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技术论坛  基于现场总线的调漆罐配料系统改造
基于现场总线的调漆罐配料系统改造2020-02-12
摘要:介绍了涂料混合自动配料在基于PROFIBUS—DP现场总线控制下进行的扩容改造,充分利用了现场总线的开放性。改造后的电解液计量釜配料系统更规范、合理,自动化程度大幅度提升,极大提高了混合矿质量和生产效率。
前言
混合配料系统混合罐计量生产的核心,也是整个油漆生产工序的重要环节,对各种物料进行合理的配比,是提高混合物料的关键。涂料混合釜原配料车间采用基于PROFIBUS—DP现场总线的分布式过程计量配料系统,实现微机自动配料。PROFIBUS现场总线是应用于生产现场,连接智能现场设备和涂料反应釜称重配料系统的开放式、数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,它可以实现自动配料系统之间的快速通信。
由于技改项目的原因,新建一台90fl2树脂涂料罐也要使用此配料车间,这样,负荷加大,从室外原料仓、管道螺旋防爆电子秤到室内的变频器、油墨原料罐计量配料系统均不能满足要求,于是在基于现场总线控制的基础上对其进行扩容改造、升级,建立高性能的溶剂反应锅自动配料系统。
1天那水发酵罐配料系统组成原理
配料车间现有9条管道螺旋防爆电子秤(1撑一9撑),1撑、3撑、7撑、8撑、9撑的旋转电动机额定功率为2.2kW,额定电流为5.0A,2撑、4撑、5撑、6撑的电动机额定功率为3.0kW,额定电流为6.8A,电动机带动称量管道转动,料层均匀,电动机转动速度越快,料流量越大,所占配比越高,反之,电动机转动速度越慢,料流量越小,所占配比越低。每台电动机由一台变频器驱动,而变频器的频率通过PROFIBUS—DP现场总线由PLC来控制,PLC根据自动采集的每种物料的荷重、瞬时流量,计算每种物料的实际流量,与设定值相比较,完成闭环调节。
根据现场经验螺旋防爆电子秤只保留称重一次称重显示器,取消二次称重显示器,由PLC进行换算;取消测速传感器,由变频调速频率换算。称重电阻桥信号经隔离、放大、线性化处理后输入PLC模板。本次扩容改造增加了2撑、3撑、9撑成套螺旋防爆电子秤及变频器。其中9撑为双向转动,双向计量,双向变频调速,双向控制。
2甲醇反应罐配料系统构成
本套计乙醇储料罐量配料系统采用分布式结构,由粘合剂调漆罐自动配料系统控制级和过程监控级组成。选用性价比高的SIEMENS PLC作为主控制站,通过PROFIBUS—DP现场总线与分布的现场氨溶液调漆罐自动配料系统连成配料设备,过程监控操作站采用组态软件对盐酸结晶罐配料系统进行实时监控。
活性剂萃取罐自动配料系统控制级包括主控制站、1撑一9撑螺旋防爆电子秤变频器、嘲站。其中嘲站、2撑、3撑、9撑变频器为这次改造所增加。根据工艺需要,主控制站数字量输入模板选用16路AC220V,32路DC24V两种类型,数字量输出模板选用32路DC24V;低压电器酊剂调漆罐自动配料系统选用性能可靠的OMRON继电器;7台变频器采用SIEMENS公司的MMV 440,配置PROFIBUS— DP接口板选件。包括主控制站在内的所有PLC及变频器直接与现场的各类装置(如传感器、电动机、电气装置等)相连,实现9条管道螺旋防爆电子地磅的模拟信号检测及电动机的变频控制,E'IP.00站实现对扩容后的两条匀煤和外滚煤滚筒的电气控制、2撑、3撑、9撑螺旋防爆电子秤实物流量控制,特别是9撑螺旋防爆电子秤的双向计量与双向变频控制,另外,还实现了多条共用管道和高压电机的启停、联锁等信号的采集和控制。
