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鄭州豫鑫電氣控制技術(shù)有限公司
聯(lián)系人：王經(jīng)理
手機(jī)：18537181588
電話：0371-56059910
傳真：0371-86068278
地址：鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)西四環(huán)路228號(hào)第11幢10層15號(hào)房1002室
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技術(shù)支持
當(dāng)前位置：網(wǎng)站首頁(yè) -> 技術(shù)支持糧食工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備
發(fā)布時(shí)間：2020-07-20 新聞來(lái)源：食品機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：
基于監(jiān)控計(jì)算機(jī)（PC）、可編程控制器（PLC）、人機(jī)界面（HMI）、智能儀表、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)DCS（分布式控制系統(tǒng)）和FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）的自動(dòng)化，在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)代化生產(chǎn)線已廣泛應(yīng)用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)：近年來(lái)全球PLC的運(yùn)用行業(yè)，以終用戶分類：汽車占23%；糧食加工占16.4%；化工占14.6%；金屬礦山占11.5%；造紙占11.3%；其他占23.2%。可見，PLC系統(tǒng)在糧食加工業(yè)的應(yīng)用很廣。
自動(dòng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)系統(tǒng)的組成
自動(dòng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、觸模屏、可編程控制器（PLC）、檢測(cè)傳感器、電機(jī)控制中心（MCC）組成。系統(tǒng)采用RS-485遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)的分布測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)，PC、觸摸屏作上位機(jī)，PLC、電子流量計(jì)、稱重模塊作下位機(jī)。主機(jī)的RS-232串口經(jīng)外插式RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器變成RS-485數(shù)字信號(hào)總線，上位機(jī)和下位機(jī)通過(guò)RS-485數(shù)字信號(hào)總線進(jìn)行串行通信，使整個(gè)生產(chǎn)線處于計(jì)算機(jī)控制和管理下。
控制方式
設(shè)計(jì)上從安全、可靠、方便、簡(jiǎn)潔的原則出發(fā)，系統(tǒng)控制分三個(gè)層次：
◆現(xiàn)場(chǎng)控制：每臺(tái)設(shè)備設(shè)置機(jī)旁開關(guān)，該開關(guān)有三檔位置：
a、手頭控制檔：當(dāng)置于手動(dòng)位置時(shí)，集控中心交出該設(shè)備控制權(quán)，操作者可在機(jī)旁直接啟動(dòng)該設(shè)備。它主要用來(lái)單機(jī)設(shè)備的調(diào)試。
b、停止檔：當(dāng)置于停止位置時(shí)，該設(shè)備即不受集控中心控制，也不能手動(dòng)啟動(dòng)。它主要在設(shè)備檢修時(shí)用。
c、自動(dòng)控制檔：當(dāng)置于自控檔時(shí)，設(shè)備由集控中心自動(dòng)控制。
◆集控中心自動(dòng)控制：該功能為系統(tǒng)的主流控制方式，生產(chǎn)過(guò)程的控制由操作員站和PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。
◆在觸摸屏界面上設(shè)置有系統(tǒng)的自動(dòng)—手動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕，在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，只要觸摸某臺(tái)設(shè)備，即可啟動(dòng)該設(shè)備，該功能主要用來(lái)系統(tǒng)的調(diào)試。
生產(chǎn)操作界面
現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作界面采用彩色觸摸屏，負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面，使操作員通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值以及是否有故障報(bào)警發(fā)生，并可對(duì)工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。遠(yuǎn)程控制界面選擇研華工控機(jī)（PC）。觸摸屏的主要功能：
◆動(dòng)態(tài)模擬顯示各段工藝流程、生產(chǎn)報(bào)表、生產(chǎn)數(shù)據(jù)；
◆每幅畫面都設(shè)置有操作按鈕，如畫面切換按鈕、生產(chǎn)過(guò)程啟/?？刂瓢粹o、報(bào)警按鈕、緊急按鈕等；
◆事件報(bào)警：生產(chǎn)中出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)報(bào)警并用文字顯示故障類型，同時(shí)畫面自動(dòng)切換至故障所在的流程畫面；
◆設(shè)備由靜態(tài)到運(yùn)行，畫面模擬動(dòng)畫顯示；
◆權(quán)限管理：操作員只有在開機(jī)時(shí)輸入正確的登陸密碼后，觸摸屏才能進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
◆打印輸出班報(bào)表、月報(bào)表。
