SAN装置水下造粒PLC系统的设计与实现

SANSAN 装置水下造粒装置水下造粒 PLCPLC 系统的设计与实现系统的设计与实现 信息来源 中华造粒设备网 发布时间 2006 8 31 10 45 14 SANSAN 装置水下造粒装置水下造粒 PLCPLC 系统的设计与实现系统的设计与实现 钱福群 大庆石化总厂化工厂 黑龙江大庆 163714 摘要 根据水下造粒线生产过程的特点 利用 Master K200S 可编程序控制器设计了造粒 生产过程的自动控制系统 并应用于生产线上 实际运行结果表明 此控制系统具有控制准确 顺序控制严格 可靠性高的特点 关键词 可编程序控制器 控制系统 设计 实现 1 PLC 在大庆石化总厂化工厂的应用 可编程序控制器 PLC 是以微处理器为基础 综合了计算机技术 自动控制技术和通信技 术发展起来的一种通用的工业自动控制装置 它具有体积小 功能强 灵活通用及维护方便等 优点 特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力 深受使用者青睐 因而近年来在冶 金 石油 化工 交通 电力等领域得到了广泛的应用 随着计算机控制技术的发展 PI C 不 仅具有数字量程序和顺序控制的特点 而且具有模拟量检测和数据处理功能 不仅可以完成逻 辑控制 而且可以通过开发相应的软件实现复杂的先进控制 在软件设计上不仅可以采用语句 表 梯形图进行编程 而且可以采用控制流程图的方式进行软件设计 应用软件结构化 因而 是工业生产过程中理想的自动控制系统 大庆石化总厂化工厂 SAN 装置采用韩国锦湖油化公司专利技术 设计能力为 2 7 t a 装置于 1997 年 6 月建成投产 工艺采用本体聚合技术 原料苯乙烯与丙烯腈单体在热引发下进 行连续本体共聚反应 该装置的造粒工段有 A B 两条生产线 整个工段的自动控制系统是由继 电器完成 几年来由于造粒系统工艺及设备均已落后 加之继电器可靠性低 故障率高等原因 2002 年该厂对 B 线进行了全面改造 采用了水下造粒系统 采用 I G 公司 PLC 产品进行系统设 计 完成了新造粒线的控制系统 新造粒线的运行表明 该控制系统运行平稳 安全可靠 确 保了装置大负荷生产 控制系统的设计 实施是成功的 2 工艺控制过程概述 2 1 造粒线工艺流程简述 熔融状的 SAN 树脂从二级脱挥器内经齿轮泵压入造粒机膜头中 SAN 束条从膜头出来后经 束条导向器从上而下经冷却水冷却后进入切粒机进行切粒 粒料规格为夺 3 mm 3 mm 圆柱形 粒料在冷却槽内冷却并由输送水输送到干燥器内进行干燥 干燥后的粒料进入振动筛内 在此 将不合格的粒料分离出去 把合格的粒料送入旋转阀 由输送风机送到料仓中 工艺流程简图 如图 1 所示 2 2 工艺过程控制程序简介 该造粒线工艺过程控制程序主要分为 3 部分 1 主要设备 电机 的启动 停止控制程序 主要完成对鼓风机 振动筛 循环水泵 切粒 机 束条挡板的启动 停止的控制 2 故障报警及故障复位程序逻辑 主要完成各设备电机的故障报警 束条断线报警 切刀 护盖打开报警 定位销清出报警 颗粒水故障报警等 3 设备运行 停止及跳车报警指示输出程序 主要完成鼓风机 振动筛 循环水泵 切刀 电机的运行及跳车指示 切刀护盖打开 水故障的指示所示 3 PLC 控制系统的设计 3 1 国内外 PLC 发展及应用情况概述 3 1 1 国外 PLC 发展及应用情况 在 PLC 问世以前 逻辑控制主要是继电器控制占主导地位 由于由继电器构成的控制系统 体积大 耗电多 可靠性差 寿命短 运行速度不高等缺点 尤其是对生产工艺多变的系统适 应性更差 因此人们在寻找一种能用计算机代替继电器控制 用程序代替硬件接线 输入输出 电平可与外部直接连接 结构易于扩展的控制装置 经过不懈的努力在 1969 年由美国 DEC 公司 研制出了第 1 台可编程序控制器 PDP 14 其后 美国的 Modicon 公司也推出了 084 控制器 1971 年 日本推出了 DCS 8 控制器 1973 年西欧各国的各种可编程序控制器也研制成功 从 PIC 的功能来看 PIC 的发展经历了 4 个阶段 3 1 2 国内 PLC 发展及应用情况 1977 年 中国才研制出第 1 台具有实用价值的 PLC 并开始批量生产和应用于工业过程的 控制 由于使用单片一位处理器 因此 应用的规模较小 主要的控制方式是开关量控制 从 1982 年开始 先后有天津 大连 上海 北京等地的仪表厂和研究所等单位与美国 德国 日本等 PLC 制造企业进行合作 使国内的 PLC 应用有了较大发展 应用的产品以 8 位处 理器为主 近年来 为了促进中国 PLC 的发展 相关部门参照国际上 IEC 的有关标准 推出了 国产 PLC 产品 这些产品在硬件和软件上与国外的产品兼容 从而有广阔的应用前景 3 2 硬件系统及结构 3 2 1 PIC 部分 PIC 采用模块结构 基板总线连接 主要由电源模板 中央处理单元 数字量输入模板 数字量输出模板 EPROM 存储单元 操作面板等 各模板的主要功能如下 1 电源模板 提供中央处理单元及各接口模板所需要的内部电源 型号为 GM6 一 PAFA 2 中央处理单元是 PLC 的核心部分 主要完成系统软件及国产软件中的时序 顺序 运算 等功 能 型号为 K3P 07AS 3 数字量输入模板 主要完成有关输入状态点的检测 做为逻辑运算的条件 型号为 K3X 21OS 4 数字量输出模板 用于输出程序运行结果 以驱动中间继电器 指示灯 电磁阀等 5 EPROM 存储单元用于对过程程序的保存 6 操作面板 用于操作 CPU 内部定时器和计数器的状态以及内部变量的质 以调整程序 的执行 过程 3 2 2 控制系统的辅助外围设备 有系统电源 24 V DC 电源 指示灯 报警器 中间继电器 一次仪表及电磁阀等 3 2 3 控制系统结构 由 Masier K 200S 可编程序控制器及相应的外部设备所构成的造粒线控制系统结构原理如 图 2 所示 3 3 软件设计 该控制系统应用软件采用 KGI for windows 工具开发 以梯形图方式进行设计 根据造粒 生产线的生产特点 控制程序采用顺序控制 鼓风机 循环水泵的控制比较简单 工艺联锁条 件也不复杂 但切粒机的控制比较复杂 它需要在鼓风机 循环水泵 冷却水流量等条件及切 粒机自身的安全保护条件都满足的情况下 才允许开动 在设计切粒机控制程序时为了便于程 序执行及便于维护 把切粒机控制程序设计成为 3 个子程序来执行 即把切粒机自身安全保护 系统设计成为切粒机控制辅助程序及鼓风机 振动筛 循环水泵故障作为第 2 辅助程序 由启 动信号与 2 个辅助程序构成切粒机的主控制程序 切粒机的控制程序如图 3 所示 4 结束语 1 采用 PLC 实现了水下造粒生产过程的自动控制 提高了生产过程的稳定性 实现了顺序 控制 2 采用 PI C 克服了继电器控制可