資訊頻道

      金霸王電池鋅漿站電氣改造

      公司簡介
      金霸王(Duracell)是世界領(lǐng)先的高性能堿性電池制造商,于1964年于美國注冊,擁有堿性電池專有的生產(chǎn)和配方技術(shù),于2005年被寶潔(P&G)收購,本案位于金霸王東莞工廠。
      應(yīng)用背景
      金霸王(中國)有限公司東莞工廠HSCL#1生產(chǎn)線原采用GE9070(PLC1)和GE9030(PLC2、3)進(jìn)行控制。現(xiàn)因生產(chǎn)線上的鋅漿站(Slurry Station)改造需要(原使用Emerson運(yùn)動控制系統(tǒng)),根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研和討論決定使用GE PAC3i系列PLC以及發(fā)那科伺服對系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。
      原系統(tǒng)情況
      系統(tǒng)原有的PLC1為全線主控PLC,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)線(含鋅漿站)的運(yùn)作,PLC2、3通過Genius網(wǎng)絡(luò)與PLC1通信,向其傳送生產(chǎn)線各部分的工作狀態(tài),并接收PLC1的控制指令。PLC1通過接收安裝在鋅漿站上的E-Cam脈沖,計(jì)算鋅漿站上每個(gè)Station的工作狀態(tài),結(jié)合PLC3上傳的Present信息以及各種故障報(bào)警,控制鋅漿站旋轉(zhuǎn)體上的Emerson伺服系統(tǒng)驅(qū)動48臺電機(jī)(24個(gè)Station)進(jìn)行Lift、Pump、和Refill的動作,由于已經(jīng)有了超過十年的服役時(shí)間,系統(tǒng)穩(wěn)定性出現(xiàn)了一些問題。(右圖為原系統(tǒng))
      改造系統(tǒng)方案
      新線改造后,原鋅漿站上的全部機(jī)械和電氣部分將被拆除,原有位置將安裝新的機(jī)械裝置和電控部分。新的電控部分包括:
      1.兩臺PAC 3i PLC (安裝運(yùn)動控制模塊DSM324i)通過放大器分別控制12個(gè)Station的伺服系統(tǒng),每個(gè)Station包含有一臺Lift和一臺Pump,24軸,兩套總共48軸。
      2.1套ET200S用于控制伺服系統(tǒng)的電源以及伺服放大器Enable信號;
      3.一臺以太網(wǎng)交換機(jī)用于在PLC5、6、7及Quick Panel之間建立數(shù)據(jù)通道,傳遞各種報(bào)警和配方信息;
      4.PLC5、6、7之間通過Profibus總線傳輸實(shí)時(shí)控制信息。
      在鋅漿站外部將安裝一臺新的PAC 3i PLC(PLC7)用于調(diào)度鋅漿站內(nèi)各個(gè)Station的動作并控制ET200 對伺服放大器的上電動作,同時(shí)采集PLC5、6的故障信息傳遞給PLC1并接收PLC1傳來的相關(guān)指令(如E-Stop)。
      系統(tǒng)架構(gòu)
      控制要求-按工藝分為不同模塊
      模塊1:鋅漿站灌漿操作控制(PLC 7)
      PLC7作為鋅漿站的主控PLC包含有以下幾個(gè)動能模塊:
      1. 電池空位信號檢測:電池體進(jìn)入鋅漿旋轉(zhuǎn)體前,需要提前檢測流水線上是否存在空位。如果檢測到空位,則對應(yīng)的灌漿站(Station)不進(jìn)行灌漿動作。
      2. 灌漿時(shí)序控制:PLC 7接受E-Cam的7組脈沖輸出信號,根據(jù)生產(chǎn)工藝流程運(yùn)算出時(shí)序控制信號,并以Profibus通訊方式將控制信號發(fā)給PLC5、6以完成具體的灌漿操作。
      3. 鋅漿站初始化控制:用于上電時(shí)初始化鋅漿站,包括分步上電、配方管理(一個(gè)配方,可更改)、通信配置等。
