以生产线的自动化改造来占据市场领先地位

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

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为了在激烈的乳品市场竞争中占据领先地位，某乳品制造公司决定对其现有运行的设备进行扩建和改造。此次自动化系统改造的工作包括：扩建两条原奶收奶生产线系统，改造和增加标准化车间的输奶工艺管线，增加两台净乳机（分离机），添加调配和存贮罐，以提高整个标准化生产车间的能力，相应增加CIP清洗的线路。

此次改造的基本指导思想：既要采用目前较为流行的自动化控制技术，又要充分利用现在使用的PLC-5可编程序控制器，同时又不能影响生产的正常进行，实现无扰切换。

根据国内、外同类系统的结构和设计经验及实际的工艺控制要求，控制系统采用美国罗克韦尔自动化公司ControlLogix5550 DCS系统。包括槽车收奶—净乳和分离—成品奶传送配制—服务系统（制冷和CIP）工艺参数的检测、设置、指示报警和调节控制功能均由系统完成。

系统采用罗克韦尔自动化的三级网络，信息层采用以太网（EtherNet）实现系统数据交换；中间为控制层（ControlNet、DH ）负责系统通讯；底层是设备层，网络连接就地设备，如阀箱、变频器等。为提高生产效率，工艺过程优化，降低成本，分析各种操作，安全生产打下基础。

过程控制计算机组成

本系统由4套ControlLogix和2套PLC5、2个计算机操作站和1个工程师站和一台服务器通过网络组成。主要完成鲜奶的收储、运奶槽车的清洗（CIP TANKER）、净乳和分离及各种奶产品在湿区原料罐的配比等控制，标准化生产管线和中转存贮罐（CIP HOT ，CIP COLD）的清洗，为干区的奶粉生产作准备。

工程师站可以通过网络对网络上任一台PLC控制站上进行软件编程、组态、下载和在线调试。

操作员站通过EtherNet网络与PLC系统通讯，实现对生产过程的监控功能。由于两个操作员站连接在EtherNet，可以实现分工控制并且在故障发生时，另一台可代其操作。

服务器安装RSSQL和MSSQL软件，可采集各个操作站数据，对数据按要求进行处理后，可以实现与上位机的快速大量的数据交换，以供下一步操作。

系统功能：整个系统功能实现乳品厂湿区从收奶开始，直到奶粉原料配比结束的工艺流程控制。其中包括：收奶、净乳、标准化和CIP清洗。程序设计采用顺序控制技术，程序严格按工艺设计的步骤执行，并实时检测每个阀门和泵的状态，如有故障发生，程序会产生报警信号，同时连锁相关的阀门和泵动作，保证系统的安全运行。

1.收奶PLC

对五条收奶线运奶槽车鲜奶进行收入计量，每条收奶管线现场均有终端显示操作器PanelView ，通过PanelView进行收奶每一步操作的设置，其中包括：槽车号、合同号等，通过DeviceNet网送到 PLC备档，鲜奶经过冷换器后，储存在鲜奶罐中。

2.净乳机PLC

根据不同的产品要求，对原奶进行净乳、分离和灭菌控制，作为标准化生产的原料。净乳机的工艺过程设置，主要由五个部分组成：启动、预热、循环、生产、CIP(cleaning in place)等组成。净乳机PLC完成四台净乳机（分离机）的工艺控制，在这五种状态下，包括进料和出料阀门的控制，排渣时间设置和控制输出及平衡罐的调节控制。

3.标准化PLC

根据奶粉产品配方要求，在标准化车间进行不同原料的计量配置设定，选择管线组合进行等量传送。并按照工艺的要求配合CIP COLD（HOT）进行相关管道阀门和泵的开启，完成管线清洗。

4.CIP TANKER PLC

完成对送奶槽车的清洗，工艺包括清洗药液碱罐、清水罐、循环水罐及相应管线上阀门和电机，这三个罐作为五条管线上的槽车清洗动力源泉。每条收奶管线现场均有PanelView，通过终端显示操作器PanelView进行CIP TANKER每一步操作的设置，通过DeviceNet送到 PLC，完成每一步清洗操作相关阀和泵的控制。主要控制5条收奶线运奶槽车的清洗，罐自动补液控制及液位检测告警。对阀和泵的状态进行实时的故障检测，并根据故障的类型，在CIP过程中采取对阀和泵不同的控制操作。

5.CIP COLD (HOT) STATION

鲜奶、脱脂奶罐和管线用CIP COLD进行清洗；奶油罐和管线的清洗需要更高温度的水和清洗剂,采用CIP HOT，工艺情况与CIP TANKER PLC基本相同，清洗药液酸罐、碱罐、清水罐、循环水罐，这四个罐作为五组组合管线的清洗动力源泉，但需要清洗的管线数比较多。根据标准化传输和收奶管线的不同，每组又由多条管线不同组合而成，由CIP COLD (HOT) STATION与收奶PLC、标准化PLC之间进行通讯来完成管线和罐的清洗，进行相关管道阀门和泵的开关，PLC采用PLC5-/40、PLC5-/60。

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