塑料挤出生产线集散控制系统的研究(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

本文章共3028字，分2页，当前第2页，快速翻页：

2 集散控制系统硬件设计

根据塑料挤出生产线的操作和控制要求，控制系统选用西门子S7-200系列CPU226和CPU224PLC及热电偶模拟量扩展模块EM231、普通模拟量扩展模块EM231和EM235。本系统I/O设计需要开关量输入点30点、开关量输出点46点、模拟量输入点35点和模拟量输出点6点，共计117点。其硬件配置如图2所示。

3 集散控制系统的软件设

3.1 PLC软件设计

根据塑料挤出生产线的工作流程要求，确定各动作的先后顺序和相互关系，画出流程图，再由PLC输入输出逻辑关系编写梯形图。

温度控制子程序通过PLC的PID功能块，调制方波脉冲串信号及中断程序来实现闭环控制，同时建立变量表，用于PID参数自整定和修改。其PID算法和离散化处理原理简单可行，固定周期不同占空比方波脉冲串信号、中断及与PID输出同步能达到要求精度。

电机驱动控制子程序，通过PLC的时钟模块和计数模块来编译斜坡函数和点动控制，完成电机调速控制。

计量加料控制子程序，通过PLC的数据转换模块、数学运算指令及硬件模拟量通道口的滤波组态来编译控制程序，完成自动上料控制和产量计算。

通信子程序，通过PLC的网络读写命令，完成对主从控制单元参数、变量的读写。

定时开关机控制子程序，通过PLC的读写系统时钟模块和逻辑与或指令，将存储在T时间缓冲区开始的8字节时间采出，进行定时开关条件设定编译，完成定时开关生产线。

其部分程序流程图如图3、图4、图5、图6和图7。

3.2界面软件设计

上位机采用Windows2000操作系统，用西门子的WinCC组态软件开发设计人机界面和监控程序。操作人员可在本地人机界面一的薄膜键盘和硬件开关上，向下位机发出各种控制命令。同时程序完成从主从控制单元实时采集，处理模拟量、开关量、报警数据和操作数据；定时归档历史数据；实时记录、故障及开关变化信息；对操作人员所作的操作进行记载和输出打印。操作人员可在图8所示的控制面板上对塑料挤出生产线各段温度、主电机转速、扭矩、机筒压力及辅机部分的牵引速度，卷取等进行监视。根据加工条件的不同以不同级别用户权限登陆到其它设定界面进行工艺参数的修改或设定。

另外，通过WinCC组态软件中集成的Navigator远程监控设备包，就可方便地配置本地的上位机成为一台数据共享服务器。利用TCP/IP协议和Web网技术，远程终端通过打开IE浏览器，键入服务器地址、用户名和密码登陆服务器，不需安装组态软件，就可以在线权限监控整个塑料挤出生产线的运行状态。

4 结束语

可编程控制器（PLC）和计算机（PC）的联合应用简化了现场操作，提高了控制精度、人机界面的灵活性及制品的品质和产量，同时也提高了控制系统的稳定性和安全性，具有广阔的应用前景。此系统与一般的塑料挤出生产线控制系统相比，有以下特点：

（1）系统监控功能。采用组态的人机界面，是一种自行设计的多功能紧凑型带薄膜键盘的PLC网络连接，形成一目了然的形象化的流程界面，并进行动态显示工作进度。通过TCP/IP网络适配器可实现远程权限监控。

（2）参数统一设定功能。对不同的工艺条件，参数都可以方便设定。

（3）按人机工程学原理进行界面设计。采用彩色液晶显示器和专门的机柜设计，性能稳定可靠，操作方便，克服一般塑料挤出生产线人机界面不友好的问题。

（4）I/O口的扩展方便。根据工艺的变化可以任意添加I/O点，且有远距离通信接口，组成网络，适应现代化的发展需要。

然而，塑料挤出生产线集散控制系统包括的控制内容还很多，除了上述研制设计开发的控制方案外，还有如机头压力闭环控制，制品厚度检测及闭环控制，制品定长切割等；以及上位机人机界面组态中的错误处理，动画显示生产工艺流程等，还有待于进一步的研究开发，使此集散控制系统不断的完善。 (

• 共挤出技术的研究进展

• 排气挤出机分流环结构与产量平衡问题的研究

• 逆向挤出在木塑异型材挤出口模设计中的应用