓没有品种管理，容易造成品种混杂；B、未来的发展趋势随着自动化控制的发展，PLC和触摸屏在工业控制中得到越来越广泛的应用及物联网技术的推广，种业加工厂的信息化建设也将进一步的推动，同时，面对日益竞争的市场，急需进行精细化和规范化管理，提升种子的品质及降低生产成本，主动适应市场环境，谋求企业更大、更好的发展。PLC是集自动控制、计算机、网络、通信等功能于一体的自动化装置，是一种新型、通用的自动控制产品。触摸屏是显示器和触摸开关融为一体的可编程终端，是新一代人机界面产品，具有强大的显示和控制功能，适合在工业环境中使用，既可以对生产现场、设备进行实时显示和监控，同时可在其屏上设置触摸开关，对设备进行操作。用触摸屏做人机界面，具有交互性好、可靠性高、编程简单、与PLC连接简便等优点。根据现代控制技术的发展及种子企业的实际需求，我们采用一些高可靠的可编程控制技术结合强大的数据库系统，经过多年的行业摸索，逐步开发出“种业自动化控制管理系统(SAMS)”系列产品，并在一些知名国外种子企业的合资工厂及知名国内工厂成功推广应用，非常实用，得到这些企业的一致好评。第一章 全厂自动化系统概述1.1设计内容l 田间收获管理系统l 检穗自动控制管理系统l 锅炉自动化DCS控制系统l 烘干测温管理l 脱粒自动控制管理系统l 精选自动控制管理系统l 自动配药管理l 质量跟踪管理系统l 库房管理管理系统l 亲本生产管理系统l 钢板仓温控系统l 种子加工信息及库房WEB发布系统1.2设计目的利用现代的控制技术、检测技术、电气技术、计算机网络技术与种子加工工艺技术相结合，优化生产过程控制、工艺技术控制，稳定和提高工艺技术指标。通过实时生产过程控制和生产工艺设备的监控，提高设备作业效率，降低劳动强度，改善工作环境，达到提高产量、降低成本，提高选厂生产处理能力，充分发挥设备效率，优化作业，提高和确保种子的质量，提高各个生产环节的精细化管理水平，降低风险。1.3系统概述“种业自动化控制管理系统(SAMS)”是一套根据种子加工企业工艺生产流程而开发定制的一套B/S及C/S结构相结合的管理系统，包括从田间种子种植、收获及工厂加工的果穗烘干、脱粒、精选、包衣包装、质量管理，亲本生产管理及钢板仓温控系统、WEB发布系统等多个模块，能自动连续的控制及记录各种关键环节的数据记录，确保种子加工各个环节的稳定可靠，同时，可以追溯生产环节任何关键数据，实现生产过程的精细化和规范化管理，提高工作效率，并为企业管理者提供及时、准确、全面的生产数据；具体包含以下子系统：田间种子种植管理系统（SFMS） 田间收获管理系统（SHMS） 车辆自动调度系统(STDMS) 检穗自动控制管理系统（SSTAMS）果穗烘干控制管理系统（SDMS） 脱粒自动控制管理系统（SSLAMS） 精选自动控制管理系统（SCCAMS） 包装自动控制管理系统（SPKAMS） 种衣剂自动配药系统（SPYAMS） 实验室质量管理系统（SQMS）亲本生产管理系统（SQBMS） 钢板仓温控系统（SSTS）WEB发布系统（SWEBS）1.4系统架构系统是在成熟而又广泛应用于工业控制的OPC + Delphi平台上开发完成的, 采用B/S及C/S结构相结合。依托OPC的强大控制和网络功能，系统能自动控制设备并对有可能的错误进行保护，对已经产生的错误按照工艺要求而进行自动化保护。强大的网络功能使OPC能快速的与上位机进行数据交换。Delphi是一款具有强大的数据库管理、完善的报表功能、良好的通讯接口和拥有易用易学的开发语言、十分强大而又稳定的工业控制软件，借此平台我们开发了用户易懂而又清晰的UI界面和良好的控制方式，依托OPC强大的兼容和网络功能，借助Microsoft SQL Server 2005，本系统实现了各个工段的十分和谐而又协调的控制。从而有效控制了种子加工中有可能产生的危险混拌的可能。实现了数据无纸化，有效地降低了操作员的劳动强度和操作员的危险系数，为种子加工产生了可观的经济效益。