      4. 系統(tǒng)報(bào)警及錯(cuò)誤處理:PLC7將采集從站(PLC 5、6、ET200S)的報(bào)警,作出邏輯判斷并將報(bào)警通過以太網(wǎng)發(fā)送給PLC 1。由PLC5、6檢測到的單個(gè)Station故障只影響該Station的動作,鋅漿站其他Station將繼續(xù)工作。由于故障導(dǎo)致停線時(shí),已經(jīng)觸發(fā)的動作將繼續(xù)執(zhí)行完成。
      5. E-Stop處理:PLC1可向PLC7發(fā)送E-Stop信號,PLC7在接收到該信號后將切斷鋅漿站的電源。伺服放大器上的E-Stop信號將連至外部的急停控制器上,用于急停聯(lián)動。急停恢復(fù)時(shí)PLC5、6、7均須做一次初始化操作,以保證安全。
      模塊2:鋅漿站灌漿工藝過程控制(PLC 5、6)
      PLC5、6作為鋅漿站的運(yùn)動控制PLC,配置有DSM324運(yùn)動控制模塊,其功能包括:
      1. Station運(yùn)動控制:通過運(yùn)動子程序調(diào)用控制伺服放大器和伺服電機(jī)完成灌漿動作。從站以ProfiBus通訊方式接受來自主站PLC 7的灌漿控制信號, 分別對站1-12和站13-24進(jìn)行灌漿工藝過程控制。
      2. 系統(tǒng)報(bào)警及錯(cuò)誤處理:用于捕獲系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的設(shè)備報(bào)警,并根據(jù)報(bào)警進(jìn)行錯(cuò)誤處理,如產(chǎn)生系統(tǒng)報(bào)警標(biāo)志位。伺服部分的報(bào)警盡量詳細(xì),并能顯示在Panel上。
      3. 配方管理:PLC5、6將保存最后一次正常的配方,在每次上電時(shí)自動調(diào)用該配方。Quick Panel對配方的修改將保存在PLC5、6中。
      模塊3:操作面板現(xiàn)場操作
      新安裝的Quick Panel將通過以太網(wǎng)與PLC5、6、7通信,可完成以下功能:
      1. 設(shè)備的控制和監(jiān)視:用戶可以通過現(xiàn)場觸摸屏監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)點(diǎn)和控制設(shè)備的動作;
      2. 配方參數(shù)設(shè)置:用戶可以通過現(xiàn)場觸摸屏設(shè)置相關(guān)的配方參數(shù);
      3. 報(bào)警信息采集及系統(tǒng)報(bào)警復(fù)位:現(xiàn)場觸摸屏可以顯示當(dāng)前產(chǎn)生的報(bào)警描述信息,報(bào)警信息為用戶提供故障解決的參考。用戶解決設(shè)備故障之后,可通過觸摸屏復(fù)位掉之前產(chǎn)生的報(bào)警并讓系統(tǒng)重新正常運(yùn)行。
      4. 故障信息統(tǒng)計(jì)功能:可分類統(tǒng)計(jì)每個(gè)Station的錯(cuò)誤。
      5. 報(bào)警可考慮形象直觀的提醒圖標(biāo)。
      原有控制系統(tǒng)功能改造(PLC1、PCM、PLC3)
      1. 移除原先PLC 1中Emerson 運(yùn)動控制系統(tǒng)的控制程序,并將原先PLC 1中鋅漿站時(shí)序控制程序移植到PLC 7中;
      2. PLC1需通過以太網(wǎng)發(fā)送Set、Reset信號給PLC7,用于清除所有的錯(cuò)誤。
      3. PLC1和PLC7之間需作通信檢測。
      4. 在原先PLC 1中PCM模塊上修改相關(guān)報(bào)警信息;
      5. 原有空位檢測信號由PLC3移至PLC7后,需對PLC3程序進(jìn)行部分修改。原有的鋅漿站出錯(cuò)檢測信號將繼續(xù)保留。
      6. PLC1上原有的鋅漿低液位報(bào)警信號繼續(xù)保留。
      I/O信號硬件接口
