《電子技術(shù)應(yīng)用》
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設(shè)計(jì)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)需考慮的問題及注意事項(xiàng)淺析

2019-04-10

  1 引言

  目前市場(chǎng)上被廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng),總離不開傳統(tǒng)的plc、dcs、ccs等模式。在參觀一些大型的建設(shè)項(xiàng)目及生產(chǎn)廠房時(shí),發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)都是封閉式的原廠設(shè)備,這些控制系統(tǒng)在安裝上往往比較復(fù)雜,使用和維修上都要依賴生產(chǎn)商,如系統(tǒng)發(fā)生故障,必須等待生產(chǎn)商的技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢修,耽誤了生產(chǎn)的進(jìn)度,而且在程序上需要作出更改時(shí),也需要生產(chǎn)商的提供,故而在使用上顯出不夠靈活。

  2 設(shè)計(jì)生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng),必須要考慮的問題

  (1) 系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性

  所選中使用的系統(tǒng),在配置與組態(tài)上,要能最低限度的簡(jiǎn)化控制性能,操作人員在生產(chǎn)過程中很容易操作;同時(shí)也可以讓工廠的維護(hù)人員,稍經(jīng)培訓(xùn),便可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行正常的維護(hù)。

 ?。?) 系統(tǒng)的開放式性

  所選定的系統(tǒng)無論其組成的硬件或軟件如何,都可隨時(shí)地用合理的價(jià)格,從市場(chǎng)或第三方的供應(yīng)商處,采購(gòu)所得到的零配件;同時(shí)對(duì)外連接時(shí),兼容性要好,其內(nèi)容易被操作人員熟識(shí)使用;屬現(xiàn)時(shí)相當(dāng)開放流行和先進(jìn)的硬件和軟件;將來若要把系統(tǒng)提升或作出擴(kuò)充時(shí)只需花費(fèi)很少的經(jīng)費(fèi),就可以達(dá)到上述新系統(tǒng)的改造集成的目的。

 ?。?) 人機(jī)對(duì)話的兼容性

  所選定的系統(tǒng),需具備圖象界面組態(tài)能力,同時(shí)應(yīng)具有與上位管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ梢园巡煌漠嬅?,同時(shí)分別由多單元以并行的方式實(shí)時(shí)的顯示。

 ?。?) 最高的可靠性

  所選定的系統(tǒng)的硬件與軟件應(yīng)提供充分的可靠性,保證能避免因其中一個(gè)組件的失效令系統(tǒng)死機(jī),而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常操作。

 ?。?) 先進(jìn)的控制功能

  所選取的系統(tǒng),一定要具有先進(jìn)的控制功能,能夠勝任比較復(fù)雜的系統(tǒng)要求,同時(shí)在應(yīng)用過程中可以解決客戶的需求及生產(chǎn)工序上所產(chǎn)生的各種難題。

  (6) 使用成本要低廉

  所選取的整個(gè)系統(tǒng),無論在現(xiàn)場(chǎng)安裝,使用和維護(hù)上,都要費(fèi)用低廉,性價(jià)比高。因?yàn)樵陧?xiàng)目評(píng)估上,合理的成本,會(huì)作為首要考慮的目標(biāo)。

  3 我公司設(shè)計(jì)的垃圾焚燒處理生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的性能特點(diǎn)

  縱觀plc及dcs等系統(tǒng),plc的梯形邏輯程序,在執(zhí)行上受原來順控及梯形編程的限制,在已編好的程序中,不能隨時(shí)插入或修改。而dcs系統(tǒng)大多數(shù)是由生產(chǎn)廠商預(yù)先集成,預(yù)編程并組態(tài)好的,到系統(tǒng)需擴(kuò)充或提升時(shí),相當(dāng)麻煩,一般用戶無法自己辦得到。

