公告信息：
一、引言
基于監(jiān)控計算機（PC）、可編程控制器(PLC)、人機界面（HMI）、智能儀表、產(chǎn)業(yè)通訊網(wǎng)絡DCS（分布式控制系統(tǒng)）和FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）的自動化已成為現(xiàn)代工廠的技術支柱，并在國內(nèi)外的現(xiàn)代化生產(chǎn)線廣泛應用。占有關部分統(tǒng)計：全球近年發(fā)運的PLC中按終極用戶分：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%,可見糧食加產(chǎn)業(yè)PLC系統(tǒng)的應用僅次于汽車行業(yè)居第二領域。
在我國石化、冶金、電力、化肥等行業(yè)已完成了原有繼電器控制系統(tǒng)的自動化升級，相比之下相對落后的糧食產(chǎn)業(yè)（大米加工、面粉加工、油脂加工、飼料加工）是在90年代初從國外成套引進面粉加工生產(chǎn)線后，以PLC、PC機為核心的自動控制和治理系統(tǒng)才逐步為業(yè)界所了解和推崇。科技的迅猛發(fā)展有力促進糧食產(chǎn)業(yè)的技術改造，糧食加工企業(yè)在重組改制中逐步向規(guī)?；F(xiàn)代化發(fā)展，糧食加工向精加工、深加工發(fā)展。尤為引人注目的是PLC可編程控制技術在糧食產(chǎn)業(yè)的技改和新建項目中廣泛應用。PLC控制取代了繼電器控制；計算機鍵盤取代了按鈕開關；工藝流程的計算機終端動態(tài)顯示取代了模擬屏顯示；PC機與集散控制網(wǎng)絡使整個生產(chǎn)線處于計算機控制和治理下。徹底改變了傳統(tǒng)糧食加工的落后面貌，成為行業(yè)發(fā)展趨勢和方向。
PLC可編程控制技術在糧食產(chǎn)業(yè)的應用，它在保證產(chǎn)品質量和出品率的穩(wěn)定，保證設備的效能和工藝效果的穩(wěn)定，進步生產(chǎn)運行安全可靠性，降低操縱治理職員的勞動強度，減少生產(chǎn)職員進步勞動價值，實現(xiàn)生產(chǎn)治理的現(xiàn)代化發(fā)揮了積極作用。
95年以來我們選用日本光洋SU-6M、SZ-4M PLC產(chǎn)品和北京亞控科技有限公司的組態(tài)王軟件,先后設計了湖南省懷化面粉廠、湖南省裕華粉業(yè)公司、山西靳州面粉公司、湖南省天龍米業(yè)公司、湖北省沙洋鳳池米業(yè)公司等15家新建項目的全套PLC自動控制系統(tǒng)設計，取得園滿成功。
二、自動監(jiān)控及治理系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)的組成
自動監(jiān)控及治理系統(tǒng)由計算機、可編程控制器(PLC)、檢測傳感器、電機控制中心(MCC)組成。系統(tǒng)采用RS-485遠程測控系統(tǒng)結合傳統(tǒng)的分布測控系統(tǒng)特點，電腦（PC）作上位機，PLC、電子流量計、稱重模塊作下位機。主機的RS-232串口經(jīng)外插式RS-232/RS-485轉換器變成RS-485數(shù)字信號總線，上位機和下位機通過RS-485數(shù)字信號總線進行串行通訊，使整個生產(chǎn)線處于計算機控制和治理下。
2.2 控制方式
設計上從安全、可靠、方便簡潔原則出發(fā)系統(tǒng)控制分3個層次：
2.2.1 現(xiàn)場控制：每臺設備設置機旁開關，該開關有三檔位置：
a、手頭控制檔：當置于手動位置時，集控中心交出該設備控制權，操縱者可在機旁直接啟動該設備，它主要用來單機設備調試用。
b、停止檔：當置于停止位置時，該設備即不受集控中心控制，也不能手動啟動，它主要在設備檢驗時用。
c、自動控制檔：當置于自控檔時，設備由集控中心自動控制。
2.2.2 集控中心自動控制：該功能為系統(tǒng)的主流控制方式，生產(chǎn)過程的控制由操縱員站和PLC控制系統(tǒng)自動完成。
2.2.3 在計算機界面上設置有系統(tǒng)的自動—手動轉換按鈕，在手動狀態(tài)時，只要點擊某臺設備，即可啟動該設備，該功能主要用來系統(tǒng)的調試。
2.3 生產(chǎn)操縱界面
現(xiàn)場生產(chǎn)操縱界面采用研華工控機(PC)17吋顯示屏，它負責處理現(xiàn)場與運行操縱有關的人機界面，使操縱員通過顯示屏實時了解現(xiàn)場運行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)確當前值以及是否有故障報警發(fā)生，并可對工藝生產(chǎn)過程進行控制和調節(jié)。
監(jiān)控計算機顯示屏的主要功能：
a、能動態(tài)模擬顯示各段工藝流程、生產(chǎn)報表、生產(chǎn)數(shù)據(jù)；
b、每幅畫面都設置有操縱按鈕，如畫面切換按鈕，生產(chǎn)過程啟/?？刂瓢粹o，報警按鈕，緊急按鈕等；
c、事件報警：生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常情況，自動報警并用文字顯示故障類型，畫面同時自動切換至故障所在的流程畫面；
d、設備由靜態(tài)到運行，畫面模擬動畫顯示；
e、權限治理：操縱員只有在開機時輸進正確的登陸密碼后，才能進進運行狀態(tài)。
f、打印輸出班報表，月報表。
g、查詢歷史數(shù)據(jù).
