一、前言 中粮屯河伊犁糖业有限公司是一家甜菜制糖企业,公司生产线上的关键工序都从德国引进了世界上进、自动化程度的糖机设备。 经过几年的使用、维护、维修、保养,我公司逐步掌握、消化并吸收的这些... 一、前言中粮屯河伊犁糖业有限公司是一家甜菜制糖企业,公司生产线上的关键工序都从德国引进了世界上进、自动化程度的糖机设备。 经过几年的使用、维护、维修、保养,我公司逐步掌握、消化并吸收的这些装备的先进技术性能,确保了公司日处理甜菜8000吨以上,各项经济技术指标居全国甜菜制糖行业首位的良好形势。 这些糖机设备都采用了西门子S7系列的PLC控制系统,该系统运行稳定,数据可靠,加之优化的程序设计,强大的通讯功能,使其成为了制糖工业中单机自动化的主控装置。
二、西门子PLC简介德国西门子公司是世界上研制PLC最早的少数几个公司之一。 欧洲台PLC是由该公司在1973年研制成功的,1975年推出了 SIMATICS3系列PLC,1979年推出了SIMATICS5系列,20世纪末又推出了SIMATICS7系列的PLC。 西门子公司目前的PLC产品是SIMATICM7、C7和S7三个系列。 同时支持多种编程语言,多种编程环境和可配套的集成软件。 图1S7系列PLC系统结构西门子S7-200PLC是小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。 S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。
它可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用,成为当代各种小型控制工程的理想控制器,并且可以十分方便地组成不同规模的控制器。 S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络,从而完成规模更大的工程。 它的编程软件:STEP7-Micro/WIN32。 该编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。 可以说,S7-200也可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。 西门子S7-300是模块化中小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。
各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。 SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据,S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。 具备强大的通信功能,S7-300PLC可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。 西门子S7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
它采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。 当控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。 四、西门子S7系列PLC在制糖工业自动化中的应用制糖工业是高度机械化、连续化的现代化生产工业,它的生产品是我们通常说的食糖。 它的生产过程几乎包括了所有主要的化工单元,是具有综合化工单元生产过程的食品生产企业,而它的生产规模却是其它食品生产加工企业无法与之相比的,糖厂每天生产用的原料、材料以及产品与副产品都是以千吨计算的。 德国于1802年在库内恩建成了世界上座甜菜糖厂,并创建了甜菜制糖工业。
经过200多年的发展,随着制糖工业的科技要求及工艺指标要求越来越高,对制糖装备的要求也越来越高。
我国由于制糖工业基础薄弱,技术投入不足,使生产技术水平及装备水平与发达国家相比,还有一定差距,特别是在规模化生产、装备开发和自动化水平方面差距较大。
由于制糖工业的生产线跨距较长,工序较多,控制点比较分散,但又是一个连续的,相互关联的整体流水线,每个工序又有各自的特点,因此,目前小型 S7200/300系列PLC的在这些工序的生产自动化中应用很多,并收到了非常好的效益。 它的灵活、可靠、耐高温、耐潮等特点正好适应了部分工序的现场环境。
我公司有一台丹麦制造的DDS渗出器连续渗出器,使用了近20年,其仪表控制系统原件都已老化,并且无法购买,该系统故障率高,严重影响了生产的连续进行。 后我公司对其控制系统进行了改造,选用S7-200PLC控制系统来控制油泵开度、工作压力及回油压力向四个液压马达供油,并保证四路马达的同步转速,及两根搅拢的同步转速,顺序控制废粕轮和连续渗出器的启停。
改造后的系统运行正常,几乎无故障停机,并且操作非常简便。
在碳酸法清净工艺的预灰、主灰等工序里,S7-300PLC应用到了比例加灰装置中,其要求是在渗出汁加入石灰以调节糖汁的PH值。 该系统的投入大大提高了加灰的效率,还减轻了劳动力。 在有些糖厂S7200/300系列PLC还应用到了蒸发罐、结晶罐单台及多台同时控制系统中。 而单台自动包装秤的PLC控制已经遍布各个加工厂了。 这些装备的控制系统都是由西门子S7系列PLC组成的。 PUTSCH公司的TSM2200转鼓切丝机是目前世界上进,加工能力的切丝设备,它的加工能力是日处理甜菜10000吨。 该设备控制系统由S7-300PLC控制器、三台电机、两台变频器、一个液压系统、和一些按钮、限位开关、指示灯等组成,完成主电机无级调速、自动定位更换刀框、自我保护等功能。
它的控制点较多,结构比较复杂,下图2是该设备S7-300PLC控制单元的系统配置图。