詳細(xì)介紹
西門子控制系統(tǒng)代理商對于不同的染色品種,其對溫度的要求是不同的,因此對應(yīng)的溫度工藝曲線也是不同的,若將所有染色品種的溫度工藝曲線都存入現(xiàn)場溫度控制器中,則對該控制器的內(nèi)存要求非常高,導(dǎo)致系統(tǒng)臃腫,因此本系統(tǒng)設(shè)計通過一臺中控機,將工藝人員設(shè)定的不同的溫度工藝曲線,全部由工作人員在中控機上輸入后經(jīng)PROFIBUS—DP 現(xiàn)場總線下傳給現(xiàn)場控制器,現(xiàn)場控制器根據(jù)接收的溫度工藝曲線進行溫度控制,同時現(xiàn)場控制器可以隨時向中控機申請修改溫度工 藝曲線的參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)中斷時,現(xiàn)場控制器可以保存當(dāng)前的溫度工藝曲線,并且具有斷電長期保存當(dāng)前溫度曲線的功能。
2)溫度控制要求
在染色工藝過程中,典型的工藝曲線如圖1 下所示:
圖1 典型的工藝曲線
由圖 1 可知,染色工藝可以分為多個曲線段,不同的曲線段對應(yīng)不同的溫度。對染色過程的溫度控制主要是對染槽升溫、保溫、降溫,結(jié)合生產(chǎn)的實際要求又將升溫分為直接升溫到溫度和按斜率準(zhǔn)確地升溫到溫度;同理,降溫也分為直接降溫到溫度和根據(jù)斜率準(zhǔn)確地降溫到溫度。因此溫度控制分為五個子程序:直接升溫、按斜率升溫、保溫、直接降溫、按斜率降溫。直接升溫還是斜率升溫、直接降溫還是斜率降溫根據(jù)實際需要通過中控機設(shè)定,而后由現(xiàn)場控制器PLC 的主程序調(diào)用相應(yīng)子程序。
3)報警及顯示功能
為系統(tǒng)設(shè)置了一個 TD 200 文本顯示器,顯示染色過程中的一些操作和報警信息,該顯示器適用于所有西門子S7-200 系列的PLC。
4)中控機監(jiān)控要求
采用西門子公司的WINCC 實現(xiàn)中控機對現(xiàn)場PLC 的監(jiān)控,主要實現(xiàn)當(dāng)前溫度顯示、動態(tài)溫度曲線顯示、溫度等參數(shù)設(shè)置、報警記錄和打印報表等功能。
3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
本系統(tǒng)采用西門子公司推出的 S7-200PLC 作為現(xiàn)場控制器,選用CPU226 主機模塊;通過CP5613 卡完成現(xiàn)場控制器同中控機之間的通信?,F(xiàn)場控制器S7-200 擴展了一塊智能溫度數(shù)據(jù)采集模塊EM231,該模塊帶有4 個模擬輸入點,集成有16 位/轉(zhuǎn)換器,分辨率達0.1℃,能自動進行線性化處理,有冷端補償功能,不再需要外部變送器,一個模塊就能完成數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理功能。系統(tǒng)的溫度信號的檢測采用鉑電阻PT100,鉑電阻具有測量精度高、性能穩(wěn)定可靠的特點,在工業(yè)上廣泛用于-200℃~+500℃之間的溫度測量。由于現(xiàn)場控制器S7-200 不能直接同PROFIBUS—DP 現(xiàn)場總線相連,因而為S7-200 外擴了PROFIBUSDP 模塊EM277。
對于不同的染色品種,對應(yīng)的溫度工藝曲線也是不同的,若將所有可能用到的溫度曲線存入現(xiàn)場控制器中,則對現(xiàn)場控制器的內(nèi)存要求很高,因此本系統(tǒng)設(shè)計通過中控機,將工藝人員設(shè)定的不同的溫度工藝曲線,全部由工作人員在中控機上輸入后經(jīng)PROFIBUS—DP 現(xiàn)場總線下傳給現(xiàn)場控制器,現(xiàn)場控制器根據(jù)接收的溫度工藝曲線進行溫度控制,同時現(xiàn)場控制器可以隨時向中控機申請修改溫度工藝曲線的參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)中斷時,現(xiàn)場控制器可以保存當(dāng)前的溫度工藝曲線,并且具有斷電長期保存當(dāng)前溫度曲線的功能,同時可以將現(xiàn)場的溫度等信號上傳至中控機,形成監(jiān)控界面,如果需要可以通過網(wǎng)卡將中控機同工廠信息網(wǎng)以及Internet 網(wǎng)相連,實現(xiàn)底層到高層的信息共享。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。
本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活,通過PROFIBUS-DP 總線將現(xiàn)場控制器互連成網(wǎng),用戶可以在中控機上編輯各種條件下的溫度曲線,通過總線快速下傳給現(xiàn)場的控制器,使其依據(jù)接收到的溫度曲線控制染色過程中的溫度,同時可通過PROFIBUS—DP 西門子控制系統(tǒng)代理商控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的上載。
本系統(tǒng)不但可以實現(xiàn)溫度控制,而且根據(jù)需要還可擴展其他染色工藝過程的控制如水位、液位等參數(shù)的控制,具有良好的發(fā)展前景。
本文作者創(chuàng)新點:采用S7-200PLC 作為生產(chǎn)現(xiàn)場的控制器,完成溫度控制,本系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地控制染色產(chǎn)品的質(zhì)量,將產(chǎn)品的質(zhì)量隱患消滅在現(xiàn)場,保證染色*性和一次準(zhǔn)確化;通過PROFIBUS—DP 總線實現(xiàn)快速響應(yīng)、高效率、低成本生產(chǎn),大大提高染整設(shè)備的自動化、連續(xù)化、智能化水平,同時,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可為間歇式染色機與染色廠企業(yè)信息管理層、互連網(wǎng)的連網(wǎng)提供了基礎(chǔ),使設(shè)備的控制系統(tǒng)具有開放性的體系結(jié)構(gòu)。