  如在開發(fā)垃圾焚燒處理生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)充分考慮了以上的問題及電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),經(jīng)過多次篩選和研究,確定以北京昆侖通態(tài)軟件公司的mcgs工控組態(tài)軟件和西門子公司的s7-200系列的微型plc相結(jié)合,組成垃圾焚燒處理生產(chǎn)線的監(jiān)控系統(tǒng),以1臺(tái)上位計(jì)算機(jī)和多臺(tái)plc通過rs485總線網(wǎng)絡(luò)組成監(jiān)控系統(tǒng),plc執(zhí)行實(shí)時(shí)控制功能,計(jì)算機(jī)運(yùn)行人機(jī)界面、采集數(shù)據(jù)、和管理計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù),系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖1所示。

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  3.1 西門子plc的特點(diǎn)

  s7-200 plc是德國(guó)西門子公司制造的微型plc,s7-200 plc在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中已得到充分的應(yīng)用,覆蓋了所有的與自動(dòng)檢測(cè),自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域,具有極高的可靠性;豐富的指令集;編程軟件便于掌握,操作方便;強(qiáng)勁的通訊能力(ppi通訊、mpi通訊、profibus通訊、以太網(wǎng)通訊)。

  3.2 組態(tài)軟件的特點(diǎn)

  mcgs工控組態(tài)軟件是北京昆侖通態(tài)軟件公司開發(fā)的用于工業(yè)控制的軟件,其功能和特點(diǎn)可歸納如下:

 ?。?) 概念簡(jiǎn)單,易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。

  (2)功能齊全,便于方案設(shè)計(jì)。mcgs為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段,從設(shè)備驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)采集)到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié),均有豐富的功能組件和常用圖形庫(kù)可供選用。

 ?。?)設(shè)立“設(shè)備工具箱”,針對(duì)外部設(shè)備的特征,用戶從中選擇某種“構(gòu)件”,設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi),賦予相關(guān)的屬性,建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制,mcgs界面如圖2、3所示。

  (4)“面向窗口”的設(shè)計(jì)方法,增加了可視性和可操作性。以窗口為單位,構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面,使得mcgs的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀,又靈活多變。

 ?。?)引入“運(yùn)行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè),運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn),既繁瑣又容易出錯(cuò)。mcgs開辟了“策略窗口”,用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”,用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)行流程,按照設(shè)定的條件和順序,操作外部設(shè)備,控制窗口的打開或關(guān)閉,與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

 ?。?) 提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持。mcgs充分運(yùn)用現(xiàn)今發(fā)展的dccw(distributed computer cooperator work)技術(shù),即分布式計(jì)算機(jī)協(xié)同工作方式,來使分散在不同現(xiàn)場(chǎng)之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。

  3.3 垃圾焚燒處理生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)

 ?。?) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

  (2) 系統(tǒng)組態(tài)和配置比較簡(jiǎn)單

  (3) 系統(tǒng)開放性好 硬件和軟件目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用都比較廣泛,系統(tǒng)以后的功能擴(kuò)展和升級(jí)非常方便。

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  (4) 人機(jī)界面開發(fā)簡(jiǎn)單方便 客戶很容易自己在原來的人機(jī)界面基礎(chǔ)上增加新的功能,具有多種數(shù)據(jù)傳輸功能,便于組建全廠信息管理系統(tǒng)。

 ?。?) 系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性高,plc是德國(guó)西門子公司產(chǎn)品,其性能得到用戶廣泛好評(píng)。

  (6) 控制系統(tǒng)的采購(gòu)成本較低,性價(jià)比高。

 ?。?) 系統(tǒng)的開發(fā)周期短。控制系統(tǒng)整個(gè)開發(fā)周期為3個(gè)月(其中人機(jī)界面的編制與plc程序的編寫需時(shí)1個(gè)月)

  4 結(jié)束語(yǔ)

  因此在選用合適的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),既要顧及現(xiàn)有的系統(tǒng)與新系統(tǒng)的兼容性,又要考慮到電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì),更要具有簡(jiǎn)易的編程軟件,方便工作人員及時(shí)作出技術(shù)支援。其實(shí)一套完善可靠的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),不單可以提高生產(chǎn)力,方便工作人員操控,加強(qiáng)管理層的監(jiān)察,更可對(duì)企業(yè)的資產(chǎn)增值,并保障其不受損害。


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