自动化生产线监控系统

自动化生产线监控系统（共12篇）

自动化生产线监控系统 篇1

0 引言

广东技术师范学院从天津龙洲教仪购入了一套“ME093399型机电一体化实训装置”,学生可通过电气实训或生产实习逐步建立起以工业现场控制为对象的实物模型仿真系统。下面介绍检测单元监控系统设计。

1 ME093399型机电一体化实训装置概述[1]

1.1 工艺流程简介

ME093399型机电一体化实训装置是一条自动化模拟生产线,其示意图如图1所示,由图可知,每一道工艺均由置放工件托盘的传送带连接。工艺过程如下:

送料单元(站点1)完成装配主体准确下落到工件托盘;加盖单元(站点2)完成将上盖装在主体上;穿销单元(站点3)完成将销钉准确装配到上盖与工作主体中,使三者成为整体,成为工件;模拟单元(站点4)完成对工件的加热、涂色和温度控制;检测单元(站点5)完成工件的检测,分别进行销钉材质的检测(金属、塑料)和工件颜色检测(深色、浅色)以确定工件是否合格;分检单元(站点6)完成合格工件与废品工件的分类;叠层立体仓库(站点7)可根据检测单元检测结果(金属、塑料、深色、浅色),完成按类将工件传送到立体叠层仓库中。

1.2 检测单元的任务分析与要求

检测单元的任务是待自动化模拟生产线上的托盘将装配好的成品(经过组装与温度处理的工件)

送入检测单元后,进行完工后测试。确定工件是否齐全,并对销钉的材质(金属、塑料)和工件的颜色(深色、浅色)进行测试。合格者输出合格信号,合格品就发出存贮仓库的原号将同样销钉的工件存放在一起;不合格者输出废品信号,废品就放入废品框。

2 检测单元设计与组态

自动化模拟生产线的每一道工艺均由置放工件托盘的传送带连接,由装于底层的传送电机拖动。该电机为单向运转,由接触器控制,FU1做短路保护,FR1做长期过载保护。止动气缸控制检测单元工作的起停,断电时,止动气缸阻止放行,开始检测工件的各项指标,检测完毕时通电,止动气缸放行。止动气缸由电磁阀控制。

2.1 PLC的外部电路设计[1,2]

(1)自动化模拟生产线有手动/自动2种工作方式,由转换开关S A进行选择。系统正常工作时,

将S A置于“自动”模式,此时按下总起动按钮,起动底层传送电机,生产线从送料单元开始工作,按顺序步进直至将工件传送到立体叠层仓库中,一个工作周期结束。停止工作时,按下总停止按钮,传送电机立即停止;系统检修调试时,将S A置于“手动”模式,此时按下本站点起、停按钮,可起、停底层传送电机,进行调试。为防止检测单元的紧急故障,还增加了急停按钮。

(2)检测单元装有止动气缸限位开关,用于检测气缸的到位/复位;装有电容式、电感式、激光式、色差式等各种传感器,用于进行托盘到位检测、工件检测、上盖检测、材质检测、色差检测、销子检测。

2.2 PLC选型与I/O资源分配

根据以上设计可知,该系统有1 1个输入点,2个输出点,且接触器与电磁阀线圈所加电压一致,均为220V。因此,本设计选择西门子的S7-200系列CPU224型PLC。该型号PLC的主机箱体外部设有RS-485通信接口,可以连接编程器、P L C网络等外围设备,它有14个输入点数,10个输出点数,且最多可以扩展7个模块,完全满足本设计的基本要求。

检测单元的I/O地址如表1所示,PLC的外部接线图如图2所示。

2.3 检测单元控制系统的软件设计

检测单元的工作过程如下:

(1)当托盘带工件进入本站后,进行2 s延时。

(2)延时过程中检测托盘上的工件情况,检测工件的主体,工件是否有上盖,是否贴标签,(贴标签为合格产品,无标签则为废品,将进入废品回收单元);检测是否穿销钉,若穿销钉,分析销钉的材质为金属还是非金属,置相应的标志位,以便在分检和料仓中做判断标志使用。

(3)2s后,检测完毕止动气缸放行,进入下一站,同时进行2s延时。

(4)2 s后止动气缸复位,该站恢复预备工作状态。

根据上述工作过程,设计软件流程如图3所示。

2.4 检测单元的组态设计[3]

组态软件可以从PLC等设备中实时采集数据,发出控制命令并监控系统运行是否正常,它充分利用W i nd o w s强大的图形编辑功能,以动画方式显示设备的运行状态,构成监控画面,并可以生成报表、历史数据库等。为了便于对检测单元工作的监控,本设计采用组态王6.53软件建立的监控界面,其组态过程简述如下:

(1)在组态王工程浏览器树形目录中选择设备子项COM1,设置通信参数如下:波特率为9600,数据位为8,停止位为1,偶校验,串口选择RS-485。

(2)利用组态王“数据库”中的“数据字典”并根据前面确定的I/O地址设置相关变量。

(3)利用“工具箱”内的组件建立组态画面,并通过“动画连接”在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立联系,当变量的值改变时,在画面上以图形对象的动画效果表示出来。

(4)通过“运行系统设置”将运行系统的基准频率设置为100ms。

(5)通过应用程序命令语言,在打开对话框的“运行时”选项卡中输入检测单元的软件设计程序。

监控界面中,由相关按钮执行启动、停止、急停、手动/自动转换等功能。检测分类框中的每一个工件都设置了隐含功能。

3 结论

本设计以PLC和组态软件为平台,利用PLC来完成检测控制系统的控制任务;利用组态软件提供的P L C的I/O驱动程序、开放式的数据库和画面制作工具完成了一个具有动画效果、实时数据处理显示功能的组态界面;由于采用了面向对象的编程方法,控制过程直观易懂,便于学生观察学习。目前,该设计程序和监控画面均可在生产线应用。

摘要：以“ME093399型机电一体化实训装置”为研究对象,通过对生产线工艺流程的了解和对检测控制单元的任务分析与探究,找出了输入输出量并分配了I/O地址,进行了软硬件设计;以PLC和组态软件为平台,完成了一个具有动画效果、实时数据处理显示功能的组态界面;设计程序和监控画面均可在生产线应用。

关键词：自动装配线,检测单元,PLC,MCGS组态软件

参考文献

[1]龙洲教仪.ME093399机电一体化实训系统[Z].天津:龙洲教仪公司,2003

[2]袁任光.可编程序控制器选用手册[M].北京:机械工业出版社,2003

[3]北京亚控科技发展有限公司技术部.King View组态王6.5初级培训教程[Z].北京:亚控科技发展有限公司,2008

自动化生产线监控系统 篇2

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祁炜雯电气99－4

本着理论联系实际的教学原则，巩固和扩大所学的理论知识，同时使学生对后续专业课程将要学习的内容有个感性的认识的基本目的。2002年9月2日至9月15日这两周时间里，我们电自专业的学生分别去了浙江华能长兴电厂和新安江水电站厂实习。出发前老师对我们提了以下几点要求：

