一、项目背景
国内某大型粮油生产企业年生产色拉油50万吨。该色拉油加工控制系统选用西门子S7-200和SRND-CM总线一体式I/O模块的解决方案,在成本降低的同时,还增加了在线IO模块诊断、安全输出等功能。
二、控制系统的硬件选型
食品加工中的色拉油生产流程主要是顺序逻辑控制,这正是PLC控制的优势所在。在此工程中,主站选S7-200 PLC,从站IO选用SRND-CM-RY1、SRND-CM-45DI、 SRND-CM-16DO模块。SRND-CM-45DI是带有232和485通讯接口的45路数字量输入,SRND-CM-16DO 是16路数字量输出的I/O模块。SRND-CM-5D6则是带有9路数字量输入和8路数字量输出、4路模拟量输入、4路模拟量输出的混合型I/O模块。
三、总体控制要求及功能
色拉油生产自控系统的要求是对色拉油处理过程进行自动控制和自动调节,使生产的色拉油达到要求的配比范围;在中控室发出上传指令时,将当前时刻运行过程中的主要工作参数(电机的起停、料位的位置等)、运行状态等信息上传到中控室。功能如下:
(1)控制操作
在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制,如启停某一设备,调节某些模拟输出量的大小,在线设置PLC的某些参数等。
(2)显示功能
用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况,以及各现场的状态参数。
(3)数据管理
依据不同运行参数的变化快慢和重要程度,建立生产历史数据库,存储生产原始数据,供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析,得出一些有用的经验参数,为设备的检修、故障等提供依据,并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
(4)报警功能
当某一模拟量(如压力、料位等)测量值超过给定范围或某一开关量(如电机启停、阀门开关)发生变化时,可根据不同的需要发出不同等级的报警。
(5)打印功能
可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。
四、系统构成及其布局
如果采用常规集中控制方式,将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上,由于工艺线路长、现场控制点分布范围广,需要敷设大量的电缆及桥架,且现场环境恶劣、施工难度非常大。鉴于此,根据工艺划分,系统共设了1个主站、9个子站。
五、实施效果
主控与分布式IO模块之间的数据交换采用高速的数据通道, 确保整个系统安全,可靠。丰富的诊断功能,使 PLC 主站快速监测到每个 I/O 模块的工作状态及故障状态,以便及时采取措施确保控制系统的安全。在保证工程质量的前提下大大降低了硬件成本。此方案自控系统在该食品加工厂投入使用以来,运行至今系统稳定、可靠。设备具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低的特点,提高了劳动生产率,同时由于软硬件均采用模块化结构,方便了工程技术人员的安装、调试和维修。