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。
系統(tǒng)簡介:
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。
系統(tǒng)結構:
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。
網(wǎng)絡結構:
◆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。
系統(tǒng)功能
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。
實施結果
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。
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