1、对火力发电厂的生产过程有一个完整的总体概念；

2、初步了解锅炉、汽轮机和整个热力系统的工作状况；

3、熟悉发电厂的主要设备及一次接线，增加对《发电厂电气部分》专业课所学知识的感性认识；

4、掌握发电厂电气设备运行的基本知识；

5、收修订本发电厂电气设备一次系统课程设计的有关资料；

6、了解继电保护、自动装置、高电压技术等后续专业课程的有关内容。

根据学院安排，我们于9月2号到达实习的第一站——长兴发电厂。到的第一天下午，我们就进行了按规教育，主讲的师傅介绍完一些电力行业的安全生产规则之后还专门介绍了一些近几年发生的重大安全事故，其中有北伦电厂1993年3月10日的锅炉爆炸事件和2001年1月23日的重大设备事故……之后是该厂的整体介绍。

浙江华能长兴电厂始建于五十年代末，90年6月，三期扩建工程开工，92年两台125MW机组先后投产发电。现有职工1156人，装机容量250MW，截止1999年底已累计发电115.98亿千瓦时。99年初，该厂通过资产置换，成为是国华能集团公司第一家全资电厂。面对企业体制的改革，长兴电厂新一届领导班子提出了新的工作方针，即：内抓管理，外树形象，深化改革，创造效益。长电人又信心百倍地投入到一场新的考验中！浙江华能长兴电厂的发展史，是建国后浙江电力工业发展的缩影。它的历史，凝聚着三代长电职工艰苦奋斗、团结拼搏的心血和汗水。那些普通而平凡、善良而朴实的长电人，用他们的勤劳和智慧，用他们一双双沾满泥土和机油、长满老茧的手，托起了今日长电——这颗璀璨的浙北明珠。而华能长兴电厂通过多年来发展，已成为装机容量25万千瓦的浙北主力电厂，由于它不断推进机制、体制、科技创新，所以它的安全生产周期、机组等效可用系数、发电小时等经济指标在全国同类型机组中始终保持领先水平，今年上半年发电量更超过9.3亿千瓦时，创历史同期新高。

3号，我们在了解了火电厂的生产过程之后就去参观了该厂的发电设备。3大主机是锅炉，气轮机和发电机。锅炉部分是考煤燃烧产生高温高压的蒸汽。该厂的煤主要是通过水路运输，然后通过运煤皮带到达储煤厂，再根据需要将煤经过碎煤机和磨煤机到达锅炉。该厂采用锤击式碎煤机和低速磨煤机，进行粗细粉分离。循环水经过凝结水泵进入低压加热器，然后再进入除氧器，去掉水中的氧气，防止设备氧化，然后经过给水泵，进入高压加热器，加压加热，再进入省煤器，进行预热，预热后的水经过水冷壁，进入汽包，再汽水分离，蒸汽进入过热器，产生饱和蒸汽。饱和蒸汽进入汽轮机，经过高压缸，做功之后再加热至540摄氏度，进入中压缸，再进入两个低压缸，做功之后再进入凝汽器冷却。在燃烧系统中，输

煤皮带将煤粉运入煤斗，然后进入磨煤机。同时外面的空气经过空气预热器，变为热空气，进入磨煤机，通过排粉风机将煤粉吹入炉膛，而一部分热空气直接吹入炉堂，这样煤粉可以充分燃烧。烟尘将热量充分利用以后进入除尘器，细灰落入冲灰沟，而烟经过引风机进入烟囱。由于炉堂里的压力比烟囱中的低，所以要用引风机。灰渣则直接排入冲灰沟。冲灰沟是气冲的，而非用水冲的。

4号上午，我们分别参观了110kv系统和220kv系统。110kv配电装置，采用软母线（即裸母）高型布置，上层为正母、下层为付母，线路侧为旁母。采用双母线带旁母，高专用母联开关和旁路开关的接线方式。该种布置方式的优点是占地面积小但检修方式不灵活，它的开关采用110Ⅱ型。该厂110kv系统正常运行方式不考虑与大系统并网，长兴电厂由长广1501线经长兴变通过长长1516线和金广1503线经金陵变通过金长1515线并入长兴电厂110KV系统。110kv旁路开关对旁母充电运行。与之相比较，220kv配电装置采用硬母线（即管母）低型布置，母线闸刀采用剪刀式隔离开关，刀线闸刀采用三柱式隔离开关。采用双母线带旁线，设专用母联开关和旁路开关的接线方式。220kv系统由长湖2279线和兴湖2280线经湖州变及兴雀2446线经白雀变与浙江省电网联网。也是旁路开关对旁母充电运行。另需指出该厂以前是采用少油开关，但由于其对地绝缘不可靠，开断能力较弱，必须进行定期预测，带来很多不便。目前该厂正在逐步将之换成SF6开关。

按照系统能量的传递顺序，发电机出线端连的是进线间隔，压变间隔，之后是母联间隔，旁路间隔，再就是出线间隔。所谓间隔就是完成一个特定的功能的一系列设备的划分。进线间隔包括进线隔离开关，高压断路器，母线；压变间隔包括电压互感器，避雷器，接地闸刀等；母联间隔包括流变，断路器，隔离开关，接地闸刀等；旁路间隔包括旁路断路器，旁路隔离开关，接地闸刀，流变等；出线间隔包括出线断路器，流变，高频阻波器，压变，隔离开关，接地闸刀等。以下是各设备的作用：

线路侧压变的作用：在入网时观察电网相位与电机相位的对应关系，以使三相相位对应，以便减小损耗。

高频阻波器的作用：载波通信频带内，足够大的阻抗；工频阻抗小，不阻碍电力传输；减小高频电流分流衰耗；改善高频通道运行稳定性；减少通道间串扰，增加同母线不用电力母间跨越衰耗。

结合滤波器：由排流线圈，避雷器，接地闸刀，匹配变压器，调谐元件等组成，主要用来裣耦合电容配合高频滤波器，把电力线载波高频信号耦合到高压线路上，实现最佳耦合，提高载波信号的传输效率。另一方面把通过耦合电容器的工频电流传导入地，确保设备和人身安全。

高频电缆：接在结合滤波器与电力载波机之间，或接在高频桥上两个结合滤波器初级之间，以延长高频信号的传输距离。

厂用电是发电厂在电力生产过程中，有大量电动机拖动机械设备，用以保证主要设备和辅助设备的正常运行。该厂的厂用负荷分为三类，一类：给水泵，凝泵，循泵，引风机，送风机。二类：工业水泵，输水泵，灰浆泵，排粉风机，磨煤机。三类：试验室，油处理室。厂用电采用单元制结线，电压等级分为6KV和380V。正常运行时，#4，#5高压厂变分别接于#4，#5主变13.8侧（即发电机出口），并各带两段母线6kv IVA,IVB段及VA，VB段运行。#03高压备变由110KV系统供电，正常运行处于热备用。6KV备用段母线BZT装置投入。