觸摸屏通過(guò)電纜連結(jié)到SZ-4M的第二通信口，通信距離為30m之內(nèi)。
監(jiān)控計(jì)算機(jī)
監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)R232/R485適配器及雙絞線連結(jié)到SZ-4m的*通信口，通信距離為1400m以內(nèi)，軟件采用組態(tài)王5.01。監(jiān)控計(jì)算機(jī)的功能除了觸摸屏全部功能外，還兼有工程師站的作用，它能對(duì)下位機(jī)（PLC）的程序進(jìn)行修改、配置。為了管理的需要，充分發(fā)揮電腦的資源優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)建立了如下兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：
◆生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)：（產(chǎn)量、出品率、電量、噸谷電耗、流量）。
◆設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫(kù)：（設(shè)備過(guò)載、溢流、失速、倉(cāng)空、倉(cāng)滿、故障恢復(fù)）。下位機(jī)（PLC）的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備故障都實(shí)時(shí)記錄，并保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可以很方便查詢某年某月某時(shí)某秒的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，故障發(fā)生的時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間，并能生成各種生產(chǎn)報(bào)表，進(jìn)行打印輸出。
監(jiān)控計(jì)算機(jī)既可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可作為現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏的冗余設(shè)計(jì)來(lái)使用。監(jiān)控計(jì)算機(jī)可與單位的局域網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
PLC的配置
在大中型糧食加工廠，由于工藝流程復(fù)雜、設(shè)備多，為了使眾多的設(shè)備協(xié)調(diào)一致地按工藝要求自動(dòng)工作，達(dá)到佳狀態(tài)，單靠人的觀察和操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能所及。例如，對(duì)物料流量的控制、原糧及成品的料位控制、動(dòng)態(tài)計(jì)量控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋、設(shè)備的安全保護(hù)、故障的顯示報(bào)警、故障情況下設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)等，這些要靠PLC來(lái)完成。
控制功能
◆工藝流程啟動(dòng)：工藝流程啟動(dòng)分工段進(jìn)行，各工段可單獨(dú)按工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，也可按工段由后向前自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)。各工段內(nèi)工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，先啟動(dòng)相應(yīng)的空壓機(jī)，通風(fēng)除塵系統(tǒng)，然后按物流逆向延時(shí)，逐臺(tái)啟動(dòng)各工藝設(shè)備。
◆工藝流程停止：工藝流程停止有三種方式：
a、正常停止：首先關(guān)閉所有放料氣動(dòng)門，然后按工藝順物流方向逐臺(tái)延時(shí)自動(dòng)聯(lián)鎖停車，后停止除塵設(shè)備。
b、故障停止：當(dāng)前端控制單元檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，如過(guò)載、失速，該段的放料氣動(dòng)門立即關(guān)閉防止堵塞，如果在3分鐘內(nèi)不能恢復(fù)故障，則自動(dòng)停止該工段的其他設(shè)備。
c、緊急停止：系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可通過(guò)操作界面的緊急按鈕，立即停止所有運(yùn)行中的設(shè)備，以保證系統(tǒng)和人員的安全。
◆料位器與工藝流程聯(lián)鎖：比重去石機(jī)、礱谷機(jī)、重力篩設(shè)備正常工作狀態(tài)需要適合的物流量配合，用料位器及氣動(dòng)門的開啟實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在一局部工段中，料倉(cāng)料滿（或者某一設(shè)備過(guò)載）時(shí)，該工段的放料門會(huì)立即關(guān)閉，工藝流程仍保持工作狀態(tài)，如果在3分鐘內(nèi)仍保持這種狀態(tài)，將停止該工段設(shè)備的運(yùn)行。如果在3分鐘內(nèi)，料倉(cāng)料滿信號(hào)取消（或者過(guò)載設(shè)備恢復(fù)正常），則放料門重新打開，設(shè)備正常運(yùn)行生產(chǎn)。由于工藝各工段基本是串聯(lián)關(guān)系，所以，以上這種控制思路，在整個(gè)流程中需結(jié)合具體情況巧妙應(yīng)用。
◆生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集：該系統(tǒng)通過(guò)二臺(tái)HMP-22W流量計(jì)和二塊DTM864-2脈沖電度表，將信號(hào)分別送到PLC的A/D模塊和輸入模塊。然后通過(guò)編程將實(shí)時(shí)模擬量和脈沖量變?yōu)閷?shí)時(shí)的數(shù)字量，通過(guò)累加積分運(yùn)算得到如下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)：物料流量（kg/h）、出品率%、班產(chǎn)量（噸）、月產(chǎn)量（噸）、班電量（kwh）、噸電耗（kwh/t）、月電量（kwh）。