系统结构框图附后：B/S是基于INTERNET网络的系统架构C/S是基于厂区内网络的系统架构技术路线：1、高级语言编写应用程序2、PLC实现高可靠性控制3、OPC SERVER负责操作站与PLC的数据通信。4、Microsoft SQL Server作为数据记载体第二章 田间收获管理系统2.1系统概述每个种子公司都有上千亩甚至上万亩的种子制作基地，产量也是上万到几十万公斤，每到收获季节时，就会有上千的农户前来交玉米种子。为了对每个基地收获情况进行时时了解，数据分析，预计每个基地未来的收获情况，及时调整收获计划。也可对每个基地的收获量进行了解，基地产量的预知，防止公司的种子在农户手上流失。田间收获系统就是应这些问题的良好解决方案，通过科学的手段，将这些数据存取到数据库系统中，方便查询，比较。同时也可以作为企业的财物跟农户结算的依据，做到了数据的真实性、可追溯性。2.2 系统性能基础硬件投资：（一个收获点）一台电脑；一个数据读卡器、多张CPU卡；帐单打印机，地磅技术方法和路线：用高级语言编写应用程序，通过串口与各仪表设备数据通信 。重点功能：l 基础数据（卡车、品种、基地、地块）通过编辑Excel表格或从ERP系统导入；l 通过组网或设置多串口可连接多个衡器，衡器读数(毛重、皮重)通过串口自动读入电脑；l 可设置工厂领导、片区主管、操作员等不同岗位的权限，确保数据安全；l 系统或数据库出现灾难情况时，可修复单据（磅单、运单）编号，以防止编号重复；l 工厂过磅时误差超限报警，可多个运单同时过磅，自动分摊重量（毛重、皮重）；l 允许不经过田间直接工厂过磅；l 收获数据列表主从显示运单磅单数据，磅单数据可自由收缩展开，所有报表可自行设置显示格式；l 多种统计方式的表格和图形供决策支持；l 可按基地和（或）品种导出ERP所需数据，可查看不完整数据（没有水分，没有卡车牌号等）。第三章 检穗自动控制管理系统3.1系统概述在传统玉米种子加工生产过程中，玉米种子都是通过露天场地长时间的晾晒，再将种子通过脱粒工段加工后进入玉米种子储存箱内。由于晾晒工艺需要大面种的场地、晾晒时间也相对较久，在晾晒的过程中还需要每天对玉米种子进行翻层处理。为了提高种子收获效率，减少晾晒翻层处理损坏的种子损失，在玉米种子的水份晒干这个环节改变为通过建立几十个烘干仓，集中供热，通风来快速改变玉米种子中的水份。收穗进仓就是将各个基地卡车运来的玉种子转运到烘干仓内。作为种子加工厂首个工序，肩负着将每天各个基地的来的卡车种子及时的运输到烘干仓内。由于目前公司的玉米品种都不是单一的，为了防止品种混杂，搞高转运生产效率，因此需要一套管控系统，将每个烘干仓科学管理起来，每个转运设备联锁保护起来，做到将玉米种子安全可靠的转运到指定的烘干仓内。收穗进仓管控系统原理是将基地过来的玉米种子通过品种、质量信息记录存放到一个专用数据库中，每次将玉米种子存入到烘干仓内，数据库系统更记录一次，下次再填这个烘干仓时，管控系统通过对数据库中原有的信息进行比对，符合填仓要求更可以进行填仓，否则就只能另选仓。选仓条件满足后，只需要一个开机按扭，控制系统就会按指定的流程按先后顺序开起来，运行的过程中，控制系统时时刻刻对设备有联锁保护功能。3.2 检穗自动控制管理系统介绍3.2.1收穗管控系统要求1. 时时可以了解每个烘干仓品种信息，每个仓状态用不同的颜色区分；2. 防止选错仓，品种防混杂保护；3. 所有设备的状态都在计算机上监视和控制；4. 硬件上面确保玉米种子进入指定的烘干仓；5. 所有数据都是在以太网上运行；6. 所有的过程数据都具有报表查询；7. 每台控制设备提供软手动操作；8. 软件安装方便，维护简单；9. 人机友好性好、提示鲜明、操作直观；10. 通过权限设置，只有相关人员才能操作相关数据；11. 上位机互相热备的功能；12. 布料小车位置时时监控；13. 急停功能在任何操作画面显示并在任何情况下都起作用；14. 所有设备通过选择定义好的流程编号来自动选中，采用模块化编辑；15. 