GE Fanuc自動化產(chǎn)品在紡織行業(yè)的應用

本文只要是講GE Fanuc自動化公司的PLC、CIMPLICITY HMI和QuickPanel在山東如意2萬噸滌綸生產(chǎn)線后紡部分的應用。

　　為滿足現(xiàn)代化紡織工業(yè)高自動化、高效，高可靠和高精度的要求，可編程控制器、人機界面、和變頻傳動在紡織工業(yè)取得了廣泛的應用。GE Fanuc自動化公司的產(chǎn)品以其網(wǎng)絡功能豐富、產(chǎn)品齊全、低成本、高性能在紡織行業(yè)得到了很好的應用。山東如意2萬噸滌綸生產(chǎn)線由前紡部分和后紡部分組成。

　　◆前紡部分主要由熔體輸送、紡絲、卷繞等部分組成，熔體輸送部分包括熔體溫度、壓力、熱媒交換溫度、壓力、熔體增壓泵、熱媒循環(huán)泵等設備的控制。此部分由于系統(tǒng)要求多由DCS系統(tǒng)進行控制。

　　◆后紡部分設備包括集束架、導絲機、浸油槽、一道牽伸機、水浴牽伸槽、二道牽伸機、蒸汽加熱箱、緊張熱定型機、噴淋冷卻裝置、三道牽伸機、疊絲機、三輥牽引機、張力架、卷曲機加熱箱、卷曲機、輔絲機、上油輪等。控制包括所有設備的傳動、潤滑、溫度、壓力及風機油泵等的控制。此部分多采用PLC進行控制。

　　本控制系統(tǒng)由三部分構成，分別為：中央控制器部分、現(xiàn)場I/O部分和人機界面部分。現(xiàn)場根據(jù)工藝要求設有8個現(xiàn)場控制站、40個按鈕盒及1個數(shù)碼報警指示箱。

　　控制系統(tǒng)：

　　◆中央控制器采用GE公司的90-30型PLC，它是GE Fanuc自動化公司的系列90可編程控制器家庭中的一員 ，提供最先進的編程特性，易于組態(tài)便于安裝，它的CPU具有強大的功能 ，如內裝PID，結構化編程，中斷控制 ，間接尋址及各種功能模塊，能完成復雜的操作。

　　◆現(xiàn)場控制站采用GE Fanuc自動化公司的VersaMAX系列遠程I/O，它是目前唯一的一種既可以作為其它主控設備的I/O模塊 ，以可以單獨構成PLC系統(tǒng)，還可以作為分布式控制系統(tǒng)的產(chǎn)品。它是真正的即插即用，I/O模塊可以帶電插拔；省配線 ，安裝費用低；高通訊速率；高可靠性。

　　◆系統(tǒng)采用溫度控制模塊對機組溫度回路進行控制；采用溫度檢測模塊對機組各溫度回路進行檢測，并送上位機顯示；采用PID控制模塊對機組模擬量回路進行PID檢測控制，采用I/O模塊對機組開關量進行通斷控制。

　　◆中央控制器和遠程操作站、變頻器之間采用PROFIBUS現(xiàn)場總線方式連接。90-30PLC機架上配置PROFIBUS主站模塊 工業(yè)自動化網(wǎng) ，通過PROFIBUS網(wǎng)絡連接9臺逆變器，形成了一個高速、長距離、高可靠性的工業(yè)控制網(wǎng)絡。在PROFIBUS通訊中，PLC主機對從機進行輪詢 ，從機響應主機的查詢并執(zhí)行主機的命令，在本系統(tǒng)中，PLC從變頻器中讀取電流、頻率等，并由通訊將傳動控制參數(shù)（如：開、停、升降速等）傳送到變頻器。

　　◆現(xiàn)場設置一個數(shù)碼報警指示箱。此設備與PLC也以PROFIBUS總線方式連接，可以實時地從PLC中獲取報警信息，全面、直觀、醒目地展示各類報警版權所有 ，指導工人進行操作，使對故障的處理更方便。

