聚氨酯树脂反应釜监控系统发表时间:2023-12-18 21:42 聚氨酯树脂反应釜监控系统在聚氨酯树脂的生产过程中,需要依据预先制定的配方将多种原料加入反应釜中混合,并进行相关加工形成所需产品.相关原料的加入是否定量、有序,生产过程中搅拌电机、各泵阀运行是否正常,反应釜中温度是否符合生产规范,这些对于产品质量均有重要影响.安利公司通过检测仪表结合现场人工实现监控,这种监控下工人劳动强度大、现场工作环境恶劣、故障维修时间长、过程精度达不到标准,从而导致生产效率低、产品质量差.因此,将现有生产过程自动化、可视化已成为聚氨酯树脂生产迫切需要解决的问题。 1 工艺简介 安利公司第三期聚氨酯树脂生产项目中,使用23种原料、7种溶剂、4个反应釜,每个反应釜连接24个阀门.各种原料需要按照生产工艺定量定序混合、搅拌、反应,生产出新的化学原料,供后面的生产线加工.限于篇幅,该文仅介绍PLC和组态王在生产过程中的监控作用. 该反应釜监控系统采用SEMENS SMATIC S7-300PLC,CPU315-2DP.机架上有PS模块、CP343-1以太网通讯模块、CP341串行通讯处理模块及I/O模块.S7-300之间通过CP343-1经交换机与4台上位机IPC通讯,上位机的监控由组态王实现。 广州黑灯科技有限公司是专业从事各类行业各种类型的自动化控制系统开发和自动化工程项目承接,机械自动化设备生产,化工设备研制生产(拥有D1,D2压力容器生产许可),智能机械人研究制造,自动化生产流水线,可应用在各类工业生产上使用,技术团队已在自动化控制方面积累了丰富的技术和经验,是一家专注于自动化控制系统开发、自动化工程项目承接和技术服务的技术型企业。自动化配置紧自动急切断联锁装置,并且应配备光声报警系统。能有限降低人员的伤亡的情况,减少财产损失。紧急切断联锁装置防止事故的发生。欢迎来电讨论咨询,关生18565060664 http://www.gzheideng.com/ 2 监控系统的实现 2.1 PLC在监控系统中的应用 下位机PLC主要通过继电器对反应釜各个执行部件进行控制,并实时通过传感器与变送装置将反应釜的实时状态传给上位机,供操作工监控. 在生产过程中,PLC参与泵和阀门的开启、关闭、互锁,反应釜搅拌电机的选择与运行控制,各项参数(如反应釜重量、下料重量、反应釜温度、蒸汽温度、电机电流等)的采集处理;接受上位机的设定值并运用各种控制策略与算法进行闭环回路调节;将采集到的数据实时传送给上位机监控并保存.为满足设计要求,系统总计使用17个SM321数字量输入模块、6个SM322数字量输出模块、3个SM331模拟量输入模块.对应模块的部分点位分布如图2~4所示. 2.2 组态王在监控系统中的应用 2.2.1 人机界面的监控效果 为了满足操作人员对生产过程的远程、直观、准确地监控,作者使用组态王设计了反应釜监控的人机界面,人机界面如图5所示.人机界面的监控作用如下: (1)当选定某种物料并开始下料时,人机界面上对应的管道会出现流动效果,且流动速度可随着物料重量的变化而变化. (2)反应釜中的搅拌电机开启时,人机界面上对应的扇叶开始旋转,且随着反应釜中液位的增加,人机界面中的液位也增加. (3)实时准确显示出电机电流、反应釜温度、本次重量、总重量等数据. (4)准确绘制出电流、温度等数据的实时曲线. (5)当生产现场出现安全问题时,在第一时间提醒现场操作工,以免出现事故.在人机界面中,有故障信号时,画面上对应的生产设备亮红灯并闪烁,出现“…故障”的巨大红色字体,且同时用声音报警. 2.2.2 报表系统 生产时需要将多种原料按序、定量加入反应釜.在对第三期监控系统进行设计时,厂家操作人员提出,以往对原料数据归档是“定时归档”,每十分钟一次,只能显示出归档时刻物料的重量,因此出现了如下问题:若一种物料一次下料时间长,归档的重复数据多;若下料在两次归档时刻中间结束,归档数据就不准确;两次生产之间的归档数据没有间隔,不能看出一次生产使用的物料.尽管有了归档功能,但还需要人工记录下料数据,很不方便. 该期监控系统采取了“按次归档”的方式.当上位机采集到PLC传来的“釜称重到”信号,便依次归档“日期”、“时间”、“反应釜温度”、“本次物料名称”和“本次重量”等数据.当反应釜本次生产所需的物料全部加入时,将报表以当前时间为名称存入特定的文件夹,方便操作人员查看与打印。 3 工艺生产 运用PLC与组态王的控制功能,利用现代通讯技术,通过控制电路可对生产过程进行监控.下料过程要求安全、有序、准确,再在此基础上实现可视化.该设计创新性地采用人机界面上的“软按钮”与操作台上的“硬按钮”相结合,可实现控制系统的简便性和生产过程的安全性. 选料只有在当前的反应釜没有下料时才能进行,分2步.第1步,操作工在组态王界面上选定所需的原料并按确定;第2步,操作工在控制柜面板上按下原料对应的按钮.只有两步操作均正确时,PLC才会判断系统选料成功,通过电信号先开启电磁阀门,再开启对应的原料泵.如果组态王与面板选料不一致,组态王会提示“选料失败,请重选!”,必须要按组态王上的“重选料”按钮,系统才能重新选料.当称重信号提示本次物料的重量达到预置值时,PLC接收到“称重到”信号时,先关闭泵,延时10 s再关闭阀.部分PLC梯形图和主程。 4 结束语 该系统将PLC与组态王作为控制核心,在保证系统稳定、安全、可靠运行的基础上,结合工艺要求,实现了界面友好、操作简易的功能,且便于更改、扩充和升级.该系统投入生产运行后,产品的树脂黏度稳定性提高了20%,树脂颗粒不溶物减少,树脂流动性与色泽均有明显提升.生产实践表明,该系统各方面性能良好,实现了现场生产的集中监控,保证了产品质量,提高了生产效率. |