      1. E-CAM脈沖輸出信號:此次鋅漿站該改造使用成熟的E-CAM脈沖信號觸發(fā)的方式來控制灌漿站的工藝流程,E-CAM脈沖輸出通道改成PNP輸出類型。該部分時(shí)序控制使用以前控制方式,可直接使用現(xiàn)有的配置參數(shù)來配置E-CAM。E-CAM信號一共使用了8個(gè)輸出通道,信號直接接到PAC 3i主站(PLC 7)輸入模塊。
      2. Lift及Pump到位檢測信號:該信號已連接到現(xiàn)有的PLC3中,用于檢測各個(gè)Station的Lift及Pump動作是否到位,如未到位將通過PLC1觸發(fā)系統(tǒng)停線。
      3. 檢修門鎖閉信號(Output):該信號由PLC7產(chǎn)生,當(dāng)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí),將檢修門鎖閉;
      4. 檢修門關(guān)閉到位信號(Input):該信號接入PLC7并通信給PLC1,當(dāng)鋅漿站檢修門未關(guān)到位時(shí)將觸發(fā)系統(tǒng)停線。
      5. Power On/Off 信號:該信號已接入PLC1 Block6,用于軟起/停鋅漿站。該信號在改造時(shí)將接至PLC7,PLC7控制接觸器切斷鋅漿站電源。該開關(guān)考慮放置在不易接觸到的地方。
      6. 電池體空位檢測信號:在鋅漿站前安裝空位接近開關(guān),信號直接接到PLC 7輸入模塊,用于PLC7判斷是否存在空位。
      7. E-Stop:該信號以硬線方式接入伺服放大器和PLC1。
      8. PLC1上原有的鋅漿低液位報(bào)警信號繼續(xù)保留。
      9. 現(xiàn)有Panel上的各種開關(guān)、按鈕、控制面板需作調(diào)整,安裝新的Quick Panel后需考慮Panel 24VDC的供電。原有接入PLC1 Block 7控制鋅漿站的按鈕將取消。其他控制按鈕,含后來新增的按鈕將保留。
      PLC間信息交互通訊接口
      1. Profibus通訊:系統(tǒng)主站PLC 7和從站PLC5、6以及ET200S之間使用Profibus通訊交互報(bào)警數(shù)據(jù)和控制信號。
      2. 以太網(wǎng)通訊:PLC 7需要通過以太網(wǎng)發(fā)送報(bào)警給PLC 1,同時(shí)PLC 7也要接受來至PLC 1的停線或急停信號。現(xiàn)場觸摸屏通過以太網(wǎng)和PLC 7進(jìn)行通訊,采集監(jiān)視設(shè)備狀態(tài),采集報(bào)警信息以及發(fā)送Reset信號。
      項(xiàng)目實(shí)施效果
      項(xiàng)目竣工以來,GE PLC和Fanuc伺服系統(tǒng)憑借其穩(wěn)定和精準(zhǔn)控制保證了設(shè)備24小時(shí)/天 無間斷定工作,保證工廠日均產(chǎn)量,客戶對實(shí)施效果深表滿意,后續(xù)其他改造項(xiàng)目正在進(jìn)一步洽談中。

      關(guān)于GE智能平臺

      GE智能平臺是一個(gè)提供高新技術(shù)的企業(yè),它為世界各地的用戶提供用于自動化控制的軟件、硬件和技術(shù)服務(wù)以及嵌入式計(jì)算。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)獨(dú)特的,靈活的,超可靠的技術(shù)基礎(chǔ),使得他們在包括能源、水處理、消費(fèi)品、國防和防御,以及通訊等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域獲得持續(xù)的優(yōu)勢。GE智能平臺是一家總部設(shè)在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業(yè),是GE企業(yè)解決方案集團(tuán)公司的一員。想獲取更多信息,請?jiān)L問:www.ge-ip.com/cn

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