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现场总线技术在连云港水泥磨控制系统中的研究与应用

2017/12/13    来源:互联网        
关键字:现场总线  

    1.概述

    连云港鲁碧水泥磨系统,主要有皮带机、破碎机、提升机、水泥磨等设备组成,现场设备繁多,控制点分散,从原材料收集到成品包装,控制设备百余台,传统控制一般只对水泥磨设立自控系统,其他区域设备采用手动。为了对整个系统采用自动控制,减少操作人员劳动强度,我们利用现场总线技术,采用集中管理分散控制的原则,完成了系统的自动控制。

    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/330096.htm

    2.系统配置

    本系统采用SIEMENS公司WinCC/S7-300系列中型计算机控制系统。该系统是新一代开放系统,由运行于Windows2000网络操作系统环境下的WinCC监控与系统软件包和S7-300回路逻辑控制器构成。其中WinCC是基于Client/Server结构的软件,WinCC服务器软件维护整个系统的实时数据库,WinCC监控站软件是系统的人机界面。通过加装I/O driver,WinCC还可以与AB、Modicon等第三方控制器连接。

    系统以“集散控制、分层结构”为主要特点,整个自动化系统可分为三层:

    第一层:数据采集层:现场参数检测与终端执行。

    第二层:控制层:分散的数据处理、过程控制,各站之间采用PROFIBUS DP通讯

    第三层:上位机管理层:集中操作监视。与控制层采用TCP/IP工业以太网通讯。

    结合本生产线工艺布置和特点,我们使用了一台S7-300控制器、两台研华IPC610工控机研华工控机同时运行WinCC服务器软件和监控站软件,负责维护集成实时过程数据库和提供人机接口。一台EPSON针式打印机打印生产报表和过程数据。

    系统结构如下图所示:

    1

    每个S7-300控制器主机架有8个I/O插槽,最多可处理1024个I/O点(其中模拟量I/O点最多为128个),可以控制32个回路。研华工控机采用主频为2.5GHz的pentiumⅣCPU,512MB SDRAM 内存,40GB UltraSCSI 接口硬盘。 S7-300控制器和上位机采用10/100兆自适应工业以太网。控制器与ET200站之间通过profibus电缆进行通讯。打印机挂在工程师站,完成报表打印功能。

    3.控制层策略

    该生产线的控制以逻辑控制为主兼有少量过程控制。利用S7-300控制器主要功能是完成设备起停以及控制参数的监视和调整、逻辑连锁、故障及报警的处理、历史数据的采集及历史趋势的显示和打印,生产报表的生成和打印等。

    3.1逻辑控制及常规PV点组态

    根据水泥回转窑生产控制要求和特点,每个设备都设定了单机/连锁运行方式,提高了设备运行的灵活性和可靠性;

    在回路控制程序中对每一个常规PV点进行了:I/O地址分配、输入(输出)范围设定、工程量单位转换、报警范围设定等功能。

    3.2建立时间中断模型

    针对S7300控制系统计时器、计数器数量有限,而本控制系统设备繁多,顺序控制必须实现逆起、顺停、齐起、齐停的要求,利用系统本身的特点,在CPU设立内存时钟,每10MS通断一次,编程建立时间中断模型。

    系统通过不断的调用模型,进行时间累计,实现延时开、延时关等功能,使得皮带、料流连锁控制的顺停、逆起、齐停、齐起功能得以实现,此方案节约了系统资源,占用内存较少,使得系统运行更加稳定,克服了程序中大批量应用计时器系统运行时间长、反应速度慢的缺点。

    3.3故障智能管理模型

    针对水泥生产线设备多、故障点多、生产线启停时间长的特点,经过与工艺人员的交流总结,开发出故障智能管理程序,提高生产效率,减少故障停机事件。

    当上游设备出现故障时,下游设备减慢运行速度,根据故障重要程度,运行或停止下游一些辅助设备,根据生产节奏实现系统的自适应调节。

    当下游设备出现故障时,上游设备立即停止运行,下游设备根据故障重要程度,采取正常运行或延时停止。

责任编辑:张纯子
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