压滤自动控制系统的设计与应用

压滤车间生产线自动控制系统的设计与应用项目简介：软件设计是整个压滤车间生产线自动控制系统的一个重要的环节。软件设计的好坏直接影响整个自动控制系统的功能和可靠性。根据软件的工作原理，选择好的设计步骤，能够大大的降低设计成本，加快开发的进度，增强的程序的可读性和可维护性，最终有助于整个系统的开发流程的顺利完成。压滤车间的生产线自动控制系统的软件开发涉及到编程和触摸屏组态编程等多个方面，工作量比较大。所以，软件部分在该控制系统的重要性非常大，对软件的编制要求也比较高。本系统采用三菱FX2N型号，因此，PLC的程序使用GXDEVELOP8专业软件进行编程。触摸屏是三菱GOT系列，其编程软件为GTDESGINV2.一，生产控制系统的程序的设计（1）卸料自动控制系统流程编程根据控制要求压滤机开始卸料，以压滤机松开完毕为基准，首先必须在设备启动之前20秒钟的预警时间，提示马上启动设备开始处理物料。然后816,815,{811,812,813,814}依次启动开始处理物料，物料处理完毕后，以压滤机压紧信号为基准，{811,812,813,814}立即停车，但是815,816仍在继续运行，等待下车物料的开始.以避免压滤机之间的卸料时间间隔太短，设备的频繁启动。等待时间过后，确定没有下台压滤机开始卸料，815,816才准时进行间隔停止。然后一个过程结束准备下一次的卸料程序开始。这种固定的流程是按照程序员所指定的路径完成。流程图见下图1-1。本卸料控制中，编程首先要定义程序执行的条件，先设置PLC内部的中间继电器M0-M3分别作为807,808，809,810的执行卸料的条件，以压滤机的松开完毕为基准反馈型号，对应plc内部的软触点x0，x1，x2，x3置ON.,再对应M0-M3置1，即PLC接收到了压滤机的卸料的指示命令，开始自动检测其他压滤机的状态，如果其他的压滤机已经开始卸料，暂时等待。等其他完毕后，开始进行卸料处理。当压滤机卸完料后，中间继电器M0-M3的对应的二进制位变为0，刮板机停止运行，转入卸料的等待状态。如果有M0-M3为变为二进制的1，说明有卸料型号，对应下方的刮板机开始启动，815,816（Y0，Y1置1）继续运行。（2）自动统计卸料车数程序的设计在实际的生产中，为了减少监工人员，提高自动化程度和指导实际的生产的需要必须对每个班完成的卸料的车数，进行精确的统计。在这里采用立即刷新的方式读出端口的状态，立即刷新的方式可以再执行条件语句的同时，将外部端口状态读入PLC内部相应的I\O变量。每次的卸料必须是满足815,816,811,812,813,814，807,808,809,810相对应的Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,M0,M1,M2M3二进制位置1，PLC内部数据寄存器D200，D201，D202，D203，在INCEP指令的作用下统计各台压滤机卸料的车数.经过触摸屏的组态以后可以分别显示807,808,809,810,完成卸料的车数。每次交接班过后。可以把卸料的车数清零，PLC执行ZRST指令把数据寄存器D200，D201，D202，D203数据清空。具体的卸料统计程序如下：压滤机卸料统计和清零控制程序二，人机界面的设计本控制系统中使用的上位机是采用三菱公司开发的GOT系列触摸屏，该控制系统监控软件采用三菱公司开发的GTDEGSIN软件，其使用与现场控制的PLC控制系统和上位机监控系统连接起来。其次，从定义变量和I/O设备的管理入手，利用GOT多样化的绘图工具，强大的脚本语言处理能力和丰富的命令语言函数开发出生动又好的监控画面，以及报警系统，设备的操作，辅助控制等功能齐全的子监控界面。（1）系统控制的主页面根据压滤机卸料处理的基本操作功能和自动控制的指标要求。共设计8个常用的按钮，分别可以进入手动操作页面，运行状态界面，退出设备状态界面，手动参数界面，自动参数界面，控制方式界面，集控状态界面，备用辅助设备界面及返回作用的开始界面。