最后我们参观的是正在建设中的长兴二厂，即2*300MW机组。发电机出口电压是20KV，采用分相封闭独立母线，母线电压只有一个等级，即220KV。母线采用正母、付母形式而付母线分为两段，中间用线路连结，以节省空间。

实习的第二站是新安江水电站。水电站与火电站比较具有一次性投入大的特点，但运行成本低，且无污染。

新安江水电站建在浙江建德的新安江上,控制流域面积10480平方公里,多年平均流量357秒立米,设计洪水流量27600秒立米,总库容220亿立米,设计灌溉面积114.3万亩,装机容量66.25万千瓦。主坝坝型为混凝土宽缝重力坝,最大坝高105米,坝顶长度465.4米,坝基岩石为砂岩,坝体工程量138万立米,主要泄洪方式为坝顶溢流。特别值得一提的是新安江水电站是我国自行研制和建设的第一个水电站，是我们中国人民的骄傲。也正是新安江水电站的建立，不仅给我们了风景如画的千岛湖，在当时更缓解了浙江的用电紧张。

从１９９７年１月起，中国电力体制改革算起来也已整整５年，这５年中，虽然**不断，却也硕果累累。１９９８年８月２６日，国家电力总公司向国家经贸委上报了《实行网厂分开建立发电侧电力市场的实施方案框架（试行）》并获得通过后，以国电公司为主导确立的省为实体的改革迅速推进，但由于配套改革未能及时跟进，试点工作暴露出大量的问题。在２０００年６月１６日国务院的一次会议上，国电公司主导下的电力改革遭致高层否定，会议决定由国家计委牵头，会同国家经贸委等有关部门和单位组成电力体制改革协调领导小组负责制定新的改革方案。就在由国家计委主任曾培炎亲自挂帅的协调领导小组开始着手酝酿新的电力改革方案时，１２月中旬爆发的美国加州电力危机对中国电力体制改革进程发生了重大影响，人们意识到电力改革的安全性是第一位的，而不仅是打破垄断。至此，中国电力改革陷入一段长时间的沉寂，人们通过对加州危机的反思，也在重新认识中国进行电力改革的必要性、可操作性。２００１年４月３０日，国家计委将一份综合了各方意见的电力改革方案上报到了国务院，同年６月中旬国务院驳回了该方案，据说主要理由是该方案的反垄断力度不够。直到２００２年新年过后，有关国家计委新的电力改革方案已获高层通过的消息在此间传开，最终一直等到４月１２日方案正式出台才得以证实。新的改革方案在国家电力公司、五大区电力公司和各省电力公司三个层面展开，方案提出从纵横双向彻底拆分国家电力公司，把五大区网变成独立的子公司，而把各个省网公司逐步变为分公司或区网公司的附属子公司，同时重组国有发电企业。国电公司原来提出来的改革方案是建立在以省为实体的基础上，这样就和地方的利益联系在了一起，容易得到地方的支持。但这一次出台的新的方案是把省市的利益让位于五大区网，实际上削弱了此前各省独立的地位，这会给电力改革带来风险。从各国经验看，电力改革急不得，应该系统规划、分清主次、稳步推进、安全为主。最终改革后电价的形成机制不应该再是由国家计委审批，计委必须放弃行政审批决定电价的权力。最终根据电力产品的特殊性，由电监会制定竞价规则，既要保护消费者利益不受损害，防止因为不公平的竞争和垄断形成消费者不能接受的电价；同时也要保证电力企业本身获得利润，尤其在发电端形成有效的竞争。电监会通过维护市场公平竞争形成合理的电价，这一点在这次改革方案中并不明确。但从市场发展方向来看，在市场已经形成供求基本平衡的情况下，今后的电价一定是通过竞价上网形成。

钢管生产线自动控制传输系统研究 篇3

关键词：传输系统；自动控制；钢管企业；钢管生产线；抗干扰措施

中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0058-02

一、钢管传输系统分析与要求

（一）生产线工艺流程概述

所有装置的电气规划，从开展规划的过程中一定特别清楚、掌握设备的工艺标准。本文主要从直缝埋弧焊管生产的传输装置进行研究的。因此，不但应有效达到直缝钢管生产线的不同功能标准，同时应当从这个前提下控制费用、维持系统科学运转，另外还应关注公司产品的研制方针，高效实用、安全性高。

首先，进行钢板等原材料的挑选。按照生产工艺的要求对原料进行筛选或者抽检，对符合条件的钢板进行标记，或者将合格批次的钢板进行整体标记。

其次，使用厂内运输工具或者利用公共交通工具将原材料运入生产场地的库房。

最后，利用磁力吊车或者其他相应手段按照实际生产关系进行定量的原料投放。

从制造起步阶段，借助半门式真空吊把钢板连续传送至钢板载入设备的传输辊中，对钢管进行排序。从接下来的工位中，利用超声波对钢板进行检测。通过手工焊接的方式把引熄弧板固定于钢板的四个角中。引熄弧板从钢管预焊机、内焊、外悍的开始还有结束过程内进行采纳。引熄弧板经由铣边机、预弯机还有成型机，推动引熄弧板自身的几何形状同钢管的几何形状保持一致。通过这种方式，起弧还有息弧的几何形状还有冶金状态可以彼此相符，所以，从钢管的顶端可以产生科学的焊接方法，通过此种方式可以产生低缺陷及高水平的焊缝。

（二）传输系统操作台设置

首先，根据不同的生产工艺对不同分区进行参赛范围设定。并按照一定的流程进行操作台面的设置与建立。利用不同的电气化原件对分区内的工作原件进行电流断、开的控制。并利用无线系统或者有线链接装置对各个分区的操作台进行总控链接。要求总控链接可以独立对不同分区的操作台进行操作，并保障分区操作太的操作需要在总台的授权下进行工作。

其次，建立不同位点的工位操作台，工位操作台需要受控于分区控制台，并且根据分区控制台的命令对不同位点的工位传输设备进行指令的下达。各个部分的传输设备根据命令进行相应的操作。并根据生产的实际情况对相应的数据进行反馈以及在发现异常的情况下优先停机，及时报警。

第三，主操作台设置1个触摸屏，用于本区域所有变频器参数设定和所有传感器故障检测。此外，在生产数据出现异常，比如：钢管的温度异常，钢管物流的堵塞，钢管质量严重异常等问题出现的情况下，主动在主操作台备案记录供相关的工作人员进行查询。在数据出现严重的安全隐患，比如：钢管温度过高，定型异常等。主操作台需要预先停机防止安全事故的发生。同时报警，供工作人员及时排除隐患。

