詳細介紹
西門子控制系統代理商對于不同的染色品種,其對溫度的要求是不同的,因此對應的溫度工藝曲線也是不同的,若將所有染色品種的溫度工藝曲線都存入現場溫度控制器中,則對該控制器的內存要求非常高,導致系統臃腫,因此本系統設計通過一臺中控機,將工藝人員設定的不同的溫度工藝曲線,全部由工作人員在中控機上輸入后經PROFIBUS—DP 現場總線下傳給現場控制器,現場控制器根據接收的溫度工藝曲線進行溫度控制,同時現場控制器可以隨時向中控機申請修改溫度工 藝曲線的參數。在網絡中斷時,現場控制器可以保存當前的溫度工藝曲線,并且具有斷電長期保存當前溫度曲線的功能。
2)溫度控制要求
在染色工藝過程中,典型的工藝曲線如圖1 下所示:
圖1 典型的工藝曲線
由圖 1 可知,染色工藝可以分為多個曲線段,不同的曲線段對應不同的溫度。對染色過程的溫度控制主要是對染槽升溫、保溫、降溫,結合生產的實際要求又將升溫分為直接升溫到溫度和按斜率準確地升溫到溫度;同理,降溫也分為直接降溫到溫度和根據斜率準確地降溫到溫度。因此溫度控制分為五個子程序:直接升溫、按斜率升溫、保溫、直接降溫、按斜率降溫。直接升溫還是斜率升溫、直接降溫還是斜率降溫根據實際需要通過中控機設定,而后由現場控制器PLC 的主程序調用相應子程序。
3)報警及顯示功能
為系統設置了一個 TD 200 文本顯示器,顯示染色過程中的一些操作和報警信息,該顯示器適用于所有西門子S7-200 系列的PLC。
4)中控機監控要求
采用西門子公司的WINCC 實現中控機對現場PLC 的監控,主要實現當前溫度顯示、動態溫度曲線顯示、溫度等參數設置、報警記錄和打印報表等功能。
3 系統的硬件構成
本系統采用西門子公司推出的 S7-200PLC 作為現場控制器,選用CPU226 主機模塊;通過CP5613 卡完成現場控制器同中控機之間的通信。現場控制器S7-200 擴展了一塊智能溫度數據采集模塊EM231,該模塊帶有4 個模擬輸入點,集成有16 位/轉換器,分辨率達0.1℃,能自動進行線性化處理,有冷端補償功能,不再需要外部變送器,一個模塊就能完成數據采集及數據處理功能。系統的溫度信號的檢測采用鉑電阻PT100,鉑電阻具有測量精度高、性能穩定可靠的特點,在工業上廣泛用于-200℃~+500℃之間的溫度測量。由于現場控制器S7-200 不能直接同PROFIBUS—DP 現場總線相連,因而為S7-200 外擴了PROFIBUSDP 模塊EM277。
對于不同的染色品種,對應的溫度工藝曲線也是不同的,若將所有可能用到的溫度曲線存入現場控制器中,則對現場控制器的內存要求很高,因此本系統設計通過中控機,將工藝人員設定的不同的溫度工藝曲線,全部由工作人員在中控機上輸入后經PROFIBUS—DP 現場總線下傳給現場控制器,現場控制器根據接收的溫度工藝曲線進行溫度控制,同時現場控制器可以隨時向中控機申請修改溫度工藝曲線的參數。在網絡中斷時,現場控制器可以保存當前的溫度工藝曲線,并且具有斷電長期保存當前溫度曲線的功能,同時可以將現場的溫度等信號上傳至中控機,形成監控界面,如果需要可以通過網卡將中控機同工廠信息網以及Internet 網相連,實現底層到高層的信息共享。系統的結構圖如圖2 所示。
本系統結構靈活,通過PROFIBUS-DP 總線將現場控制器互連成網,用戶可以在中控機上編輯各種條件下的溫度曲線,通過總線快速下傳給現場的控制器,使其依據接收到的溫度曲線控制染色過程中的溫度,同時可通過PROFIBUS—DP 西門子控制系統代理商控制網絡實現現場數據的上載。
本系統不但可以實現溫度控制,而且根據需要還可擴展其他染色工藝過程的控制如水位、液位等參數的控制,具有良好的發展前景。
本文作者創新點:采用S7-200PLC 作為生產現場的控制器,完成溫度控制,本系統能及時準確地控制染色產品的質量,將產品的質量隱患消滅在現場,保證染色*性和一次準確化;通過PROFIBUS—DP 總線實現快速響應、高效率、低成本生產,大大提高染整設備的自動化、連續化、智能化水平,同時,應用網絡通信技術可為間歇式染色機與染色廠企業信息管理層、互連網的連網提供了基礎,使設備的控制系統具有開放性的體系結構。