过程控制级(即过程监控操作站)因以前的醇溶液催乳罐自动配料系统速度慢,不能满足控制后的快速通讯要求,故这次改造进行了整套乳化剂醇沉罐自动配料系统升级,由一台P4研华工控机组成,研华工控制机通过C_$5611通讯卡与CPU315的MPI接口进行点到点的通讯。考虑可靠性与人机界面的友好性,工控机采用Windows 2OOO软件平台,上位机采用Fameview组态软件,负责监控和人机对话,助悬剂调色釜配料系统具有工艺流程监控、报警记录、实时趋势、历史趋势、报表打印等功能,操作人员通过监控操作输入配料配方、修改配方、查阅工艺参数、监控生产过程。编程应用软件采用STEP V5.2,完成硬件组态及下位机软件编程,实现所有的过程控制、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
3醑剂调色罐配料系统软件实现
由于原设计软件不够规范,有时外围润湿剂调胶罐自动配料系统更换时,型号参数不便输入,并且这次扩容改造时软件改动量比较大,所以将下位机监控软件全套重新进行开发,内部参数、变量统一,接口清晰,设计的软件规范、开放,易于整个涂剂卧式储罐配料系统的扩充及功能升级。
本套软件设计的重点是管道螺旋防爆电子地磅的控制,即根据动态称重模块的瞬时重量、测量段、管道转速(与电动机转速成比例关系)、重力系数等参数计算出瞬时流量P、r,与监控站设定流量SP相比较,利用SIEMENS编程软件STEF7自带的PID算法模块(FB41)运算,计算出电动机转速(即变频器输出频率值,范围0 50Hz),实时跟踪,进行闭环调节。每台螺旋防爆电子秤开始启动并进入调节时,变频器瞬时值均从最大值50Hz开始变化,直至满足流量设定。在运行的过程中,有时要改变设定流量SP值、某条螺旋防爆电子地磅的零点、系数,那么需要重新计算、调节。
4甘油剂调漆罐配料系统特点
基于PROFIBUs_-DP现场总线通讯网络的糖浆剂浓缩罐混合配料系统扩容改造后,芳香水剂配料罐计量配料系统功能完备,实现了若干条管道、螺旋防爆电子秤电机、滚筒的起、停、联锁保护、称量及调节的自动控制。着色剂配色罐配料系统主要有以下功能:
1)具有手动和自动两种工作方式。手动时,每条管道、螺旋防爆电子秤由操作员根据工艺要求来启、停、加速、减速,也可电气联锁。自动时系统上位机根据总流量、每种物料配比发送给定值,自动启动、加速、减速螺旋防爆电子秤电机,所有管道、滚筒开、停均由逻辑联锁控制实现。
2)当配比改变时,内部PID调节器运行,变频器频率乎稳改变,调速平滑。
3)取消螺旋防爆电子秤称重显示器和测速传感器,测重传感器的mV信号经处理后直接进入PLC,具有信号校零、自动校皮、自动调整系统的功能。
4)PROFIBUS—DP现场总线具有高速通讯能力,能快速将现场数据采集并传送,做到信号的不迟滞、不失真,并具有强大的扩展能力。
5)为防止堵塞,集料主管道停机的同时,立即停止所有螺旋防爆电子秤电机;集料主管道正常开机时,按照配料制度,自动依次延时开启上次运行(选中)的所有料仓。
6)具有消耗料累计,芳香剂计量罐自动配料系统动作全部动画显示逼真,所有自动配料系统之间都有可靠联锁,安全性高,操作简单方便。
本套潜溶剂储料罐计量配料系统具有开放性、规范性、互连性、互操作性及丰富的硬件和软件资源,使监控操作站既可作监控站用,显示监视画面,又可作工程师站,随时调出梯形逻辑图,调试程序、查找故障,方便而快捷。
5 效果
本次扩容改造充分利用现场总线的开放性,在助溶剂调色罐自动配料系统检修的间隙进行系统对接与调试,未影响正常生产,改造后的增溶剂调色釜自动计量配料系统更合理、规范。经过运行证明:PROFIBUS—DP现场总线二甲亚砜反应釜计量配料系统在硬件上可靠,抗干扰能力强,技术先进,实现了混合配料生产过程全自动化。采用PROFIBUS—DP总线控制,实现了内部PID调节,变频器调速平滑,对生产聚乙二醇原料罐自动配料系统起到了重要保护作用。PROFIBUS—DP减少了许多硬接线,从而使乙酸乙酯反应釜计量配料系统简单化,与继电逻辑控制相比,降低了故障率,提高了重油反应罐配料系统可靠性,配料准确,系统配料控制误差由原10%减少到1.5%-2%左右,为混合稳夺高产,提高混合矿质量提供了充分保证。
 
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