二、传输系统控制方案

自动控制系统为集散式控制系统，在设计方面能够细化成四个大区。所有的大区通过主站还有不同分站营造，电气、机械配置还有软硬件规划大体一致，接下来通过第一大区进行分析，阐释系统营造的

途径。

主站通过西门子S7-300的CP317-2DP和SIMATIC精简面板营造，主要工作为全天候咨询、通讯交流、参数安排、故障记录。主站利用DP线同不同从站建立紧密联系。按照实际作用大小从站通过一类分站ET200S IM151-7、二类分站CP315-2DP还有各自辅助电路组建，从站按照检测单元还有操作元件对信号产生反应，借助PLC程序运算之后，借助执行机构产生一定的反应。一二类分站通过DP线建立关系，各自的分站在检测元件、操作元件、执行元件方面没有明显的差异。检测元件涵盖了电感式传感器、光电开关、接点元件还有旋转编码器，主要工作为对钢管还有钢铁遮光片产生反应；操作元件关键为不同的操作键；执行元件利用DP线同所有分站建立关系，涵盖了MM440和6SE70变频器，利用变频器调整执行电机的电流还有电压、加减速时间等，实现管理各个速度及功率的

计划。

SIMATIC精简面板的触摸屏关键工作在于全天候咨询电气系统工作情况，关键为监督检测元件保持于运行状态亦或保持于故障状态，检测元件涵盖了电感式传感器、光电开关、接点元件还有旋转编码器及全部的操作元件（按钮、转换开关），给实际调试还有问题解决奠定了坚实的基础。

三、抗干扰措施

抗干扰措施可归纳为抑制、隔离、消除几个

方面。

（一）抑制干扰就是对干扰源进行限制

选用符合IEC61800-3标准的设备，符合该标准的设备可确保没有过量的电磁辐射传播到邻近的低压网络；选用滤波器，对非线性负载电流波形滤除基波，将剩余部分进行反相，通过控制IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）逆变，再输入电源；选用抗干扰净化电力稳压器，利用能量分配稳压技术，对噪声、尖峰电压吸收抑制；采用浪涌保护器或电阻、电容、电感等组成的滤波电路。合理处理电源，抑制电网引入的干扰。安装隔离变压器，减少设备与地之间的干扰，选择具有内置滤波器的变频器，吸收尖峰电压，还可防止设备本身的干扰传导给电源。

（二）隔离干扰即为在干扰源开展屏蔽，降低干扰源造成的消极作用

用金属箱、板进行隔离，比如把变频器设置与金属箱内，同时和控制柜独立安装；还有能够被影响的电路板，比如信号转换卡设置与屏蔽箱内，同时借助屏蔽电缆、屏蔽线，来降低祸合；保持控制柜同动力装置保持足够的距离。借助科学的路线规划，将动力电缆同控制电缆独立设置，彼此保持300mm的距离，从交叉点进行相应的处理；脉冲线及电平线保持独立；输入线同输出线保持独立；交流输出线及直流输出线具备独立电缆，输出线同干扰源保持足够距离；把PLC的I/O 线同干扰源保持足够距离；从公共线槽中依次绑好交流线及直流线。在全部的DP通讯线通过固定线槽进行规划。实际研究显示，分开走线在系统的安全角度来讲非常关键，不然装置可能出现故障。动力线、控制线还有PLC的电源线还有I/O线独立规划，隔离变压器还有PLC和I/0彼此借助双绞线建立联系。全部的变频器到电动机之间电缆采纳特殊的变频器屏蔽电缆，全部变频器安装滤波器、电抗器，控制电缆普遍采纳双绞线，输入信号线普遍采纳金属屏蔽线。PLC借助继电器进行隔离，首先能够避免开关从通、断过程中出现抖动的影响，另外能够杜绝内部电路信号及底线同外部建立联系，发挥突出的隔离

功能。

（三）消除干扰就是不让干扰起作用

消除干扰的最佳方法是接地，大地是个大电容，把干扰引入大地，就可以避免大部分干扰。接地其实即为等电位，导体两侧等电位则不具备电位差，则无法通过电位差出现电流、磁场，同时无法出现耦合情况。将屏蔽层接地，假如出现漏电情况，能够把电顺利导入地下，保护使用者。优秀的接地为提高系统安全性的关键基础，能够杜绝触电情况出现。

参考文献

[1] 潘峰、刘红兵．西门子 PLC 控制技术实践[M]．中国电力出版社，2009．

[2] 陈伯时，陈敏逊．交流调速系统[M]．机械工业出版社，2008．

[3] ecula G．Lee P. Safe kernel extensions without run-time checking[A]．In：Proceedings of the Second Symposium on Operating System Design and Implementation，Usenix， 1996.

[4] ambert P．Modeling of non-linear growth curves on series of correlated count data measured at unequally spaced times a full likelihood based approach．Biometrics．1996．

（责任编辑：赵秀娟）

自动化生产线监控系统 篇4

现代工业的生产工艺对环境温湿度要求越来越高, 特别是一些食品、药品、IT及新兴电子行业的生产工艺要求更高。如:某电子产品的生产原材料在室温25℃、相对湿度超过60%的环境下, 10 min内即会失效;某电子检测设备温度偏差超过2℃, 检测结果就会失真, 可见温湿度监控系统的监测精确度、灵敏度及温湿度调节系统反应速度的重要性。本文通过对生产线环境温湿度监控系统的合理设计的阐述, 软件监控各工序段环境温湿度状况, 并通过执行元件对环境偏差进行修正, 确保系统环境温湿度稳定, 达到生产要求。

1 温湿度监控系统设计建模

对生产厂房区域温湿度监控系统建模, 如图1所示。

2 监控系统总体设计

全自动温湿度监控系统由温湿度检测探头、信号传输网络、PC机控制To Analyzer软件环境、PLC、温控设备执行控制器、温控设备执行元件等部分组成。

2.1 温湿度检测探头布局与选用

XX生产线为连续全自动化的新兴电子产品生产线, 9道主要生产工序分处6个不同的生产区域, 由于每道生产工序的工艺要求不同, 所以各区域对环境温湿度控制等级的需求也各不相同, 统一选用高精度监测仪器及高灵敏度的控制调节元件来管理, 会造成一定量的资源浪费, 同时也会造成成本费用的急剧增加 (温湿度传感器灵敏度达到一定程度后, 精度每提高5%, 成本费用就会成倍增加) , 所以我们根据不同区域的不同要求, 通过合理测算, 分别对环境温湿度要求较高的2#、3#及6#区域进行重点监控, 对其他各区域进行一般监控。对于重点监控区域, 我们选用S580-EX型高精度进口温湿度传感器, 该温湿度传感器是瑞士原厂封装一体式温湿度传感器, 分辨率达到0.1℃ (温度) /0.1%RH (湿度) , 温度精度±0.2℃, 湿度精度±2%RH, 具有精度高、重复性好、湿度检测迟滞时间短的优点, 并且此传感器还内置蜂鸣报警, 每个通道都可设置报警上下限, 将此类传感器的数据采用时间设置10 s, 就完全能够达到对重点区域的温湿度数据采样需求;而对一般区域, 选用价格相对低廉的DS18B22单线数字温度传感器, DS1822传感器支持“一线总线”接口, 测量温度范围为-55～+125℃, 在-10～+85℃范围内, 精度相对较差为±2℃, 但已经满足原材料投料及成品包装等一般区域的环境监测精度要求。