流体前后自动保护功能；16. 所有数据存取到SQL数据库服务器中，以便管理及查询；17. 所有故障信息都有记录，能查询；18. 开机前现场声光报警提示；19. 提升机及大倾角设备提供打滑检测；3.2.2网络结构（附后）第21页/共57页三通阀位置I/O域监控管理层控制层设备层工厂工业以太网 100M收穗进仓管理系统操作站数据库服务器OPC SERVER服务器仓顶从站小车位置检测设备控制柜可扩展PROFIBUS-DPCPU控制器编码器仓顶从站仓顶从站网关3.2.3硬件介绍l CPU 315-2 PN/DP1. 具有中等规模的程序存储容量和程序框架2. 对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力3. 与集中式I/O 和分布式I/O 一起使用，可用作生产线上的中央制器4. 集成的PROFINET 接口5. 组合了MPI/PROFIBUS DP- 主/ 从接口6. 在PROFINET 上实现基于组件的自动化7. PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET 上运行分布式I/O8. CPU 运行需要微存储卡(MMC)技术规范型号CPU315-2PN/DP电源电压24 V DC电压和电流最小2A电流消耗( 额定值)750 mA工作存储器348 KB，用于程序和数据，少量用于显示数据可插拔 (MMC)，256KB8 MB后备不用电池程序与数据可保留DB数量，最大容量，最大数量，最大1,024 ；数字范围：1 16000容量，最大64 kBFB数量，最大容量，最大数量，最大1,024 ；FB0 FB7999容量，最大64 kBFC数量，最大容量，最大数量，最大1,024 ；FC0 FC7999容量，最大64 kBCPU/ 处理时间位指令，最小字指令，最小整数运算，最小浮点数运算，最小0.05 us0.09 us0.12 us0.45 usS7 计数器256个，0-999S7 定时器256个，10ms9990s数字量输入数字量输出模拟量输入模拟量输入16,38416,38410241024支持通信接口MPI 9.6Kbit/s12Mbit/sPROFIBUS DP 9.6Kbit/s12Mbit/sPROFINET 10/100 Mbit/sl 小车位置检测仪 收穗进仓管控系统需要时时知道布料小车位置。方案一：激光测距传感器激光测距传感器是一种功能强大的测距设备，它可被集成用于各种工业用途。通过一束激光反射，使得精确、无接触式长距离测距成为可能。特性： 1. 测程0.05-200m, 0.05-500m 2. 串行接口（RS232或RS422） 3. 单根RS422线可连接多达10个模块 4. 范围宽广的供电电压（930V），低温模块（2430V） 5. 可编程模拟输出（0/420mA） 6. 两个可编程数字输出端(DO1和DO2) 7. 1个数字输出错误信号 8. 1个可编程数字输入信号(DI1) 9. 用ASCII协议控制外接显示器 10. D型接口和螺旋接线端便于连接 11. IP65（防止灰尘和水汽浸入） 12. 4个发光二极管用于显示状态信号 13. Dimetix网站上提供完整的软件配置软件 14. 可选：内部加热器，用于零下40以下的操作环境 15. 二等激光（0.95mW） 16. 多种配件使模组应用简单 方案二：旋转编码器编码器是将物理信号编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号的一种设备。应用于速度控制或位置控制系统的检测元件。一个旋转编码器，可以测量从几个微米到几十几百米的距离。多个工位，只要选用一个旋转编码器，就可以避免使用多各接近开关、光电开关，解决现场机械安装麻烦，容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。