工业自动化系统在油脂精炼厂的应用

PAGE金蓝领维修电工高级技师论文PAGEPAGE1国家职业资格全国统一鉴定维修电工高级技师论文（国家职业资格一级）论文题目:工业自动化系统在油脂精炼厂的应用姓名：倪科敏身份证号考证号：所在省市：山东省日照市所在单位：日照市弘泰安全技术服务有限公司工业自动化系统在油脂精炼厂的应用姓名：倪科敏单位：日照市弘泰安全技术服务有限公司摘要：本文介绍了工业自动化控制系统在我公司1000t/d的大豆油精炼厂电气自动化控制系统上的应用，通过对大豆油精炼工艺流程及附属配套系统的简单介绍来对我公司电气控制系统体系结构、硬件设计、下位机程序设计和上位机监控组态界面的设计做一个详细的说明。关键字：大豆油精炼PLCInTouchEMC工业以太网随着我国近年来粮油工业的飞速发展，自动化程度在粮油工业生产中要求越来越高，手动、半自动控制已退出历史的舞台。我公司采用了全自动化系统控制生产，将工业自动化技术应用其中，以西门子PLC作为自动化控制系统核心，InTouch10.0和Wincc6.0作为上位机操作界面，取代了传统的继电器控制和人工现场手动操作。通过利用PROFIBUS现场总线和工业以太网组成的工业自动化网络系统，实现数据高速、可靠的双向传输。下面详细介绍工业自动化技术在我公司1000t/d的大豆油精炼厂上的应用。工艺流程及附属工程：大豆油精炼线是将毛油通过中和脱酸脱碱、脱色、、脱臭、公用工程等主要工序炼成可以食用的成品油，附属的配套设施有污水处理工程及油脂发放工程，污水处理工段是将油脂精炼线上产生的工业废水以及公司的生活废水通过曝气、沉降分离等流程转换成符合排放标准的水进行排放。油脂发放工程是接收汽车运输过来的毛油和发放通过精炼生产出来的成品油。全厂用到的主要电气设备有冷冻机、空压机、高压锅炉、泵、控制阀、流量计、传感器、雷达、变送器等。电气控制系统结构：精炼生产线整个电气控制系统是由现场电气设备、MCC（电机控制中心）、下位机PLC控制层和上位机管理操作层组成。现场电气设备到MCC线路连接采用强弱电严格隔离，动力电缆和控制电缆分桥架分管敷设。MCC采用目前比较先进的抽屉式开关柜，现场每个电机都具有其独立的控制单功能FC100、阀门控制功能FC101和系统自带的功能块FB41，然后在各段工序和逻辑单元的FC（功能）里面调用这些模块同时将这些逻辑块FC和FB的数据存放在DB（数据块）里面，最后在OB1（循环组织块）里面依次调用这些逻辑块FC和FB，这样就完成了整个系统的大体逻辑控制。系统程序除了编写了主程序循环模块OB1外，还编写了OB35（循环中断组织块）来用以编辑生产中各部分流量累计和OB80—OB87（异步故障中断组织块）、OB88（处理中断组织块）、OB121和OB122（同步错误中断组织块）用以防止PLC系统出现错误时CPU不至于立即停机而去执行相应的组织块，技术人员可以在CPU诊断中找出错误原因。污水工程和油脂发放工程CPU分别采用314和315-2DP，污水工程扩展机架通过IM365与主机架连接而油脂发放工程由于控制点较少无需扩展模块，通讯模块都采用CP343-1以太网通讯。上位机监控组态软件的应用油脂精炼线上位机监控组态软件采用InTouch10.0组态软件，它是由美国Wonderware公司推出，是世界上最早推出组态软件的公司也是最早进入我国的人机界面（HMI）设计软件。InTouch包含三个主要程序，它们分别是InTouch应用程序管理器、WindowMaker和WindowView。InTouch应用程序管理器用以配置监控界面的动态分辨率转换同时DBDump、DBLoad数据库实用程序也是从应用程序管理器启动。WindowMaker是一种开发环境，用以编辑监控界面，界面里面的每一个图形元素也代表着现场的每一个设备和管线，WindowMaker通过InTouch自带的SystemManagementConsole（系统管理控制台）采集PLC程序里面的变量，并将这些变量配置给对应图形元素的触控式显示窗口。WindowView是一种运行环境，用于显示在WindowMaker中创建的图形窗口，可以执行InTouchQuickScript、执行历史数据记录与报告、处理报警记录与报告、生成生产日报，并同时可以充当DDE与SuiteLink通讯协议的客户端和服务器，这样操作者通过监控工控机里面运行的WindowView来实现对整个生产线每一个设备的控制和工艺过程参数的实时监视。大豆油精炼线使用InTouch软件组态的中和工段监控画面如图3所示。图3中和工段监控画面污水工程和油脂发放工程上位机监控软件都是采用西门子公司的Wincc6.0软件，监控着设备的启停和运行状况和故障报警记录，实时采集着各个工艺数据，自动生成我们所需要的日报表。Wincc作为一个监控组态软件具有强大功能以及高度开放性，可使用户设计出界面良好的、功能完善的监控系统；且由于它能在Windows标准环境下利用各Windows的便利功能，可大为缩短开发生成过程软件包的时间。软件主要包括数据采集和数据管理2个基本功能。数据采集是指从现场采集数据并进行相应处理，采集主要由作为现场控制站的PLC完成。数据管理是把从现场得到的数据进行处理后并把它送到服务器的数据库以及由数据库访问函数读取数据然后再送到应用中去。展望随着信息技术的不断发展，信息交换技术覆盖了各行各业。在自动化领域，越来越多的企业需要建立包含从工厂现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络管控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。我公司油脂生产线和附属工程当时由不同施工方进行施工，生产线和附属的污水处理工程及油脂发放工程的自动控制系统彼此独立，在不久的将来我们准备将这三个工段进行集中起来管理和控制。目前这三个工段PLC与上位机都是通过以太网连接的，而且都是采用S7系列PLC这为集中控制做下了很好的基础，只需统一上位机监控组态软件在同一个工业以太网络里面即可，我们可以利用西门子工业以太网SMATICNET将操作员站、工程师站和下位机PLC通过TCP/IP协议连接起来进行高速传输，SIMATICNET工业以太网符合IEEE802.3标准并提供10Mbit/s以及100Mbit/s快速以太网技术。而且每个工段能够进行数据相互读写，通过调用功能FC5“AG_SEND”和FC6“AG_RECV”，这样三个原来彼此分离的自动控制系统，能够进行高速可靠地相互通讯，从而实现了从现场设备层到控制层再到综合管理层集中获取数据、集中管理和集中控制的DCS控制系统。将三个控制室集中到一个控制室，原本至少需要三个操作人员可以减少到一至两个，不但节省了空间还减少了人力，最关健的是将原本各自独立的系统进行统一起来提高了整个系统的高可靠性、开放性、灵活性、易于维护和协调性。结语我公司大豆油精炼厂电气控制系统采用现代工业自动化系统，不仅保障了我公司生产的安全性、可靠性而且减轻工人劳动强度，降低企业生产成本，减少对环境的污染，提高产品的质量及经济效益，目前虽然整个系统还没有达到最理想的控制状态，但随着后续的改进和完善定会让我公司成为现代化生产型企业。参考文献：[1]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社，200