全塑阻燃带生产线全线长40米,具有生产宽≤1400mm,成品带级别≤10级,年产150万平方米全塑整芯阻燃输送带的生产能力。产品质量明显提高,达到国内同期先进水平。
1、整条生产线工艺布置如下:
2、根据生产线的工艺要求,电气控制系统要具备以下功能:
(1)实现全过程自动化动作,包括开车、停车、报警自停等。又能实现局部手动控制。
(2)实现和过程动作配套的高精度的程序温度控制以及长度、时间的计量。
(3)具备人机对话功能:当系统某一部分出现故障时,S7-200西门子plc能对它们进行实时监测,记忆存储,并快速报警。
(4) 西门子PLC、西门子触摸屏和五个西门子变频器进行网络通信,实现系统间安全连锁。
(5)带体涨力均匀、稳定、准确并且可调整,温度可控,且要稳定。
二、硬件系统构成
I/O分配表
根据设计要求,综合机器的先进性、可靠性和成本因素,硬件采用了如下配置:
1、人机对话界面采用带RS485通讯口的MT6100IV5威纶触摸显示屏。
2、无级调速装置采用分辨率为0.01HZ的MM440型的西门子变频器,可使电机的转速精度达到0.1rpm,从而使拉伸涨力的误差控制在0.2%以内。
3、控制核心采用SIEMENS的S7-200型 PLC型号为S7-226-2BD21-0XBOCPU及EM223模拟输出模块,由于CPU226cn具有2组通讯口中,因此PLC与触摸屏、变频器三者之间采用网络通讯可简化硬件结构,节约成本,充分保证系统的可靠运行。
三、软件系统构成
系统采用网络通讯模式,所以CPU226CN为上位机,五个变频器为下位机,网络间的站址分配为:TP270站址为1,CPU226CN站址为2,五个变频器站址分别是3到7。CPU226CN的一组通讯口以USS协议与变频器进行通讯,另一组通讯口与CH402温控终端进行通讯,利用扩展EM277型号为277-OAA22-OXAO与触摸屏进行点对点(PPI)通讯。操作时,工艺参数通过触摸屏进行输入并通讯进入PLC进行运算,西门子PLC将计算结果按站址传给五个变频器和EM223模块,从而实现对生产线的控制。
1、人机界面
人机对话界面是设置工艺参数的关键,共设置画面8幅,分别为生产线联动控制、参数设定、卷取控制、糊料泵控制、电加热控制、碾辊机与吸毛机控制、参数记录与曲线显示、HMI系统控制。
1)生产线联动控制:实现全过程自动化运行,具备启动、停止、复位和报警功能。
2)参数设定:设定主牵引转速,选择按比例或涨力模式控制副牵引转速,从而实现涨力控制。
3)卷取控制:可与全线联动,也可全线停机后单独控制,便于成品带的收卷。
4)糊料泵控制:实现启动和停止,设置料位计,加满料后自动停机。
5)电加热控制:利用SPR100调功器,控制电加热排,对带体实现预加热。
6)碾辊机和吸毛机控制:根据带芯等级不同实现启动和停止,以利于提高产品质量。
7)参数记录与曲线控制:可实现加热箱温度、白带芯布长、成品带长、涨力值的记录和曲线显示。
8)HMI系统:对HMI系统进行控制和维护。
2、网络通讯
当系统上电后,西门子PLC首先判断网络中的TP270是否存在并与之产生通讯,通讯成功后西门子PLC对站址为3~7的五台变频器进行通讯,并将结果显示出来,无误方可开车,否则提示报警,并显示解决方式。
开车前,工作人员要确定所对工艺参数已经设定好,各个工作单位均已就绪,即可全线起动。工艺参数设定密码保护,只有工作人员输入口令后才能对参数进行修改,且只有在系统停止状态下才能修改,系统启动后,参数设定将被锁定,禁止修改。
3、系统的抗干扰措施
在以S7-200西门子plc为核心的控制系统中,存在多种信号。弱电方面有热电阻4-20mA的标准化信号;S7-200各种输入触点以及控制信号等。强电方面有高速搅拌电动机,各种电磁阀、牵引电机等。由于信号较多,系统布线时难以分开,所以会出现意想不到的干扰信号,这些信号不但会给系统的控制和测量带来误差,有时还会使系统无法正常工作。本系统易受到干扰的是S7-200和传感器信号。
(1)工艺分析 深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。 (2)选择合适的PLC类型 在选择PLC机型时,主要考虑下面几点: 1 功能的选择。 对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能(如中断、PID等)。 2I/O点数的确定。 统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数,并考虑以后的扩充(一般加上10%~20%的备用量),从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3 内存的估算。 用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算:存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 (3)分配I/O点。 分配PLC的输入/输出点,编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图,接着就可以进行PLC程序设计,同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 (4)程序设计。 对于较复杂的控制系统,根据生产工艺要求,画出控制流程图或功能流程图,然后设计出梯形图,再根据梯形图编写语句表程序清单,对程序进行模拟调试和修改,直到满足控制要求为止。 (5)控制柜或操作台的设计和现场施工。 设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图;设计控制系统各部分的电气互锁图;根据图纸进行现场接线,并检查。 (6)应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可先进行分段调试,然后连接起来总调。 (7)编制技术文件。技术文件应包括:可编程控制器的外部接线图等电气图纸,电器布置图,电器元件明细表,顺序功能图,带注释的梯形图和说明。 |