特性：1. 信息化：除了定位，控制室还可知道其具体位置；2. 柔性化：定位可以在控制室柔性调整；3. 安装方便和安全、使用寿命长。4. 多功能化：除了定位，还可以远传当前位置，换算运动速度，对于变频器，步进电机等的应用尤为重要。5. 经济化：对于多个控制工位，只需一个旋转编码器，安装、维护、损耗成本降低，使用寿命增长。l 接近开关用来检测三通分料板的位置。通过检测固定位置信号，通过电信号传输给工业控制系统三通分料板的位置，来确保物料按指定的路线进入烘干仓。l 皮带打滑检测器工作原理：检测器通过触轮与胶带紧密的接触，当触轮和运动的胶带以线速度运动时，检测传感器由红外线收发光源不断遮挡，输出脉冲信号，由光电隔离后进入计数单元，同时又反映胶带的实际带速。胶带的运动信息通过红外线光电传感器输入单片机脉冲信号，单片机接到信息后进行运算判断处理，对运行的胶带失速情况进行监控，当运行的胶带速度低于正常速度的25-30%，发出一开关信号。用户可利用这一开关信号在自己的控制网络实现失速停机，防止由胶带打滑而造成的生产事故。3.2.3开机流程系统在自动状态初始化选择品种号选择烘仓号启动设备停果穗给料机重量到达设定值?是否换仓?输入下个仓号XXY停机N选择设备流程否提示小车移动至仓XX布料小车位置在X仓处?转运皮带料口打开是否对?提示否软件界机主要功能：入车小车位置保护转运三通位置检测线路设备故障检测单台设备软手动操作安全急停操作前后设备联锁每个仓状态皮带打滑保护开机步骤选择卡车选择烘干仓线路准备填仓开始完成关机步骤填仓结束填仓重量完成第四章 果穗烘干测温管控系统4.1系统概述1、技术目标：严格控制种子的烘干累计时间，利用温差和累计时间作为换向和停风的条件，确保停风时种子的烘干水份；严格控制品种，禁止不同品种混合，保证种子有良好的牙率，不出现品种混合。2、技术内容：根据种子生产加工的工艺要求，设计开发烘干测温管理软件，实时采集仓内的温度，实时的把温度值显示在的主界面上，并按时间段进行存储，生成温度报表和曲线供查询和打印，同时根据实时采集到的超标温度值进行报警，生成报警日志。4.2 系统性能1. 测温点布局要求：1. 烘干仓测温点数量：上仓2个测温点，下仓6个测温点。2. 风道：上风道各2个测温点/风压点，下风道各2个测温点/风压点。3. 风机出口温度：每个风机出口有2个测温点。4. 环境温度：1个环境温湿度。湖南力本种业科技有限公司 种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案仓内布点线路图第23页/共57页湖南力本种业科技有限公司 种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案2. 软件要求1. 软件可以采用中英文双语切换；2. 软件支持Windows XP及以上操作系统；3. 必须有完整的操作日志；4. 软件有详细的烘干成果报表；5. 具备本地和远程数据备份功能，历史数据查询功能；6. 单独对室外温度进行汇总形成报表；7. 软件具备显示上烘仓、下烘仓和室外温度以及相关曲线视图；8. 显示上下风道中的风压曲线；9. 软件有自动计算烘干速率和各个烘干仓的使用效率的功能；10. 其它功能与通用软件一致。烘干管理软件界面3. 菜单内容1、控制启动：启动系统采集仓内温度、压力、环境温度等数据。停止：停止系统，不再采集数据。锁定：锁定对主界面的操作。解锁：解除锁定。退出：退出本系统。2、数据管理温度数据管理: 查看和管理每个烘干仓、风道、环境的温度数据，查看和修改(后补)填仓重量，查看和修改(后补)每个批号脱粒后对应的钢板仓号，查看和修改当前烘干仓的累计烘干时间。操作日志：记录烘干操作的具体信息，查看和管理填仓、换向、脱粒的具体操作信息。报警日志：硬件运行错误报警，烘干温度超标报警。3、报表数据列表：烘干各阶段数据(时间、温度、差值)列表。烘干成果记录表：导出数据到Excel，形成“烘干成果记录表”。