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福亿造粒  用科技造福亿万客户造粒DCS自动化控制生产

造粒DCS自动化控制生产

信息来源: 江苏福亿 | 发布日期: 2017-02-13 | 浏览量:
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  DCS控制系以其独有的特点对于现代大型化肥厂发挥重要的作用,DCS中控室(中心控制室或者中央控制室)应该是控制系统的神经中枢了,所有仪表信号都连到这里,所有重要的控制决策都从这里发出。

 

  控制室一般也是大人物或者新员工参观的必经之地,自然光鲜度也较高。但是,要知道控制室是工作的地方,工作效率第一,职业健康第二,气派、舒适是遥远的第三。

  这样巨长的控制台只有在每个操作员都是独立操作、平行操作的时候才好,需要紧密配合的话,距离太远了。这是空管控制台,正好符合独立、平行的条件。



工业生产控制系统的发展

  工业生产控制系统如何一步步发展到今天的自动化程度……

1.原始的人工控制阶段


^原始的控制方法,加多了就多放一点,加少了就少放一点……

为了代替人的劳动,减轻劳动强度,提高工作效率,保证大型、复杂工业的安全生产,向自动化方向改进。


2.常规仪表控制

单元组合仪表

 

使用常规仪表的中央控制室

生产过程规模不断扩大,中控仪表越来越多,操作人员对过程的监控和操作的要求也越来越多、高,模拟仪表难以胜任。

 

3.计算机集中控制


如何把因计算机的故障造成的危害减少,使危险分散,成为应用计算机控制系统首要解决的问题。

 

集中和综合的操作和监督要求对全厂、各车间和工段级的控制和操作有相应的数据通信联系,不仅要求有大量的数据传送,而且要求有高速的数据传输速率。 

 

4.DCS控制系统

DCS俗称为“工业大脑”

DCS对象分散→控制分散

集中管理:

DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控领域又称为集散控制系统。


从结构上划分,DCS包括过程级、操作级和管理级。
操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作监控和组态维护。

DCS的主要特点归结为一句话就是分散控制,集中管理

DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。

生产控制操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。

过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。

管理级主要是指工厂管理信息系统(MISERP系统),作为DCS更高层次的应用。


DCS 结构组成

造粒控制系统概况

包括中央控制系统部分、动力柜部分、现场实行机构(如电动机、电磁阀等),通过 PLC 完成控制,采用国际标准的 Profibus 或者 TCP/IP 方式进行通讯,中央控制系统通过上位机输入指令,PLC 将输出指令发送到现场各设备,完成自动控制。

总体方案

一. 系统组态框架示意(非实物)如下图:

该系统分为监视层、通讯控制层、实行层。

监控层:由工控机系统、电源系统、组态系统及打印机组成;

通讯控制层:由西门子通讯总线、西门子 PLC 处理系统、标准协议及其介质、通讯线缆及转换器组成;

实行层主要分为二部分组成:

A、皮带秤流量计量系统,该系统变频器与计量仪表集成至专用电柜。

B、设备控制系统,设备控制系统为电源开关柜、控制柜、外部数据采集传感器组成等组成。各部分功能层,自动化程序的控制下,以串口协议或 TCP/IP 通讯协议作为联通,

实现以下功能:

1 生产工艺、生产过程显示及控制过程生产工艺、生产过程的显示及控制,是自动化系统的基本人机功能,操作人员能够通过人机界面,直观的看到工艺进行的状态,并对设备按照工艺的要求实施监控。直观的看到设备的工作状体,并做出异常判断。西门子控制器编程语言:标准 S7 编程语言

人机界面:基于 kingview 开发(基于 C 语言)。

生产过程:根据工艺在人机界面上输入相关的产量需求及控制参数,系统将根据相关参数控制给料系统,由输送系统输送至造粒系统,再由破碎与筛选^后至成品进行定量包装。

2 自我诊断功能

系统根据既定工艺,作好逻辑控制流程及备用控制,当某一工段出现异常,系统会自动的诊断,在人机界面中做相关提醒,并实行合理的异常处理功能。

3 多级管理功能

根据常规生产要求,系统设置 2 个管理权限层面,管理层及操作层,可以按

照生产实际来启用,不同的层面,具有不同的管理权限,管理层可以实现对整体的操作处理,而操作层只能实现对系统的基本运行操作管理。可以实现配方保密。

4 历史数据及其打印

历史数据指的是在过去中系统工作状态的记录,包括同时记录异常报警情况,正常工作的实际生产量,按照生产要求,可以组成生产管理所需要的报表。实现过程生产的数据化管理,找出过程生产的问题所在,提高产品质量。这些数据可按照月、日甚至是班次的管理周期来呈现,按照管理要求付诸打印,并能计算出生产损耗表。

5 其他个性化附加功能

该系统具有非常好的前瞻性柔化设计功能,可以根据客户的实际生产需求,在控制系统允许的容量范围内,增加个性化需求功能,系统根据实际设置合理的拓展余量。

6 通讯支撑及拓展

S7/C7 通讯对象间的通讯服务通过集成在系统中的功能块进行。可提供的通讯服务有:

带串口的 S7 标准通讯。

工业以太网的 S7 通讯。

各种接口的通用性。

编程器和个人计算机。

SIMATIC S5/S7

工业 PC

第三方的编程控制器。

 

二.  本系统是利用计算机技术及工业控制器软硬件互相组态实现,生产高度自动化、智能化。可以稳定的保证生产有序、安全进行,对生产过程集中进行监测、操作与管理,全面提高生产效率、稳定产品质量及管理水平,本方案

特点:

1)系统内部基于西门子控制器,通过硬件组态的方式,上设组态、下置通

讯,形成子站内的控制网络;

2)系统组态自动生成生产管理数据、历史数据及多级配方管理保密系统;

3)系统工艺实现在线监控,根据工艺流程、料位和设备故障实现自动报警;

4)实现生产过程工艺流程化、数据化管理、智能化;提供数据包括:报警数据、产量历史数据报表等; 开放式配方设置,多级权限配方管理;系统操作便捷、稳定,对人友好,并可促进安全生产,提高产品质量稳定性;

5)生产过程实时监控,管理;系统节能降耗,减少人力成本及劳动强度,提高生产效率;保障操作及维修人员安全,稳定生产。

3. 主要元器件:

1 PLC 采用 SIEMENS S7-1200 系列;

2 PLC PLC 及和上位系统之间采用以太网通讯,设备层(PLC 和第三方仪器仪表)采用 PROFIBUS MODBUS 通讯;

3)上位机组态采用 KINGVIEW 6.55 系列;

系统设计

根据下图工艺流程,自动化控制生产过程大致如下:

第一步:通过上位机对系统的相关参数进行设定,如流量秤流量、全自动/单机模式、造粒生产线的选择,设备控制参数等等;

第二步:启动系统,如果是选择自动模式则可以通过上位机一键启停,可编程控制器按照工艺流程顺序启动设备,同时在启动前会先自检相关设备的马达是否有故障;

第三步:当系统进入生产阶段,上位机实时监控各设备运行状况,如流量秤的流量、各设备电机运行情况等。

第四步:具有相关报警功能及记录,例如成品输送机马达出现故障,则系统会及时的发出警报通知操作人员前去处理,同时自动按照顺序关闭前道设备。

 




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