在状态显示画面中可以显示时间来显示当前的时间，如下图2-1所示：图2-1压滤控制系统监控软件框图（2）主控页面第3界面是手动操作界面，用于切换到对应的操作子界，当需要检修或者手动操作的时候，作为备用辅助控制按钮。触摸相应的启动按钮可以启动设备，触摸停止按钮可以停止相应的设备，实现人机友好操作功能。如下图2-2所示：图2-2物料处理设备控制界面（3）物料处理自动操作界面在此操作界面里，管理人员不但根据需要使物料处理的设备处于手动/自动控制状态，还可以当设备发生故障的时候，进行程序复位，对程序进行复位是为了当控制程序出现错误的时候，可以再次进行手动/自动启动。这就意味着把手动和自动进行切换一次即可完成复位功能，所以，此切换具有控制状态转换与程序复位的功能。如图2-3所示：图2-3物料处理设备自动/手动操作界面（4）物料处理设备的监控作为整个软件的监控部分，物料处理设备监控界面的设计形象的反应了各个设备的状态，包括启动预警，设备故障，压滤机的卸料状态都能进行动态的显示。当设备的方框图显示粉红色的时候，管理人员可以清楚整个设备运行的状况，可以经一步的更快的判断设备的下一步的工况。如图2-4所示;图2-4物料设备运行监控画面（5）设备参加集控控制界面本控制系统的各设备之间都有严格的连锁控制，这有助于保护设备，有效的防止刮板机压死的病症出现。比如禁止两台及两台以上的压滤机进行同时卸料。物料处理的设备不启动，禁止压滤机煤泥饼从压滤机上脱落至刮板机。但是，为了平时检修的方便或者设备出现故障需要检修的时候，不至于影响其它设备正常启停可以把单台的设备退出集控和加入集控，如图2-5所示：图2-5设备退/加界面集控（6）自动参数设置界面当设备在自动控制状态的时候，必须设置有效自动控制参数，所有的参数编程人员已经在PLC内部指定好了固定的数据寄存器（D0-D7），再在MOV指令的作用下，一个工作扫描周期过后，16位的时间继电器便被赋予了新的数值。这样设备便可以按照设定的数值有序的处理物料。如图2-6所示;图2-6自动控制参数设置界面（7）压滤机卸料车数统计界面为了最大限度的减少工作人员和劳动人员的强度，为了便于指导生产。设计了压滤机卸料的统计界面，每次下班或者交接班的时候可以清楚的知道每台压滤机的卸料情况，并且可以对所有的数据进行清零如图2-7所示：图2-7压滤机卸料统计界面（8）卸料设备集控状况界面在设备实施退出或者加入集控的操作后，为了确保设备的状态，可以查看卸料设备集控状态界面，已确认设备在可靠的控制方式状态下，以方便下一步的设备正常启动或维修，防止不必要的麻烦。如图2-8所示：图2-8卸料设备的集控状况界面（9）备用设备操作界面为了全面实现系统的自动化，一些辅助设备如滤液水的控制，生产线的照明控制，高压风的自动控制等等通过PLC来实现，然而辅助设备的操作信号通过触摸屏控制，充分利用GTDESIGN软件提供内部的软元件，减少PLC的输入点，又增加了可操作性，并且可以显示辅助设备的状态，停止的情况下显示黑色，运行的状态下，显示红色。辅助设备的操作界面如图2-9所示：图2-9辅助设备的操作界面三，取得的效果：该生产线的电气控制系统采用PLC和触摸屏相结合的集散控制系统，设计利用三菱FX2NPLC强大处理能力和触摸屏的友好人机界面，最后成功的完成了压滤车间生产线的全自动控制，目前，已经在压滤车间车间正式投入使用。并且安全无故障运行5个多月。本系统设计已经在节能，环保，减少工人劳动强度方面卓显成效，受到了良好的经济效益。外公司整套系统设计36万元，本系统设计成本5万元，响应了我厂提出的挖潜增效的口号。一次性为厂节省设计成本31万元，并且投入使用后不逊色国内任何一家自动化公司设计的效果。在设备维护方面有效的防止了因设备的空开造成的刮板机故障。每个月减少机械设备维修费用5万元。在生产方面，可百分之百的医治皮带压死病症，平均每个月可减少影响生产的时间5个小时。另外，可以减少工作人员劳动强度，压滤车间有原来5人减少到现在的3人操作，每年可节省8万余元开支成本。每个月节省因皮带无物料空开造成的电能损耗近3000Kwh。综上所述，本自动控制系统的投入使用不仅起到了人性化的控制效果，而且，每年可为厂直接创造70万元的经济效益。