ControllerLink网络在石膏板制粉自动化控制中的应.doc

ControllerLink网络在石膏板制粉自动化控制中的应用TheApplicationofControllerLinkNetworkintheAutomaticControlofLand-PlasterFactory本文来自2004年第5期“工业控制技术”上作 者 ：山东省泰和东新股份有限公司刘乐峰关键词： 开物2000ControllerlinkPLC1 引言 在石膏板行业制粉工段是第一道工序，也是最关键的工序，石膏粉的质量和稳定性直接关系着石膏板的质量，它是将石膏石或化学石膏及添加剂进行粉碎，混合，高温加热，输送。其工作过程类似与制作水泥的过程，但是在工艺上还存在着一些差异，使得制粉控制不能生搬水泥的控制过程。再者，制粉的设备投资和规模要远小于水泥生产线的投资，但控制的要求却并不比水泥生产线低，这就要求制粉的自动化控制既要满足生产和工艺的要求同时投资又不能太大。采用OMRON CJIM的PLC通过COINLINK来组建网络，进行数据的传输、采集和控制。通过开物2000组态软件来监控和记录报表。2 制粉控制的特点 制粉的控制过程是将破碎过的石膏经过计量送入磨机进一步磨细加工，将细度合适的石膏粉送入沸腾炉进行高温加热，使其变成熟石膏粉，整个工艺过程如图1所示。该控制系统有以下特点:(1) 数据采集量大，分散，且多为模拟量;图1 制粉的工艺流程(2) 设备存在紧密的连锁关系，发生故障要求全线停产，否则会发生堵料的情况。开机按照从右向左的顺序逐步自动开启，停机分紧急停止和正常停机两种情况，紧急停止要求全线同时立即停止，以便应付紧急情况。正常停机，按照从左向右的顺序次第自动停止;(3) 温度控制对精度要求比较高，采用PID控制。沸腾炉根据生产情况设定好的温度自动调整热源供给的开度，来自动整定温度。3 硬件及网络结构3.1 Controller link 网络 Controller link网络是OMRON的主要的FA级别的网络，它支持在PLC之间及PLC和上位机之间的自动数据链节，也可使用信息服务进行可编程的数据传送。通过普通的双绞线可以达到2Mbps的通讯速度，通讯距离1km，最大可以连接32个接点。通过建立相对应的网络结构和数据链节表，就能简单的组成网络。3.2 硬件结构 PLC系统采用OMRON CJ1系列PLC。CJ1系列PLC比CS系统体积小，速度快，基本指令周期为0.02s 0.08s。容量大，高达120K程序容量，根据系统需要，系统由输入输出模块，电源模块，Controller link 网络模块，CPU模块组成。4 控制系统的组成 根据生产工艺和控制特点的要求，其系统结构如图2所示。图2 系统框图(1) 车间管理层 车间办公室有一台工控机负责实时监控设备运行情况和记录各种生产数据，如每班产量，总产量，原材料消耗，温度趋势，储料仓料位等参数。通过开物2000软件提供的DDE方式与Microsoft EXCEL 软件进行动态数据交换，利用EXCEL的制表和计算功能来统计计算产量和消耗等数据，以便分析和生产管理。由于距离较远所以采用RS232转RS485的通讯方式，通过CS1W-CN118与CJ1系列PLC的外设端口连接。CJ1系列的PLC可以通过RS232端口，和外设端口两个端口同时通讯和监控;(2) 车间控制层 上位计算机包括一台工控机和一台EPSON LQ1600K打印机。监控软件采用性能价格比较高的开物2000软件监控，以动态图形方式显示整个设备的平面图，及工艺配方，工艺流程等图象。有实时参数值和数据趋势曲线显示，如温度，电流，阀门开度，石膏粉的瞬时流量和累计重量。有故障报警和报警信息记录，计算机在线检测和诊断报警事件，采用报警窗口直接显示故障部位和故障类型来准确的通知维修人员，采用报警声音来提醒操作人员，通过RS-232C和主站PLC的RS232端口连接;(3) 主站 主站是一个设在中控室的按钮站，负责与现场控制层之间交换和采集数据。通过按钮控制可以开、停现场的所有设备，选择按钮开停远程设备。是因为按钮比计算机控制更为直观，方便，简单，更加有效的避免了因为计算机死机、重起动、瘫痪等故障造成的停机事故和误操作的可能;(4) 现场控制层 主站通过 controller link网络与现场控制层的4台PLC相连，并且4台现场控制层的PLC可以不通过主站相互之间自由的传送数据。4台现场PLC负责按工艺要求自动进行调节和控制现场设备，采集现场仪表和传感器的数据。5 程序设计 根据工艺流程要求设计PLC程序主要分为开机程序和停机程序两部分，停机的程序与开机的程序的顺序相反(详见图3)，当因设备原因紧急停机时，系统同时全线停机。图3 PLC部分控制程序框图6 结束语 本系统经过实践运行，证明系统设计合理，出粉质量稳定，得到了一致的好评。自动化程度高，控制简洁，方便，改善了劳动条件，减少了控制人员。系统可靠性得到了增强，降低了事故的发生。同时分析各种故障原因更为直观。增加了车间管理层，使得综合管理水平和生产过程调度上了一个新的台阶。多年以来石膏板行业在制板工段自动化水平得到了快速的发展，但是却忽略了制粉工段的自动化控制，本