4、系统用户：维护系统用户。用户密码：修改用户密码。更换操作员：更改用户。5、参数设置：设置系统的运行参数(仓的数量、数据库配置、设置通讯串口、高报值、低报值等)。4. 系统性能：1) 采用高精度热电偶传感器，保证温度值采集准确迅速。2) 放置多个取样点，代表性很强，其中上仓2个取样点下仓6个取样点。3) 能自动定时采集烘仓内的各点温度，实现无人自动检测。4) 具有传感器部件损坏自动检测功能。5) 存储温度值供用户查阅各期历史温度值。6) 显示风机出风口处的实时空气温度；7) 显示下风道实时风温；8) 显示上、下风道的实时压差；9) 显示下风道同室外大气压的实时压差；10) 显示每个果穗烘干仓上部、上部实时温度；11) 显示每个果穗烘干仓的状态（空仓、填仓、烘干、风向及清仓）；12) 上风道温度超过设定温度时报警；13) 上、下风道压差小于设定值时报警；14) 下风道同外压大气压压差小于设定值时报警；15) 果穗烘干仓上、下温差到达设定值时，提示换风向或出料；16) 记录、显示每仓物料烘干的总时间、上料时间、出料时间、换风向时间；17) 填料时根据输入的相关信息能自动生烘干批号，并生成烘干记录单；18) 自动绘制每仓物料的历史烘干温度曲线图；19) 自动绘制烘干压力曲线；20) 所有数据可以实时上传到加工厂服务器，并可生成EXCEL电子表格输出。第五章 锅炉控制系统5.1系统概述随着我国经济的发展，资源和环境矛盾日趋尖锐，使我国的现代化建设面临严峻挑战。作为供热系统重要能源转换设备的燃煤锅炉能耗巨大，占我国原煤产量的三分之一左右。然而，我国目前运行的很多锅炉控制系统自动化水平不高、安全性低、工作效率和环境污染普遍低于国家标准。因此实现锅炉的计算机自动控制具有重要的意义。 在玉米加工厂内，锅炉为烘干仓里的玉米种子提供种子烘干的热量。如何控制锅炉提供一个安全，持续可靠的热量，是保证种子烘干的质量关键。过高的温度直接损坏烘干仓内的玉米种子，而过底的温度又达不到烘干的效果。燃煤锅炉相对燃气锅炉在温度控制方面是比较难恒定的，并且燃煤锅炉温度的惯性也比较大。通过对以往锅炉的运行情况的了解，主要控制好：源源不断的煤供给、炉排转速、炉内的风量（抽风及引风机）控制及炉膛负压控制。当然除了关键参数的控制还要保证锅炉长期安全有效的运行。5.2 系统性能5.2.1设计功能1. 简单可靠的原则，采用SIEMENS S7-300作为主控器2. 采用OPC+PLC+高级语言，以便将来系统整合3. 所有测量元器件进行高温老化考核。4. 炉膛内的温测监测5. 煤炉出口温度监测6. 炉膛内的负压监测7. 异常报警提示8. 采用工业以太网TCP/IP网络结构，通讯速率高，方便系统扩展。5.2.2控制原理通过测量元器件将锅炉内的温度，压力信息反馈给CPU采集模块，CPU控制单元根据采集回来的信号进行处理，分析，通过事先定义的模型算法来控制相关的执行单元。l 数据采集监视功能1. 快速准确地采集参数数据、设备状态、参数报警、性能指示，为操作人员提供操作依据。2. 模拟图-工业流程模拟图分为系统总览图、燃烧系统图、烟气系统图等，模拟图显示锅炉运行状态、各种变量数值、设备状态，处于报警的变量以变色、闪烁等方式显示。3. 成组显示-成组显示系统中的主要参数，为操作人员提供相关部分更加详细的信息。4. 趋势分析-通过趋势分析画笔组态和数据动态链接，创建实时趋势和历史趋势图，对相关量进行趋势分析，使操作人员及时了解系统运行变化趋势，并作出判断。5. 事件报警和系统响应-整个系统中随机发生的事件处理都归在报警处理中，这些事件包括模拟量越限、计算机系统本身的故障报警、操作员的重要操作等，由程序设置决定报警的形式。6. 报表-系统可以按照用户的管理要求，创建基于EXCEL文件格式的各类报表，便于运行状况记录和生产管理分析。7. 记录和打印-可以随机或周期性打印报警记录、操作记录、报表以及系统分析曲线、过去历史数据等。8. 