根据现场实际情况, 我们对现场温湿度检测点进行了合理设置。设置监测点的原则为:对重点区域, 每个区域设置多个监测点, 并要求该区域的主要监测点设置在与产品流转面的同一高度 (距地面1.2 m) , 同时要求所有监测点距产品加工位0.3 m (距外墙不小于0.5 m) , 并且, 在重点检测区域的空间内, 分上、中、下3个层面, 设置辅助监测点, 以确保区域内温湿度监测的全面性;对于一般监控区域, 我们则仅仅监测房间中心温度, 适当降低数据采样频率, 将采用频率设定为30 min/次。

2.2 信号传输网络建设

由于XX生产线的设备拥有大量伺服电机、步进电机、变频器、射频电源及其他电子设备, 所以, 生产现场难免会有一定量的电磁干扰, 而越是高精度、高灵敏度的数据传输, 越需要好的抗干扰的数据传输系统来支持, 所以在选择数据传输方案时尽量选用技术成熟、可靠性高的传输方案, 不过分追求技术先进性, 而更加注重监控系统的可靠运行。最终, 选用屏蔽铜缆系统来实现温湿度数据的可靠传输, 传输网络中的数据线全部采用屏蔽铜缆, 并保证屏蔽层良好接地, 避免接地电阻过大、接地电位不均衡造成的传输系统各点间电势差, 从而避免因这样的电势差造成的金属屏蔽层上电流所引起的屏蔽层不连续, 保证了屏蔽系统的完整性;同时, 布线时还特别注意将网络布线的长度控制在150 m以内, 防止因线路过长造成信号衰减, 确保数据信息传输的可靠性。

2.3 软件通讯设计

在通讯软件流程设计, 即进行读写编程时, 必须保证读写时序, 否则将无法读取温湿度信息, 通讯设计首先注意对串口进行的初始化及中断的管理。串口接收缓冲区的数据时, 要先判断出数据是否为其地址码, 若不是, 需继续等待中断到来;若是, 要先验证后面的命令是否符合要求, 并对收到的数据进行校验, 校验不符, 则继续等待中断, 校验正确, 下一步要对命令进行解析, 根据命令操作分析出是读数据还是写配置信息。如为读数据应启动数据缓冲区进行刷新, 等主芯片将新的数据经采样计算后写入缓冲区, 让下一次主机读取, 然后对主机作出相应回应, 经串口将所需数据发送至主机, 完成数据的传送和传送配置成功的信息, 回应完毕, 循环此项程序;而写配置信息后, 即可改变执行参数, 如采样点数等。

2.4 执行与反馈

温湿度控制系统对重点区域的温度控制, 采用西门子高精度SQX62-VVF31.25电动阀作为执行元件, 采取调节空调冷冻水水量大小的方法进行控制, 并配有QB9000-P16压力传感器反馈空调热交换器中冷冻水压阻变化, 将压力信号转换为DC0～10 V的电信号作为输出信号来反馈冷冻水流量。本测量不受温度变化影响, 有很好的温度稳定性, 没有机械老化和漏电, 具有良好的反应速度与控制精度, 当PC给出调节指令后, 能够迅速准确地调节空调热交换器冷冻水流量, 进而对重点区域内的环境温度进行调节, 保证重点生产区域环境温度稳定;温湿度控制系统对重点区域的湿度控制, 通过控制区域内加湿机与除湿机的开停来实现, 除湿机采用松下大功率除湿机, 除湿效果好, 速度快, 能够迅速使空间内湿度环境降到要求范围;温湿度控制系统对一般区域通过开停换气扇以及空调来实现温湿度的调节, 方法简单、有效, 费用也相对低廉。

3 软件设计

ToAnalyzer控制软件采用Microsoft Visual C++开发, 对温湿度数据处理效率高, 速度快, 稳定可靠, 人机交互界面友好, 简单方便组网, 随时可以增加不同地方的监控点。随时并入系统, 理论上可无限增加监控点、无限数据存储, 显示每个监控点的状态, 每个监控点都可以有独立的曲线、Excel、TXT文档, 自动平均值。软件设置定时自动下载数据, 并批量设定终端。通过软件, 查询到每一个终端的历史数据、历史曲线及超过设定范围的时间, 强大的数据存储功能, 保证了生产数据的可追溯性, 为查找生产质量波动原因的环境温湿度因素, 提供了强大的数据支持。

温湿度记录仪数据分析报告如图2所示。

更为重要的是, 通过软件的实时控制功能, PC工控机能够迅速对环境温湿度变化信息进行分析判断, 能对异常数据进行修正及再确认, 可以对有效的信息数据进行趋势分析, 可以自动调用相应调节方案, 并能及时输出相应的控制信号, 反馈给不同区域的PLC控制器, 使得到调节信号的PLC控制器当即作出响应, 对其对应的执行器发出启动或调节的指令。如:当2#区域由于设备连续运行发热, 造成环境温度持续升高时, 2#区域的温度传感器会将现场温度信息传送至控制中心的PC工控机, PC工控机To Analyzer软件会对得到的温度信息进行记录, 并针对2#区域温度异常偏高的情况, 调用2#区域降温程序, 给出加强2#区域空调冷却水流量的程序指令, PLC得到相应的指令后, 控制2#空调换热器前的冷冻水电动阀门, 增大阀门开机角度, 实现加大冷冻水流量、加速降温的功能, 从而抑制2#区域温度升高的趋势, 直至2#区域温度达到设定值。

4 结语

温湿度监控系统的设计与实施, 确保了XX生产更可靠、稳定, 通过监测探头的合理选用、布局及可靠的网络线路设置, To Analyzer软件环境的有效控制, 完成了系统内各项环境参数的采集和控制, 确保了XX系统的安全生产以及XX产品的质量稳定。

参考文献

[1]高占凤, 刘玉红, 杜彦良, 周渝.基于单总线技术的温湿度监测系统[J].电子器件, 2006 (4)

自动化生产线实习总结. 篇5

时间过的真快, 转眼间两周的实训时间就过了, 在过去的两周内我们小组在自动化生产线实验 室进行了为期两周的实训练习。通过这段时间的切身实践,我们收获了很多,一方面学习到了许多以前没 学过的专业知识 与知识的应用, 另一方面还提高了自己动手做项目的能力;还令我学会了一些如何在社会 中为人处事的道理。

