計算機及plc集成控制系統(tǒng)

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1、近年來，國際市場上石化產(chǎn)品的競爭日趨激烈。與國外同類產(chǎn)品相比，我國的石化產(chǎn)品無論在生產(chǎn)工藝上，還是產(chǎn)品質(zhì)量上，都存在著相當大的差距。為改變我國石化產(chǎn)品發(fā)展嚴重滯后的局面，國內(nèi)石化行業(yè)的許多廠家已開始向產(chǎn)品的多樣化、添加劑材料和配方的高科技化邁進。我們應有關(guān)廠家提出的技術(shù)要求，針對石化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復雜、添加劑配比要求嚴格、品種多樣、互換性差的特點，開發(fā)研制了計算機與PLC集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)控制可靠、操作簡便、開放性強、性能價格比高，在國內(nèi)石化系統(tǒng)的數(shù)家企業(yè)推廣應用后，受到好評。1、系統(tǒng)組成計算機與PLC集成控制系統(tǒng)由生產(chǎn)系統(tǒng)和非生

2、產(chǎn)系統(tǒng)二部分組成(如圖1)。生產(chǎn)系統(tǒng)主要由微型機、適配器、PLC、執(zhí)行機構(gòu)及現(xiàn)場儀表等部分組成。非生產(chǎn)系統(tǒng)主要由工藝流程模擬顯示屏、電視監(jiān)視設備、現(xiàn)場通話設備、質(zhì)量檢查系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等部分組成。中央控制室負責處理來自生產(chǎn)系統(tǒng)和非生產(chǎn)系統(tǒng)的大量信息。通過計算機與PLC集成控制系統(tǒng)，將潤滑油廠的各生產(chǎn)車間、附屬部門以及總廠廠部聯(lián)成了密不可分的整體，從而最大限度地利用了信息資源圖1計算機集成控制系統(tǒng)的組成2、　系統(tǒng)功能　　為滿足用戶提出的技術(shù)要求和現(xiàn)場的工況，此控制系統(tǒng)的設計具有以下功能：　　1.根據(jù)用戶提出的技術(shù)要求，按照添加劑配

3、方的比例精確地配制生產(chǎn)各種型號的石化產(chǎn)品，并且通過微型機和現(xiàn)場PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化。2.通過自行開發(fā)的計算機軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)控。良好的人機界面、清晰的組態(tài)圖形，使得操作人員通過計算機屏幕，對于現(xiàn)場的各種工況變化一目了然。3.在現(xiàn)場生產(chǎn)中，為提高整個控制系統(tǒng)的精確性，在攪拌器、電動機、電動閥、電磁閥等設備上均設計了局部反饋功能，這些相互獨立系統(tǒng)的局部反饋功能構(gòu)成了對總系統(tǒng)反饋控制的有力支持。4.當系統(tǒng)出現(xiàn)壓力報警或油面報警時，一方面通過PLC程序?qū)崿F(xiàn)自動停車，另一方面借助于語音卡，在控制間的操作人員可以立

4、即聽到報警信號，及時采取相應措施。5.考慮到生產(chǎn)現(xiàn)場某些部位屬于高溫、有害氣體殘留處，技術(shù)人員不宜靠近，在現(xiàn)場設置了電視監(jiān)視設備，讓技術(shù)人員實現(xiàn)遠程監(jiān)控。為便于管理，還安裝了現(xiàn)場通話設備。6.在中央控制室設置了1個大屏幕模擬顯示屏，在屏幕上不僅可以顯示總廠所有管道線路，而且能夠動態(tài)顯示油的液位、流向，讓高層管理人員從宏觀上掌握全廠的生產(chǎn)狀況。7.通過微機聯(lián)網(wǎng)，質(zhì)量檢查部門可以直接得到工業(yè)現(xiàn)場的信息，各管理部門之間也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)共享。3、　硬件與軟件設計3、1　硬件設計在本系統(tǒng)中，工業(yè)現(xiàn)場控制是核心，而工業(yè)現(xiàn)場控制主要由P

5、LC系統(tǒng)完成，所以如何合理有效地使用PLC技術(shù)就成了設計的關(guān)鍵。PLC的特點是控制可靠，編程簡單，但程序內(nèi)存不大，不能進行復雜的編程；而石化產(chǎn)品的特點是生產(chǎn)工藝復雜，產(chǎn)品型號繁多，往往1條生產(chǎn)線就能夠生產(chǎn)幾十種型號的產(chǎn)品。這就形成了一對矛盾。如果設計時采用常規(guī)的PLC控制系統(tǒng)，那么1條生產(chǎn)線就需要20幾臺PLC基本模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊。投資巨大，而且按照現(xiàn)代控制理論，在1個控制系統(tǒng)中配置的控制模塊越多，控制越不可靠。為了減少投資和增強控制的可靠性，在PLC控制系統(tǒng)的硬件配置上進行了多項創(chuàng)新?！　∫詽櫥蜕a(chǎn)線為例，在潤滑油生產(chǎn)車間

6、，有攪拌溫度、添加劑溫度、輸油泵壓力、油罐的液面等共計32路模擬信號需要檢測。如果按常規(guī)設計，需要8塊FX-4AD模塊。為減少投資，設計了多路開關(guān)切換電路，只用2塊FX-4AD模塊就完成了全部功能。圖2為FX-4AD模塊的多路開關(guān)切換示意圖圖2　FX-4AD模塊的多路開關(guān)切換示意圖圖2中，F(xiàn)X-4AD模塊為12位4通道模擬量輸入模塊，Y0、Y1、Y2、Y3為PLC的任意輸出觸點。FX-4AD模塊的多路開關(guān)切換電路的設計實質(zhì)上是通過1個多路開關(guān)控制FX-4AD模塊分別去完成攪拌溫度檢測、添加劑溫度檢測、輸油泵壓力檢測及油罐液面檢測4

7、項功能，其中多路開關(guān)的4個轉(zhuǎn)換觸點接PLC的輸出觸點，由PLC編程控制。這個多路開關(guān)切換電路簡單實用，而且節(jié)省了大量投資，實踐證明，該電路在控制精度上完全滿足用戶的需要。3、2　軟件設計在計算機與PLC集成控制系統(tǒng)的軟件設計中，也采用了許多新的設計思想。　　仍以潤滑油生產(chǎn)車間為例，按照用戶提出的72種潤滑油的生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，如果用常規(guī)方法編程，需要12臺PLC基本模塊。為節(jié)約投資，我們充分利用PLC的文件寄存器(2000點)，用逐項查表的方法編寫了1個72種潤滑油的通用程序，用1臺PLC基本模塊帶2臺PLC擴展模塊的方式完成了

8、過去需要12臺PLC才能實現(xiàn)的功能?！　∥覀冞x用了三菱公司生產(chǎn)的FX系列的可編程序控制器，文件寄存器共計2000點(D1000～D2999)。為節(jié)約程序內(nèi)存，充分利用PLC本身提供的指令資源，我們選用了字傳送方式，用1個16bit的字來控制PLC觸