◆強(qiáng)電控制：強(qiáng)電控制由四塊MCC柜、機(jī)旁開關(guān)、電纜、電纜橋架組成。低壓電器均采用施耐德產(chǎn)品，對(duì)15kwh以上設(shè)備均采用Y/△降壓?jiǎn)?dòng)。
結(jié)束語(yǔ)：經(jīng)過(guò)多年實(shí)際運(yùn)行證明，系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠、界面友好、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)控方便、數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)。系統(tǒng)的投運(yùn)，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益和自動(dòng)化管理水平。
自動(dòng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)系統(tǒng)的組成
自動(dòng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、觸模屏、可編程控制器（PLC）、檢測(cè)傳感器、電機(jī)控制中心（MCC）組成。系統(tǒng)采用RS-485遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)結(jié)合傳統(tǒng)的分布測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)，PC、觸摸屏作上位機(jī)，PLC、電子流量計(jì)、稱重模塊作下位機(jī)。主機(jī)的RS-232串口經(jīng)外插式RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器變成RS-485數(shù)字信號(hào)總線，上位機(jī)和下位機(jī)通過(guò)RS-485數(shù)字信號(hào)總線進(jìn)行串行通信，使整個(gè)生產(chǎn)線處于計(jì)算機(jī)控制和管理下。
控制方式
設(shè)計(jì)上從安全、可靠、方便、簡(jiǎn)潔的原則出發(fā)，系統(tǒng)控制分三個(gè)層次：
◆現(xiàn)場(chǎng)控制：每臺(tái)設(shè)備設(shè)置機(jī)旁開關(guān)，該開關(guān)有三檔位置：
a、手頭控制檔：當(dāng)置于手動(dòng)位置時(shí)，集控中心交出該設(shè)備控制權(quán)，操作者可在機(jī)旁直接啟動(dòng)該設(shè)備。它主要用來(lái)單機(jī)設(shè)備的調(diào)試。
b、停止檔：當(dāng)置于停止位置時(shí)，該設(shè)備即不受集控中心控制，也不能手動(dòng)啟動(dòng)。它主要在設(shè)備檢修時(shí)用。
c、自動(dòng)控制檔：當(dāng)置于自控檔時(shí)，設(shè)備由集控中心自動(dòng)控制。
◆集控中心自動(dòng)控制：該功能為系統(tǒng)的主流控制方式，生產(chǎn)過(guò)程的控制由操作員站和PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。
◆在觸摸屏界面上設(shè)置有系統(tǒng)的自動(dòng)—手動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕，在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，只要觸摸某臺(tái)設(shè)備，即可啟動(dòng)該設(shè)備，該功能主要用來(lái)系統(tǒng)的調(diào)試。
生產(chǎn)操作界面
現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作界面采用彩色觸摸屏，負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面，使操作員通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值以及是否有故障報(bào)警發(fā)生，并可對(duì)工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。遠(yuǎn)程控制界面選擇研華工控機(jī)（PC）。觸摸屏的主要功能：
◆動(dòng)態(tài)模擬顯示各段工藝流程、生產(chǎn)報(bào)表、生產(chǎn)數(shù)據(jù)；
◆每幅畫面都設(shè)置有操作按鈕，如畫面切換按鈕、生產(chǎn)過(guò)程啟/?？刂瓢粹o、報(bào)警按鈕、緊急按鈕等；
◆事件報(bào)警：生產(chǎn)中出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)報(bào)警并用文字顯示故障類型，同時(shí)畫面自動(dòng)切換至故障所在的流程畫面；
◆設(shè)備由靜態(tài)到運(yùn)行，畫面模擬動(dòng)畫顯示；
◆權(quán)限管理：操作員只有在開機(jī)時(shí)輸入正確的登陸密碼后，觸摸屏才能進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
◆打印輸出班報(bào)表、月報(bào)表。
觸摸屏通過(guò)電纜連結(jié)到SZ-4M的第二通信口，通信距離為30m之內(nèi)。
監(jiān)控計(jì)算機(jī)
監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)R232/R485適配器及雙絞線連結(jié)到SZ-4m的*通信口，通信距離為1400m以內(nèi)，軟件采用組態(tài)王5.01。監(jiān)控計(jì)算機(jī)的功能除了觸摸屏全部功能外，還兼有工程師站的作用，它能對(duì)下位機(jī)（PLC）的程序進(jìn)行修改、配置。為了管理的需要，充分發(fā)揮電腦的資源優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)建立了如下兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：
◆生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)：（產(chǎn)量、出品率、電量、噸谷電耗、流量）。