本次实训的指导老师是何老师和马老师。在实训拉开帷幕时,指导老师马老师首先给我们讲解了 一下本次实训的目的、要求、主要内容及任务安排。从他的讲解我们了解到本次实训分两个阶段进行,阶 段一是在第一周做好自动化生产线的前三个单元站——即供料单元、搬运单元和操作手单元,阶段二是在 第二周做好自动化生产线的后三个单元站——即检测单元、加工单元和提取安装单元,并完成实训报告和 实训小结。

实训开始后, 我们按照指导老师的要求, 每 5至 6人组成一个小组, 根据大家的工作习惯和相互了 解情况,我们团队共有 6位成员组成(钟 **、陈 **、陈 **、王 **、林 **和我 ,经过推举我作为小组组长。组成团队后,为了便于开展实训工作, 同时也能够使团队成员确定个人实训任务,根据指导老师给 定的要求我们的主要任务就是做好自动化生产线个单元站的编程调试工作,并写出此次实训各站的控制要 求和控制工艺流程,以及画好各站的机械简图、电气原理图、安装接线图和详细程序。因此,我根据整个 实训的安排进行了详细的任务分工,使团队成员在每个阶段工作时都能够各司其职,才尽其用。经过讨论 我安排钟 **、陈 **、王 **三人负责程序的设计编写;林 **和我负责程序的调试工作;陈 **则负责文本的书 写。整个实训过程中所有队员都应该参与到程序的设计当中随时做好对程序提供更好的解决方案。

本次实训,是对我们能力的进一步锻炼,也是一种考验。从中获得的诸多收获,也是很可贵的,是 非常有意义的。不过在进行当中困难是随处可见的。

就像刚开始做第一个单元的时候, 我们在编写好程序准备开始进行调试的时候。由于技术原因, 电 脑和 PLC 一直无法连接,在经过多种途径都无法解决问题的

时候我们求助于指导老师马老师,原来调节电 脑的搜索 PLC 波特率的大小才使得电脑能够正常连接到 PLC。

还有在供料单元的调试过程中,可能是由于人为的原因,摆动气缸在摆动到吸取工件位置的时候, 无法使真空吸盘吸取工件,检查其原因,发现原来是摆臂和工件位置没有准确对应。因此,在不得已的情 况下我们调整了摆臂和工件的位置,这才使得真空吸盘能够完全吸取工件。而在调试过程中,我们也发现 若摆动气缸摆臂在推料的同时还是处于工件位置,很容易就会造成机械碰撞,以至使器件损坏。因此,我 们在程序上添加了一条能够让摆臂在推料的同时向右旋转一定角度,避免发生机械碰撞。

实训中遇到的问题是无奇不有, 但在我们的努力下一个个都迎刃而解。在解决问题的时侯我也感受 到,只要平时细心一点就可以避免很多不必要的错误;同时,洞察能力也是发现错误,并解决问题的关键。所以这也提高了我们的洞察能力。

自动化生产线监控系统 篇6

【关键词】PLC系统；轧钢生产线；自动控制；应用

从工业生产的实际情况分析，可靠性、实用性、经济性对于每一台冶金工业生产设备而言，都是三大重要的生产标准。在轧钢生产车间，通过PLC[1]自动化电气控制设备可以对每一个出钢机的大小车液压升降机垂直运动以及水平运动展开自动化控制；在此过程中，采用交流变频传动装置对出钢机的水平运动系统进行控制，而液压缸通过驱动L形钩对液压提升机的垂直运动进行自动化控制。尽管在轧钢生产工业流水线上，出钢机系统只是一个辅助性工业生产设备，但是对于整个轧钢生产流水线的影响作用却不能忽视。如果出钢机在生产中一旦出现生产运行故障，将会导致整个轧钢工业生产流水线无法正常运行。因此，需要保证轧钢生产出钢机能够通过工业自动化控制PLC系统满足工业生产中科学启动、稳定运行以及正确定位的要求。

一.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用流程

首先，在我国的轧钢生产车间，工业生产的主要原料——热轧带钢要进入酸洗流水生产线中，在一般的生产过程中，会有一层厚厚的氧化铁皮附着在热轧带钢表面，这层氧化铁皮是热轧带钢在车间扎制和冷却中产生的；因此，为了避免这种情况出现，可以在热轧带钢进行冷轧前采用酸洗的方式有效祛除氧化铁膜，从而将干净新鲜的热轧带钢基体金属表层外漏。经过酸洗后的热轧带钢会经过车间冷轧工业设备进一步加工，以此满足客户的钢铁厚度要求。随之，可以进入下一道退火生产流程，这一工序的主要目的在于让轧带钢的内部晶体结构进行重组，大大提升轧钢的刚度和韧度。最后一道流水工序是对生产车间的所有流水线展开平整处理，以此减少轧带钢上表层的不平整现象发生，获取工业生产的成品。

其次，从整个轧钢的生产流水过程可以看出，冷轧流水线的生产安全性和生产技术工艺要求要比其它的工艺更高。除了上述煅制工艺之外，在整个轧钢生产车间，技术操作人员需要经过系统检测、参数预设、设备调试、工业设备润滑、设备清洗、设备手动装载以及设备系统故障的排除等一系列复杂的工艺流程，才能有效保证所有的轧钢生产安全、可靠进行。特别是在轧钢生产流水线中，还会经过带刚开卷、带刚再卷以及喷射乳酸液、换辊、移动钢卷大小车、钢铁轧制以及采用X光射线对钢铁的厚度进行检测等很多的操作流程，所以工作人员在对这些轧钢步骤进行操作时，经常会受到光线辐射、机器碾压、灼伤以及切割、拖拽、碰撞、缠绕、冲击等工业生产伤害。对此，通过PLC自动化控制设备系统，不但可以进一步提升我国钢铁工业轧钢生产的技术水平，而且经过安全保护设备的防护，大大降低了工业生产中的设备损耗率，使技术操作人员的安全性得到有效的保障。

此外，在一般的工业生产技术条件之下，一块板坯经过粗轧机进行轧制的有效时间为30-60s，因此，必须保证出钢机的工业生产效率与粗轧机的制坯效率相协调；经过自动化控制系统的使用，进一步提升了我国工业生产的效率和可靠性，释放了传统工业生产中劳动人员的劳动压力，降低了劳动强度。由于在轧钢生产流水线上，当出钢机的位置与大车的位置有效对接时，升降机执行的功能与小车的功能是一致的，所以，在这一阶段利用PLC自动控制系统就会减少人工操作，提高工作的效率。与此同时，为了有效提高升降机与小车的操作效率，也需要进行PLC自动化控制系统来完成整个操作流程。由此可见，在轧钢生产流水线上，有PLC自动化控制操作和人工手动操作两种不同的作业方式。