現(xiàn)場總線的大量采用，提高了系統(tǒng)的可靠性，方便了工程施工。

　　人機界面：

　　上位機軟件采用美國GE Fanuc自動化公司運行在微軟Windows2000平臺下的CIMPLICITY HMI開發(fā)，與PLC之間采用10M以太網(wǎng)連接；現(xiàn)場觸摸屏采用QuickPanel，通過Profibus總線連接到中央處理器。

通過操作控制室上位機和設在現(xiàn)場的觸摸屏，本系統(tǒng)可以完成系統(tǒng)的操作、監(jiān)視、設定、管理等人機對話。主要功能有全系統(tǒng)工藝流程和數(shù)據(jù)顯示、集中操作設定、處理報警、實時值和設定值記錄趨勢存儲、故障歷史及故障原因、各單機運行狀態(tài)及各種工藝參數(shù)實時值和設定值的比較， 具體介紹如下：

·總貌圖顯示：集中顯示系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)，設備的運行狀態(tài)，開關狀態(tài)，有助于操作工進行抄表，做生產(chǎn)記錄。

·系統(tǒng)結構圖顯示：以樹狀形式顯示整個系統(tǒng)的結構。

·工藝流程圖顯示：提供優(yōu)美的系統(tǒng)工藝流程圖，生產(chǎn)線流水作業(yè)的動態(tài)顯示效果。監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，顯示主傳動設備的電流，轉速，牽伸比，啟動，停止狀態(tài)，及低速時間，高速時間，低速啟動時間，高速加速時間，聯(lián)合機停車時間，緊急停車時間，總牽伸比。畫面上還做到系統(tǒng)啟動準備（所有的潤滑泵啟動，油壓達到工藝要求時，油壓開關閉合），電機的單動，聯(lián)動狀態(tài)監(jiān)控。

·實時趨勢顯示：包括牽伸比實時趨勢圖和轉速實時趨勢圖，用于監(jiān)視導絲機，一道牽伸機，二道牽伸機，三道牽伸機，緊張熱定型機，疊絲機，卷曲機的轉速是否同步和實際牽伸比是否符合技術工藝要求。

·歷史趨勢顯示：包括轉速，牽伸比，溫度，壓力等檢測點的歷史趨勢曲線，可以記錄過去10天歷史數(shù)據(jù)，操作工可以方便查看過去某一時刻的數(shù)據(jù)，歷史曲線可以前后翻頁，放大，縮小，畫面顯示的長度可以改變，改變范圍有10秒，30秒，1分鐘，30分鐘，1小時，8小時，16小時，24小時，30小時。

·PID操作：畫面上有設定值（SP）、檢測值（PV）、輸出量（OP）的值顯示，棒圖操作，手動、自動的自由切換，同時上面有整定，趨勢按鈕，可以調出PID的P、I、D參數(shù)并進行修改，結合三者的實時曲線圖，更方便的快速的使控制回路穩(wěn)定。

·參數(shù)整定：數(shù)據(jù)集中設定畫面，包括牽伸比，速度變比的設定。數(shù)據(jù)的設定必須有一定的權限（管理員級別），一般操作人員不允許修改此表。

·報警操作，記錄報警時間，報警類型，報警級別，報警點名字，報警組號，報警值，特別對于模擬量報警有多種類型,如上限、上上限、下限、下下限、變化率、最小偏差和最大偏差等等，而報警的優(yōu)先級可達999種，操作工可以進行報警確認。報警列表，以發(fā)生的前后次序顯示歷史報警。

整個生產(chǎn)的控制系統(tǒng)全部采用了GE Fanuc自動化公司產(chǎn)品，保證了系統(tǒng)運行的連續(xù)性與高可靠性。

系統(tǒng)的人機接口除了采用上位工業(yè)控制計算機外還可在現(xiàn)場增加現(xiàn)場操作接口（觸摸屏），提供豐富的接口界面，便于分散控制與集中管理。

系統(tǒng)的可編程序控制器采用了現(xiàn)場總線的分布式I/O結構，從而結省了大量的現(xiàn)場接線并且大大減少了系統(tǒng)的維護工作量。