历史数据记录和调用-系统可以将各个输入输出点的采集值按照秒级时间段存入硬盘，以备在将来调用分析。l 炉膛负压控制为减少热损，提高燃烧经济性，同时加强操作安全性，必须将锅炉炉膛负压控制在一个很稳定的区间内。在引风调节方案中，炉膛负压测量值经和设定值一起送入PID调节回路中进行运算，运算结果控制引风变频器运行，满足锅炉运行要求。由于总风量发生变化时，需要经过一段时间后才会在负压测量值上反映出来，所以在引风控制方案中，直接把总风量作为前馈信号纳入到回路，使系统对总风量的变化快速反应。 炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。其控制原理框图如下： l 顺序控制系统用于启动/停止锅炉机组系统中的子组项。一个子组项被定义为锅炉的某个设备组，一台送风机等。设备的联锁、保护指令具有最高优先级；手动指令比自动指令优先。被控设备的“启动”、“停止”或“开”、“关”指令将互相闭锁，且使被控设备向安全方向动作。通过联锁、联跳和保持跳闸功能来保证被控对象的安全。机组的联锁及保护跳闸功能，包括紧急跳闸均采取硬接线连接。保护和闭锁功能设计成经常有效的。各个动力设备顺序控制均通过开关状态输入输出点设定完成，操作盘台的主令开关操作和计算机操作站鼠标点击软手操同样有效，但手操具有更高优先等级。l 炉排转速控制锅炉燃烧过程，烘干仓内的温度随着炉膛内的温度而变化的，当烘干仓内的温度进行一恒时，炉排转速也要随之进入一个低速恒定期，从而调整燃烧给煤量。l 炉膛压力控制燃烧过程中，应使引风量和送风量相适应。锅炉正常运行中，炉膛压力应保持在微负压状态下。负压过大，漏风严重，总的风量增加，烟气热量损失增大，不利于安全生产和环境卫生。负压控制范围值可以根据现场经验值灵活调整。5.2.3网络结构第34页/共57页监控管理层控制层设备层工厂工业以太网 100M钢板仓进仓管理系统操作站数据库服务器OPC SERVER服务器锅炉从站炉膛压力变送器设备控制柜，变频器可扩展PROFIBUS-DPCPU控制器温度变送器网关锅炉仓从站锅炉仓从站全厂一个全厂一个阀门报警指示灯I/O域参数设定第六章 果穗脱粒后进钢板仓群管控系统5.1系统概述当果穗在烘干仓内进行一段时间烘干后，达到脱仔粒条件，必须尽快将果穗从烘干仓内转出来脱粒，腾出烘干仓给其它从基地收上来的玉米果穗进行通风烘干。由于脱粒出来的仔粒是不能立刻进行精选包装，需要放在一个良好的储存条件储存。由于每个企业的种子产量不同，因而需要几十上百不等的物理储存仓（钢板仓）来暂存玉米种子。这么多的钢板仓用手工来管理，是一个繁锁复杂的工作，一方面得确保记录不会记错，另一方面需要通过手工记录对比来防止种子混杂，并且在工艺流程设备上也得不到保证。因而需要一套计算机系统控制系统来自动记录烘干仓与钢板仓里头的种子品种及相关信息的数据流向，做到软硬件数据流一致，硬件保证种子流向的与软件选择一致。5.2 系统性能5.2.1钢板仓管理系统要求1. 时时了解每个烘干仓、钢板仓品种信息，每个仓状态用不同的颜色区分；2. 通过与选择烘干仓内的种子信息进行对比，做到品种防混杂保护；3. 所有设备的状态都在计算机上监视和控制；4. 硬件上面确保玉米种子进入指定的钢板仓；5. 所有数据都是在以太网上运行；6. 所有的过程数据都具有报表查询；7. 每台控制设备提供软手动操作；8. 软件安装方便，维护简单；9. 人机友好性好、提示鲜明、操作直观；10. 通过权限设置，只有相关人员才能操作相关数据；11. 上位机互相热备的功能；12. 布料小车位置时时监控；13. 急停功能在任何操作画面显示并在任何情况下都起作用；14. 所有设备通过选择定义好的流程编号来自动选中，采用模块化编辑；15. 流体前后自动保护功能；16. 所有数据存取到SQL数据库服务器中，以便管理及查询；17. 所有故障信息都有记录，能查询；18. 开机前现场声光报警提示；19. 