二.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的具体应用分析

在工业生产中，对电气设备的控制和监测主要包括如下的技术操作流程，例如旋转大包回转台、升降包臂、开闭大包水口、运行中间包车、升降对中以及震动结晶器、调节震频、传动拉矫机、压下拉矫辊、上行引腚杠、跟蹤回收、脱坯操作、存放作业、铸坯定尺切割操作技术等多种复杂的工艺流程，除此之外，对铸坯进行定尺切割之后，还要注意对切割前后的辊道输送以及辊道控制、铸坯分离机、翻钢机、步进冷床进行操作技术管控；与此同时，PLC自动控制系统还负责整个流水线中的干油润滑系统检测、液压系统管理、油气润滑系统的运动控制。

在这套流水线生产工业设备中，通过应用自动变频控制驱动装置，在所有的自动变频设备中都设置了通信网络接口，经过数据网络通信设配器的连接，与多个不同模块的RemoteI/O[2]网络系统连接，由此构建了一种基于RemoteI/O模块的信息数据网络传输系统。在扫描装置的扫描下，RemoteI/O网络系统处于一种正常运行的状态，同时与远程设备FlexI/O网络设配器进行有效串连，PLC自动控制系统才能经过二者的通信链接作用，展开自动控制。

另外，为了使该系统构建成为一个功能强大的自动化结构，发挥更强大的数据通信传输功能，该系统对相关硬件设备进行了重新构建，系统结构采用了西门子S7-400PLC设备，通过Profibus-DP网与12台西门子全数字6RA70直流调速装置和2台西门子远程ET200M 操作站连接在一起，为每一个系统从站设定一个兼容的地址模式，通过数据通信波特的比率以及其它系统设备的自动属性对从属系统进行设定，系统的主站设定为西门子S7-412-2DP结构，并与12台6RA70直流调速通信设备进行连接通信；由于该系统的主站与从站之间的驱动装置在一个整体的系统结构中，所以通过SFC15设备与SFC14设备这两大主要的功能模块展开对系统程序的调用与读写，从而有利于自动化系统中的传输数据，展开全自动化控制，2台工控机通过MPI网与S7-400进行连接，实现了对所有的中小棒材中精轧连轧生产线的参数设定与监控功能。从该自动化系统流水线投产以来，系统运行性能优越，满足了实际的轧钢生产技术工艺需要，各项参数指标都达到了预设的数值，确保了轧钢生产工艺的高效生产和安全运行，通过现场总线生产技术，更好地实现了现代工业化时代的信息网络化生产。

三.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用效果分析

从PLC系统工作的原理分析，主要是经过发挥PLC自动变频设备的数字通信链路作用，然后所有系统通过组态PLC的I/O协议，采用这一通信链路，进行自动化控制数据的传输和接收。因此，在整个应用过程中，PLC的自动变频系统只是被作为一个装有I/O数据链路协议的框架模块，工业生产的系统只需要通过应用这个数据通信模块框架，就可以进行远程数据的控制与管理。按照程序数据的读写、分析、重组、输出等程序命令，对工业生产相关设备展开运行监测，而且通过后台自动化操控，所有轧钢生产流水线中的运行情况都可以清晰地展示在系统显示器中，为在线监听人员提供实时、动态、全方位的监测数据。如果系统在轧钢生产运行过程中，一旦出现突发的运行故障，PLC自动化控制系统就会发出相应的预警指令，及时将故障信息发送至信息中心数据端口，技术操作人员就可以采用远程传输协议展开应急方案的制定和实施.

所以，从生产过程到整个故障的监听、处理，完全实现了自动一体化控制，经过一条通信数据电缆就可以取代传统轧钢生产工艺中的大量硬件生产设备，无论是从系统生产的控制水平还是从数据的模量来分析，PLC系统的性能都得到了有效的提高， 保证了轧钢生产线自动化控制的安全实施，使系统运行更加科学、安全、高效，而且整个生产流水线中的系统运行故障处理也更加及时，大大减少了系统的运行和维护成本。在该轧钢生产线自动化控制的应用中，PLC系统通过操作信号对自动变频装置进行科学控制，按照系统的实际运行频率对工业生产电机的实际转速和液压提升机的液压缸流量展开控制调试，同时也对液压提升的速率和大小车的行走速度科学管理。在此过程中，电机的运行速率控制是通过PLC自动控制系统的变频调试器的调节实现的，不仅使大小车的運行速率更加均匀，而且充分发挥了PLC自动化闭环控制功能，有效确保了轧钢生产中出钢机L形钩的一次性科学定位。所以，近年来我国工业生产的自动化技术水平在不断提升，PLC自动化控制系统在轧钢生产线中的应用大大提升了生产的效率，工作人员的安全性也有效得到了保障。在此发展背景下，本文通过对我国PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用进行了详细的论述，以此不断提高我国的工业生产自动化水平。

结束语

综上所述，轧钢生产工艺不仅是一项十分复杂的技术工种，而且在生产钢铁的过程中，经常会受到诸如钢铁浇筑条件、浇筑过程等不良因素的影响和制约，所以导致铸坯的质量难以得到有效的保障；此外部分钢铁工业生产车间缺乏专业性的技术操作人员，再加上工业生产设备相对落后，所以长此以往，就会严重阻碍我国轧钢生产工业的快速发展。随着信息化技术的不断推进，越来越多的工业生产商引入了PLC自动化控制系统，由此开启了我国工业自动化生产控制的发展之路，整个轧钢生产流程，实现了PLC一体化控制，不仅节省了大量的人工操作成本，而且使轧钢生产的效率大幅提升，避免了传统轧钢生产流水线中常见的故障出现，确保了轧钢流水线生产的有序化进行。

参考文献

[1]杨梅.西门子PLC在轧钢生产线设计中的应用[J].机电信息，2013，12：52-53.

[2]徐芸，李晶.PLC控制系统在轧钢车间水处理中的应用[J].中国新技术新产品，2011，03：192-193.

