PROFIBUS IO 300B在食品厂流程控制系统中的应用

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关键词:摘要:黑龙江北大荒丰威食品有限公司的丰威面粉厂座落于丰威食品工业园,该项目一期投产后,可实现年加工面粉10万吨。该面粉加工控制系统选用Siemens S7 315-2DP和 鼎实 PROFIBUS分布式IO 300B的解决方案。由于PROFIBUS是国际现场总线标准,具有开放性好、第三方产品种类多、产品互换性兼容性好的特点,故本系统选用北京鼎实科技的...
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  • 摘要:黑龙江北大荒丰威食品有限公司的丰威面粉厂座落于丰威食品工业园,该项目一期投产后,可实现年加工面粉10万吨 。该面粉加工控制系统选用Siemens S7 315-2DP和 鼎实 PROFIBUS分布式IO 300B的解决方案。由于PROFIBUS是国际现场总线标准 ,具有开放性好、第三方产品种类多 、产品互换性兼容性好的特点,故本系统选用北京鼎实科技的PROFIBUS分布式IO连接西门子S7-300 PLC,不仅使系统性能价格比提高 ,还增加了在线IO模块诊断、安全输出等功能,值得同行借鉴、推广。

摘 要
      黑龙江北大荒丰威食品有限公司的丰威面粉厂座落于丰威食品工业园,该项目一期投产后,可实现年加工面粉10万吨 。该面粉加工控制系统选用Siemens S7 315-2DP和 鼎实 PROFIBUS分布式IO 300B的解决方案。由于PROFIBUS是国际现场总线标准 ,具有开放性好 、第三方产品种类多、产品互换性兼容性好的特点 ,故本系统选用北京鼎实科技的PROFIBUS分布式IO连接西门子S7-300 ,不仅使系统性能价格比提高,还增加了在线IO模块诊断、安全输出等功能 ,值得同行借鉴 、推广。

1 、 自控系统的硬件选择
      食品加工中的面粉生产流程主要是顺序逻辑控制,这正是PLC控制的优势所在 。在此工程中,PROFIBUS主站选S7-300 PLC ,分布式IO选用北京鼎实公司DS300B系列PROFIBUS分布式IO 。DS300B系列是可扩展模块。PROFIBUS通讯适配器CC-PB-1.0带有标准PROFIBUS-DP接口,开关量、模拟量模块通过冗余的CAN 总线进行扩展,最多可以扩展16个模块。各种单独的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展 。其中的称重仪表(RS484)通过鼎实的PB-B-MODBUS(RS485)转换模块接入整个Profibus DP网络。

2、总体控制要求及功能
       面粉生产自控系统的要求是对面粉处理过程进行自动控制和自动调节 ,使生产的面粉达到要求的配比范围;在中控室发出上传指令时,将当前时刻运行过程中的主要工作参数(的起停 、料位的位置等)、运行状态等信息上传到中控室。功能如下:
  (1)控制操作:
  在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制,如启停某一设备 ,调节某些模拟输出量的大小,在线设置PLC的某些参数等 。
  (2)显示功能:
  用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况,以及各现场的状态参数。
  (3)数据管理:
  依据不同运行参数的变化快慢和重要程度 ,建立生产历史数据库 ,存储生产原始数据,供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析,得出一些有用的经验参数 ,为设备的检修、故障等提供依据,并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去 。
(4)报警功能:
  当某一模拟量(如压力 、料位等)测量值超过给定范围或某一开关量(如电机启停、阀门开关)发生变化时,可根据不同的需要发出不同等级的报警。
(5)打印功能:
  可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。

3、系统构成及其布局
       如果采用常规集中控制方式 ,将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上,由于工艺线路长 、现场控制点分布范围广,需要敷设大量的电缆及桥架 ,且现场环境恶劣、施工难度非常大 。鉴于此,采用了PROFIBUS现场总线技术,根据工艺划分 ,系统共设了1个主站、10个子站 、1个操作员站。主站采用CPU315-2DP,子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO远程模块,。其自控系统见下图

 

 

 

4、系统软件
1)计算机操作系统采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系统 。上位机监控软件采用Kingview6.2组态软件来实现 。
  2)组态软件实现了对整个系统的开关状态、电机状态 、料位状态 、压力等模拟量的采集和处理 ,并显示在工作站的上;对加工处理中的一些重要的物理量如各个电机的起停状态、频率、压力 、料位等都实时显示在工作站的主界面上 ,便于调度员及时掌握系统的运行情况。
  3)STEP7可以利用IEC-1131标准中八种编程语言中的6种(STL、LAD、FBD 、CFC、SFC和SCL)进行编程。 

5、结束语
  通过应用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO替代西门子ET200方案,通信控制器 CC-PB-1.1 与扩展 IO模块之间的数据交换采用高速 、 冗余的数据通道, 确保整个系统安全 ,可靠 。丰富的诊断功能,使 PLC 主站快速监测到每个 I/O 模块的工作状态及故障状态,以便及时采取措施确保控制系统的安全。在保证工程质量的前提下大大降低了硬件成本。此方案自控系统在该食品加工厂投入使用以来 ,运行至今系统稳定、可靠 。设备具有调试简单、操作方便 、使用安全、效率高、故障率低的特点,提高了劳动生产率,同时由于软硬件均采用模块化结构 ,方便了工程技术人员的安装 、调试和维修。

      控制级主要功能是接收管理层设置的参数或命令,对面粉处理生产过程进行控制,将现场状态输送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置 ,结合设备的位置和供配电范围,按照控制对象的区域 、设备数量,以就近采集和单元控制为划分区域的原则 ,在磨粉间设立中控室 。主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。现场子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO ,每个DS300B由1个PROFIBUS通讯适配器模块和其它若干数字量、模拟量输入及输出模块组成。工艺流程如下:
  筛选(平面筛)→磁选→磨粉→筛理→面粉半成品→绞龙→基粉仓→配粉仓→混合机→打包仓→保险筛→磁选→打包→入库
      DS300B系列分布式IO用于磨粉、筛理 、面粉半成品、绞龙、基粉仓 、配粉仓、混合机 。用到数字量300点左右,模拟量20点左右。

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