提升机及长距里输送设备提供打滑检测；5.2.2网络结构湖南力本种业科技有限公司 种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案三通阀位置I/O域监控管理层控制层设备层工厂工业以太网 100M钢板仓进仓管理系统操作站数据库服务器OPC SERVER服务器钢板仓从站钢板仓廊小车位置检测设备控制柜可扩展PROFIBUS-DPCPU控制器钢板仓仓满信号网关钢板仓从站钢板仓从站全厂一个全厂一个第31页/共39页湖南力本种业科技有限公司 种业加工厂全厂自动化信息化系统技术方案5.2.3硬件介绍l 可编程控制柜1. 根椐现场情况可以量身定做尺寸2. 选用高可靠性控制器作为控制单元3. 柜子设计精简，清晰简捷4. 标准化设计，维护简单5. 硬件组态灵活配置6. 接线方便，标识清晰l 接近开关小车位置检测原理：通过在每个钢板仓入料口安装接近开关，当小车进入入料口，通过电信号给控制系统一个开关信息，控制系统根椐检测到的信号与人机界面所下达的仓号位置进行对比，确保小车在指定的钢板仓位置。流向分料板检测原理：通过对分料板一端进行固定检测，当分料板进入接近开关检测区时，接近开关将信号告知控制系统，控制系统根椐信号判断种子流向方向是否正确。高料检测原理：在钢板仓内指定高底安装能检测到玉米种子的信号的传感器，当玉米种子接近开关传感器时，开关传感器就会给控制系统一个信号。l 皮带打滑检测器同上5.2.3开机流程系统在自动状态初始化选线，选择品种号选择烘仓号启动设备停出仓皮带是否换仓?选择下个仓号Y停机N判断品种、质量信息否提示小车移动至仓布料小车位置在X仓处?烘干仓出料门是否开对提示否选择钢板号不相同符合种子流向是否正确提示否顺序启动是否有仓满信号软件界机主要功能：钢板仓种子信息、烘干仓烘干信息入车小车位置保护烘干仓出料门保护分料三通位置检测线路设备故障检测单台设备软手动操作安全急停操作前后设备联锁每个仓状态皮带打滑保护开机步骤选择品种选择烘干仓选择钢板仓线路准备填仓开始完成关机步骤填仓结束填仓重量完成第七章 种子精选加工管控系统6.1系统概述经过脱粒机分离出来的仔粒还夹带粒茎大大小不一，仔粒不饱满的一同进入钢板仓内。为了提高在包装前种子的纯度，钢板仓内的种子需要筛选后方可进行包装销售。目前常用的筛选工艺是：风筛选分级极比重选。目前未上精选管控系统出现的问题：精选工艺设备众多、流程复杂、现场操作起来困难，流程不够直观，容易造成堵料；数据流也复杂，又要记录分级回仓信息，又要记录没分级回钢板仓信息。6.2 系统性能6.2.1精选管理系统要求1. 时时了解每个烘干仓、钢板仓品种信息，每个仓状态用不同的颜色区分；2. 可以同时出几个钢板仓的种子，当然是在条件许可的情况下；3. 设备可以自由组合，可以自由配置4. 在软件上自动开启设备时，数据会自动记录5. 所有设备的状态都在计算机上监视和控制；6. 硬件上面确保玉米种子进入指定的钢板仓；7. 所有数据都是在以太网上运行；8. 所有的过程数据都具有报表查询；9. 每台控制设备提供软手动操作；10. 软件安装方便，维护简单；11. 人机友好性好、提示鲜明、操作直观；12. 通过权限设置，只有相关人员才能操作相关数据；13. 上位机互相热备的功能；14. 回仓小车位置时时监控，共享脱粒系统过来的小车位置检测信号；15. 急停功能在任何操作画面显示并在任何情况下都起作用；16. 所有设备通过选择定义好的流程编号来自动选中，采用模块化编辑；17. 流体前后自动保护功能，防堵料；18. 所有数据存取到SQL数据库服务器中，以便管理及查询；19. 所有故障信息都有记录，能查询；20. 开机前现场声光报警提示；21. 提升机及长距里输送设备提供打滑检测；22. 通过脱粒精选共用设备权限分配，在软件上合理使用共用设备23. 