監(jiān)控計算機通過R232/R485適配器通過雙絞線連結到SZ-4m的第一通訊口，通訊間隔為：1400米以內(nèi)，工控組態(tài)軟件采用北京亞控科技公司的組態(tài)王6.01。監(jiān)控計算機的功能還兼有工程師站的作用，它能對下位機(PLC)的程序進行修改、配置。為了治理的需要，充分發(fā)揮電腦的資源上風，該系統(tǒng)在監(jiān)控計算機建立了兩個數(shù)據(jù)庫：
a、生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫：（產(chǎn)量、出品率、電量、噸谷電耗、流量）。
b、設備故障數(shù)據(jù)庫：（設備過載、溢流、失速、倉空、倉滿、故障恢復）。下位機(PLC)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設備故障都實時記錄并保存在監(jiān)控計算機的數(shù)據(jù)庫中，通過監(jiān)控計算機可以很方便查詢某年某月某時某秒的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，和故障發(fā)生的時間及恢復時間，并能天生各種生產(chǎn)報表打印輸出。
監(jiān)控計算機即可遠程監(jiān)控，也可做為現(xiàn)場觸模屏的沉余設計來使用。監(jiān)控計算機可與單位的局域網(wǎng)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
2.4 PLC可編程控制器的配置
在大中型糧食加工廠由于工藝流程長，設備多，為了使眾多的設備協(xié)條一致按工藝要求自動工作達到最佳工作狀態(tài)，單靠人的觀察和操縱遠遠不能所及。例如對物料流量的控制；原糧及成品的料位控制；動態(tài)計量控制；生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋；設備的安全保護；故障的顯示報警；故障情況下設備的自動轉換工作狀態(tài)等。這些都靠PLC來完成。一個日處理小麥200噸的面粉廠在選擇PLC的I/O點數(shù)一般滿足I/O點數(shù)>512點。一個日處理稻谷150噸精米廠PLC的I/O點數(shù)一般滿足I/O點數(shù)>256點。
2.5 控制功能
2.5.1 工藝流程啟動
工藝流程啟動分工段進行，各工段可單獨按工藝流程自動聯(lián)鎖啟動，也可按工段由后向前自動聯(lián)鎖啟動。各工段內(nèi)工藝流程自動聯(lián)鎖啟動，先啟動相應的空壓機，透風除塵系統(tǒng)，然后按物流逆向延時逐臺啟動各工藝設備。
2.5.2 工藝流程停止
工藝流程停止有三種方式：
a、正常停止：首先封閉所有放料氣動門，然后按工藝順物流方向逐臺延時自動聯(lián)鎖停車，最后停止除塵設備。
b、故障停止：當前端控制單元檢測到設備故障時，如過載、失速，該段的放料氣動門立即封閉防止堵塞，假如在3分鐘內(nèi)不能恢復故障，則自動停止該工段的其他設備。
c、緊急停止：系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時，可通過操縱界面的緊急按鈕，立即停止所有運行中的設備，以保證系統(tǒng)和職員的安全。
2.5.3 料位器與工藝流程聯(lián)鎖
比重往石機、礱谷機、重力篩設備正常工作狀態(tài)需要適合的物流量配合，用料位器及氣動門的開度實現(xiàn)這一目標。當這些設備的進料斗下料位器動作時，這些設備即停運轉，其他工藝設備保持工作狀態(tài)，當物料達到要求高度后，重新啟動這些設備運行。
在一個局部工段中，某一料倉的料滿時（或者某一設備過載）該工段的放料門立即封閉，工藝流程仍保持工作狀態(tài)，假如在3分鐘內(nèi)仍保持這種狀態(tài)，將停止該工段設備的運行。假如在3分鐘內(nèi)，料倉料滿信號取消（或者過載設備恢復正常）則放料門重新打開，設備正常運行生產(chǎn)。由于工藝各工段基本是串聯(lián)關系，所以以上這種控制思路，在整個流程中都結合具體情況巧妙應用。
2.5.4 生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集
該系統(tǒng)通過二臺HMP-22W流量計和二塊DTM864-2脈沖電度表，將信號分別送到PLC的A/D模塊和輸進模塊。然后通過編程將實時模擬量和脈沖量變?yōu)閷崟r的數(shù)字量，通過累加積分運算得到如下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)：
物料流量(公斤)/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)。
2.5.5 強電控制
強電控制由四塊MCC柜、機旁開關、電纜、電纜橋架組成。低壓電器均采用法國施耐德產(chǎn)品，對15kwh以上設備均采用Y/△降壓啟動。
三、結束語
經(jīng)過多年實際運行證實，系統(tǒng)具有設計公道、運行可靠，界面友好，操縱簡單、監(jiān)控方便、數(shù)據(jù)共享的特點。系統(tǒng)的投運，大大減輕了工人的勞動強度，進步了經(jīng)濟效益和自動化治理水平。
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糧食產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-08-22 17:26:15
