西门子自动化产品在气雾剂配料系统中的应用

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  • 摘要:本文介绍了西门子 SIMATIC S7-400PLC、WINCC V6.2 、MASTERDRIVES 6SE70 系列变频器和 ET-200M 等产品在气雾剂行业配料控制系统中所组成的系统配置和网络结构;并从软硬件设计方面 ,叙述了对关键功能的成功实现。

一 、项目简介

某著名气雾剂品牌为了提高产品品质和生产线自动化程度水平 ,整个项目核心是西门子S7-400可编程控制器()、输入输出点采用ET200M扩展的方式 。

配料系统主要由以下几个部分组成:

    溶剂油卸车、存储部分;

    浓缩液配制存储部分

    剂料配制部分

    剂料输出存储部分

    剂料供给部分

1.项目当中使用的西门子工业产品的型号 、数量、类型、何种控制对象等信息 。 

变频器22KW                2台               

变频器11KW               1台

输料泵变频器              15台

PLC SIMATIC S7-400PLC(414-2DP+ET200M)     1套

MP277 10寸     1套

西门子总线专用电缆   400米

总线中继器          2只

WINCC6.2开发版  1套

PLC用户软件    1套

计算机系统,包括西门子,22”LCD显示器 ,通讯卡5611

2. 现场照片:

总貌

现场控制:

整个控制柜组图:

二 、控制系统构成

1.整个项目中的硬件配置:

    核心是西门子S7-400可编程控制器(PLC)、输入输出点采用ET200M扩展的方式。在自动模式下,它担负所有设备的运行、西门子420 、430、440型号变频器快慢变化、阀门的开关 、搅拌系统工作等各类设备的逻辑控制功能。系统还提供一台用于系统设定值管理和其他相关时间设定及部分人机对话界面的西门子的用户操作板,采用MP270 ,10寸的显示触摸屏可以显示更多信息 。当系统中的工控机出现故障时,采用MP270和PLC控制,仍然可以自动工作。

    控制系统设置控制柜三面 ,用于安装PLC、MP操作面板、各种低压器件,动力柜五面,用于安装搅拌变频器 、泵变频器 、泵驱动回路、搅拌驱动回路 ,其中一面动力柜用于系统电源分配。

    控制系统配置一台3KVA UPS,延时半个小时 。本UPS负责系统全部控制电源的供电,当工厂临时停电或者更换线路时 ,系统暂停工作 ,所有输出自动关闭。当工厂电源恢复时,操作人员按启动按钮后,系统从停电时保持状态恢复为工作状态 ,继续进行当前的工作。

2.系统结构、各组成部分选择的依据 。

    数据处理系统由西门子工控机 、22 ”彩色监视器、通讯板5611、打印机等组成。

    系统将完成配料过程数据的采集和处理 、配方数据以及系统参数的输入、各种报表的输出。它将通过专用的MPI接口连到PLC.实时采集各种设备的工作状况和系统工作状态,经分析、判断后给出最高的过程控制指令 。

3.附加系统的硬件配置图

无味剂料泵图:

25T无味称重仪表:

缓冲罐按钮图纸:

三 、控制系统完成的功能

1.根据控制对象的要求,结合西门子工业产品 ,较详细地介绍控制系统实现的功能;完成的指标。

数据处理系统提供以下功能:

1)配料系统能够以时间为顺序记录从卸油——浓缩液配制、输送——剂料配制、输出——剂料的储存——灌装车间剂料供给整个剂料配制过程工艺参数。

2)配方及设定值的管理及传送;

3)显示 、打印当前配方和生产报单;

4)显示、打印每批、每班 、每日 、每月的配料情况

5)显示、打印存储各种物料的班、日 、月的单耗和月耗

6)全系统自动诊断功能(特有的软件功能)

7)静态及动态工艺流程画面

8)超差报警和故障记录

9)设备运行维护提醒

10)远程维护(计算机部分功能需要客户的网络支持)

11)配料系统对各工艺参数的存储时间在五年以上 。

2.项目中的难点分析,并阐述如何实现 。

    该系统在完成所有配料系统操作的同时,实时提供全方位的故障说明、排出方法、操作指南 、操作记录、设备运行记录、配方使用记录等过程并及时给出分析和判断 ,使系统达到高度自动化的同时又具有更强的智能化,位科学的管理提供真实的素材和可行的方法。

2.1系统具有全自动 、自动、手动的功能。无论在何种方式下,都含有一种强制功能 。该功能可以立即启动或者停止某种操作 ,以应对一些突发事件的发生,使系统具有更强的应变能力。

全自动:带有计算机监控及所有数据功能的自动方式。

自动:无计算机管理的自动工作模式,系统在称重单元和逻辑单元的控制下 ,仍可按照原配料程序和预定的精度进行操作 。配方由用户操作板的键盘输入。

手动:去掉系统的连锁功能 ,单台启动设备。该方式一般为试车及紧急状态下使用 。例如全手工应急配料。

管理权限

    分为管理员级和操作员级。管理员可以更改配方、工艺参数,查看过程记录 。操作员可以选择自动和手动方式,但是只能查看配方 、工艺参数、过程记录 ,但是不能修改。

3.附加生产工艺当中有特点或较典型的设备或工艺照片。关键部分的调试过程描述 。

四、项目运行

系统的投入时间:2009年

    运行情况:从2009年运行至今客户对设备系统没有进行过任何改动,一直运行稳定 。用户认为西门子的产品质量和性能比较卓越,西门子的配料系统比较完美契合 ,使得系统设备使用率大于99%,从未出现过任何问题,最大限度保证设备可靠运行 ,为灌装车间的生产给了有力的保证。在后期的工程系统中继续采用西门子产品。

应用体会

    由于配料控制系统统一选用了西门子的产品,员工对操作系统的熟悉时间减少,熟悉程度增加 ,技术员工仅用一周时间就熟悉了所有设备的维护和操作,可以完全保证配料系统的正常运行,这在传统的模式中是不可想象的 。由于采用同一个供应商 ,但凡有些技术问题需要解决 ,随时拨打西门子服务热线电话,24小时任何时间拨打都有专业的人士服务,对于现场中遇到的任何问题都能够得到有效帮助。

五 、参考文献

[1]陈伯时 ,陈敏逊,交流调速系统.机械工业出版社.2005.

[2]刘美俊,变频器应用与维护技术.中国电力出版社.2008.

[3]周志敏 ,周纪海,纪爱华,变频调速系统设计与维护.中国电力出版社.2007.

[4]赵欣 ,西门子工业网络应用指南 (机械工业出版社)

[5]周志敏,周纪海,纪爱华.变频调速系统设计与维护.中国电力出版社.2007.

[6]西门子PLC通用变频器MM440使用手册

[7]西门子PLC系列微型可编程控制器使用手册

[8]王永华等.现代电气控制及PLC应用技术.北京航空航天大学出版社.2003.

[9]张洪润.传感器应用设计300例.北京航空航天出版社.2007.

[10]杨公源.常用变频器应用实例.电子工业出版社.2006

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