通过暂存仓料位检测信号对相应设备料位保护6.2.2网络结构（附后）第41页/共57页三通阀位置I/O域监控管理层控制层设备层工厂工业以太网 100M精选管理系统操作站数据库服务器OPC SERVER服务器精选从站设备控制柜可扩展PROFIBUS-DPCPU控制器暂存仓料位信号网关阀门控制从站精选从站全厂一个全厂一个第57页/共57页6.2.3开机流程系统在自动状态初始化选线，选择品种号选择流程启动设备是否换仓?选择下个仓号Y停机N判断品种、质量信息否提示小车移动至仓回仓小车位置在X仓处?钢板仓出料门是否开对提示否选择择出仓不相同符合种子流向是否正确提示否顺序启动是否有仓满信号6.2.4软件界机主要功能：钢板仓种子信息、烘干仓烘干信息回仓小车位置保护钢板仓出料门保护暂存仓料位保护分料三通位置检测线路设备故障检测单台设备软手动操作安全急停操作前后设备联锁每个仓状态皮带打滑保护开机步骤选择品种选择烘干仓选择钢板仓线路准备填仓开始完成关机步骤填仓结束填仓重量完成第八章 自动配药系统7.1系统概述配药系统是一个以称重加料、配方控制、放料等计算机生产过程控制和数据管理为一体的综合自动化系统，采用西门子S7-300 PLC和工控微机组建高性能的控制平台。对于设计一套用于生产控制的自动化系统来说，必须达到具有稳定而可靠的运行、简单而实用操作、以及优越的性价比，这些都是十分至关重要的。7.2 系统性能7.2.1系统组成1. 控制部分：上位机采用研华P4工业控制微机，以西门子S7-300系列PLC通讯模块以及开关量输入输出模块，以及手动自动控制切换开关，手控按钮和指示灯等均装置在一体化的控制机柜中，方便操作。2. 软件部分：根据配药系统的基本要求、用户的实际需求结合量身定制。3. 称重部分：采用高精度称重模块，结合称重控制仪表制作。4. 执行部分：采用气动阀控制、变频器的方式进行吸、投原料量控制。5. 吸液部分：采用蠕动泵吸液体药剂。6. 送料部分：采用螺杆送料方式负责加粉体药剂。7. 管路部分：送药管路与电路配线管路系统硬件由以下几部分构成1. 计量站：由计量桶和称重传感器构成，主功能是计量桶内的重量。2. 泵站：主要用于液体药剂的加药。3. 投料站：主要用于粉体药剂的加药。4. 控制站：主要由工控电脑和PLC构成，用于控制整个系统。5. 搅拌站：主要用于配好后药剂的配比保持均匀，不产生沉淀。7.2.2网络结构7.2.3系统特点l 高可靠性：本系统上位要机选用工业电脑进行人机交换数据；下位机采用西门子S7-300系列PLC做下位机控制。l 高工作效率：人工控制的称重工作效率低、劳动强度高，本系可提高工作效率减轻劳动强度；l 高精确度：人工控制的称重工作计量精度差，本系统可以控制高精度的按配方配药；l 高度智能化：计划生产、软件权限管、库存管理、配方管理、数据报表等功能。l 高环保性：由于部分药剂不但对人体有伤害，同时也污染环境，本系统具有废流回收利用的功能；l 高可操作性：人机界面形象逼真、操作简单明了。l 便捷的安装：本系统采用模块式设计制做、落地安装，只要进行简单管路连接和参数设置即可投入生产。l 便捷维护：所有蠕动泵的泵管是可更换式的，当泵管磨损只要简单更换就可接着投入生产。第九章 质量跟踪管理系统8.1系统概述为了系统科学管理种子各指标数据，减少计算工作量，完善各工段联系，特设计开发本系统。质量信息系统衔接田间、捡穗、脱粒、分级、精选、包装各工段，并给数据追溯提供依据。8.2 系统性能8.2.1系统架构8.2.2重点功能1. 可设置工厂领导、主管、操作员等不同岗位的权限，确保数据安全； 2. 通过设置多串口可连接多个水分仪和打印机，水分仪读数通过串口自动读入电脑，由电脑输出数据到打印机；3. 可自由配置各工段（脱粒、分级、精选、包装）的实验项（水分、千粒重、芽率、PST、净度、纯度）；4. 芽率、PST各重复间的最大容许差距、包装规格等参数可自由配置；5. 产品质量报告中实验项可配置来自精选或包装工段，其固定表格参数可自由配置；6. 所有报表可自行设置显示格式；7. 可由包装小批号向上追溯批号来源；8. 多种统计方式的表格和图形供决策支持。 第十章 培训9.1总