◆設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫(kù)：（設(shè)備過(guò)載、溢流、失速、倉(cāng)空、倉(cāng)滿、故障恢復(fù)）。下位機(jī)（PLC）的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備故障都實(shí)時(shí)記錄，并保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可以很方便查詢某年某月某時(shí)某秒的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，故障發(fā)生的時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間，并能生成各種生產(chǎn)報(bào)表，進(jìn)行打印輸出。
監(jiān)控計(jì)算機(jī)既可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可作為現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏的冗余設(shè)計(jì)來(lái)使用。監(jiān)控計(jì)算機(jī)可與單位的局域網(wǎng)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
PLC的配置
在大中型糧食加工廠，由于工藝流程復(fù)雜、設(shè)備多，為了使眾多的設(shè)備協(xié)調(diào)一致地按工藝要求自動(dòng)工作，達(dá)到佳狀態(tài)，單靠人的觀察和操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能所及。例如，對(duì)物料流量的控制、原糧及成品的料位控制、動(dòng)態(tài)計(jì)量控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋、設(shè)備的安全保護(hù)、故障的顯示報(bào)警、故障情況下設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)等，這些要靠PLC來(lái)完成。
控制功能
◆工藝流程啟動(dòng)：工藝流程啟動(dòng)分工段進(jìn)行，各工段可單獨(dú)按工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，也可按工段由后向前自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)。各工段內(nèi)工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，先啟動(dòng)相應(yīng)的空壓機(jī)，通風(fēng)除塵系統(tǒng)，然后按物流逆向延時(shí)，逐臺(tái)啟動(dòng)各工藝設(shè)備。
◆工藝流程停止：工藝流程停止有三種方式：
a、正常停止：首先關(guān)閉所有放料氣動(dòng)門，然后按工藝順物流方向逐臺(tái)延時(shí)自動(dòng)聯(lián)鎖停車，后停止除塵設(shè)備。
b、故障停止：當(dāng)前端控制單元檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，如過(guò)載、失速，該段的放料氣動(dòng)門立即關(guān)閉防止堵塞，如果在3分鐘內(nèi)不能恢復(fù)故障，則自動(dòng)停止該工段的其他設(shè)備。
c、緊急停止：系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可通過(guò)操作界面的緊急按鈕，立即停止所有運(yùn)行中的設(shè)備，以保證系統(tǒng)和人員的安全。
◆料位器與工藝流程聯(lián)鎖：比重去石機(jī)、礱谷機(jī)、重力篩設(shè)備正常工作狀態(tài)需要適合的物流量配合，用料位器及氣動(dòng)門的開啟實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。在一局部工段中，料倉(cāng)料滿（或者某一設(shè)備過(guò)載）時(shí)，該工段的放料門會(huì)立即關(guān)閉，工藝流程仍保持工作狀態(tài)，如果在3分鐘內(nèi)仍保持這種狀態(tài)，將停止該工段設(shè)備的運(yùn)行。如果在3分鐘內(nèi)，料倉(cāng)料滿信號(hào)取消（或者過(guò)載設(shè)備恢復(fù)正常），則放料門重新打開，設(shè)備正常運(yùn)行生產(chǎn)。由于工藝各工段基本是串聯(lián)關(guān)系，所以，以上這種控制思路，在整個(gè)流程中需結(jié)合具體情況巧妙應(yīng)用。
◆生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集：該系統(tǒng)通過(guò)二臺(tái)HMP-22W流量計(jì)和二塊DTM864-2脈沖電度表，將信號(hào)分別送到PLC的A/D模塊和輸入模塊。然后通過(guò)編程將實(shí)時(shí)模擬量和脈沖量變?yōu)閷?shí)時(shí)的數(shù)字量，通過(guò)累加積分運(yùn)算得到如下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)：物料流量（kg/h）、出品率%、班產(chǎn)量（噸）、月產(chǎn)量（噸）、班電量（kwh）、噸電耗（kwh/t）、月電量（kwh）。
◆強(qiáng)電控制：強(qiáng)電控制由四塊MCC柜、機(jī)旁開關(guān)、電纜、電纜橋架組成。低壓電器均采用施耐德產(chǎn)品，對(duì)15kwh以上設(shè)備均采用Y/△降壓?jiǎn)?dòng)。
結(jié)束語(yǔ)：經(jīng)過(guò)多年實(shí)際運(yùn)行證明，系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠、界面友好、操作簡(jiǎn)單、監(jiān)控方便、數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)。系統(tǒng)的投運(yùn)，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了經(jīng)濟(jì)效益和自動(dòng)化管理水平。