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自动化生产线监控系统 篇7

金属眼镜框丝是用于制造眼镜架前框的金属丝, 常用的有不锈钢、铜合金、铝合金、纯钛及钛合金等几种材质, 其功能是固定镜片。为便于固定镜片, 需在金属丝上开槽口, 如U型槽、V型槽、半圆形槽等。

不管采用何种材料, 开何种槽口, 其加工工艺大同小异, 都是先预压扁金属丝, 然后经过多次辊扎 (刻槽) , 最后经整形收卷。为了提高生产效率和减少占用场地, 生产厂家多采用直线式多道次辊轧机连续辊扎, 通过事先计算并设计好各道次辊轧机辊轧轮 (模) 的轮径, 使各道次辊轧机辊轧时保持相同的线速度, 实现连续辊扎, 其工艺流程见图一。其缺点是, 由于是开环系统, 各道次辊轧机是按照事先设计好的速度比例进行运转, 一旦某道次辊轧机发生机械故障, 或某道次辊轧机辊轧模发生磨损时, 各道次辊轧线速度不一致, 就会造成前后级辊轧发生滑动 (摩擦) 拉拔, 从而造成金属眼镜框丝表面不光滑, 甚至拉断, 工人频繁忙于处理故障, 劳动强度高、生产效率低, 产品表面质量差、合格率低, 原材料浪费大, 生产成本高。

为此, 笔者设计了金属眼镜框丝自动化生产线, 引入闭环控制系统, 通过速度反馈信号, 采用PLC及上位机进行在线控制, 实现框丝生产多道次辊轧线速度的精密实时同步, 完成“放线—辊轧—……—辊轧—收卷”的连续自动生产过程。

1 自动控制原理

在各道次辊扎机前后引入张力杆, 使被加工金属丝保持一定的张力, 各道次辊扎机辊扎时, 辊模与被加工金属丝之间只允许滚动摩擦, 不发生滑动摩擦, 这样生产的框丝表面光亮, 力学性能好, 质量优[1]。为控制辊模与被加工金属丝之间不发生滑动摩擦, 就必须精确控制各道次辊扎机辊扎的线速度保持一致。为此, 引入金属丝前进速度检测与反馈闭环控制机制, 在各张力杆上安装张力检测器和速度检测器, 并将其采集的实时张力信号和速度信号输送给PLC控制器, PLC控制器经过PID运算, 实时对辊扎机驱动伺服电机发出修正指令, 这样就可实现对各道次辊扎机辊扎线速度的实时控制, 同时也保证了张力臂的稳定[2], 如图二所示。

2 自动化生产线的整体设计

本系统设计方案基于PLC控制器、触摸屏、伺服电机、以太网交换机、GRAPHX组态软件, 应用于直进式辊轧机生产线的控制, 采用了快速工业网络通信技术, 组成一个开放的、模块化、实用性强、易于维护的自动生产控制系统。

每条框丝生产线配置一台PLC控制器, 将放线机、收线机、各道次轧辊位等工位分别配置速度传感器、压力传感器, 然后将各辊轧机的驱动电机按钮、开关、刹车、速度传感器、压力传感器以及其他 (如位置等) 传感器的信号全部输入PLC控制器, 通过PLC控制器进行各工序、各工位的实时联动控制, 再将各条框丝生产线的PLC控制器通过以太网口与上位机工程师站相连接。整套金属眼镜框丝自动化生产控制系统的拓扑图如图三所示。

3 系统实现过程及其特点

本系统采用三菱公司A系列PLC作为核心控制单元, 该系列PLC可插接各种功能模块, 如模拟量输入/输出模块、以太网通信模块 (E71通信模块) , 具有强大的指令系统、数据运算和逻辑控制功能。将各辊轧机的驱动电机按钮、开关、刹车以及位置传感器的信号以开关量输入PLC控制器, 将各辊轧机组的速度传感器、张力传感器模拟信号通过模拟量输入模块输入PLC控制器, 经PLC控制器运算处理后, 输出速度调节信号对辊轧机的异步伺服电机进行控制。采用异步伺服电机作为执行器, 具有调速精度高、响应速度快的特点。

将各辊轧机的驱动电机按钮、开关、刹车、速度传感器、压力传感器以及其他 (如位置等) 传感器的信号全部输入PLC控制器, 一旦某工序出现故障, PLC立刻就会发出停机指令, 待人工排除故障后才会继续运行, 这样可以有效防止某工序发生故障后, 其他工序机组继续运行, 造成损失进一步扩大。

传统生产线由于是开环系统, 采用预定比例控制, 多道次辊模是固定搭配, 一旦辊模发生磨损, 只能更换新辊模, 无法调整;而本系统采用闭环速度反馈控制系统, 各道次辊轧速度可以分别实时调整, 辊模的通用性强, 辊模发生磨损可以修模使用, 因此延长了辊模使用寿命, 降低了生产成本。

每条生产线单独设置一个PLC控制器, 人机界面采用威纶MT5000系列触摸屏, 通过触摸屏可灵活设置本条生产线的控制逻辑、工艺参数, 实现系统启动停车控制、实时监控等功能。每条生产线既可单独运行, 也可与上位机联机运行, 灵活实用, 维护方便。

各PLC控制器通过以太网通信模块与PC机互相通讯, 交换数据。工程师站可以运行强大的GRAPHX组态软件, 通过动画、曲线、流程图等形式直观的显示各生产线各机组的工作情况, 同时具有强大的报警、历史数据、报表功能等。系统也可方便的将机组数据上传至办公室网络, 方便产量统计、工时管理、能耗分析等。

在整个系统调试过程中, PID参数的整定是一个难点, 需要技术人员丰富的实践经验和理论功底。

4 结束语

本文设计的金属眼镜框丝自动化生产控制系统, 由于引入速度、张力等反馈信号进行闭环控制, 实现了对多道次辊轧线速度的实时精确控制, 确保了辊模与被加工金属丝不发生滑动摩擦, 生产出的框丝外背表面及内槽表面光滑质量好, 同时各道次辊轧不会因线速度的不一致而发生拉断、尺寸公差不稳定等现象。采用本自动控制系统, 可以将原一名工人看护一条生产线, 提高到一名工人同时看护四条生产线, 提高了劳动生产率和产品质量, 对于金属眼镜框丝行业的转型升级, 具有非常重要的现实意义, 对于其他连续拉拔、辊轧自动生产线的设计, 也具有重要的借鉴意义。

摘要：传统的金属眼镜框丝采用直线式多道次辊轧机连续辊扎生产工艺, 通过预先设置的固定比例, 控制各道次辊轧机以相同的线速度运行。其缺点是, 一旦某道次辊轧机发生故障, 或某辊轧模发生磨损时, 就会造成前后级辊轧发生滑动 (摩擦) 拉拔, 从而造成金属断丝或表面损伤。金属眼镜框丝自动生产线, 引入速度反馈信号, 利用PLC控制器, 对辊扎机驱动伺服电机发出修正指令, 进行PID调节, 实现对各道次辊扎机辊扎线速度的实时精确控制, 生产效率高、产品质量好。

关键词：眼镜框丝,辊轧,闭环控制,自动化

参考文献

[1]王文娟, 李建康.眼镜框架用TB5钛合金丝材的辊模拉拔[J].热加工工艺, 2014, 43 (17) :125--126.

自动化生产线监控系统 篇8

螺旋形翅片管是目前国内外一致公认的一种新型高效热交换元件,是先进的节能产品,可广泛应用于在空调、制冷、冶金、石油、化工、电站等行业的热交换器及各种散热器、暖风机等设备上。

我国目前的绕片机大多属于半机械半手工的操作方式,效率低、规格少、质量也不稳定,已经不能满足当前企业现代化生产的需要,因此急需开发一种具有自动化加工能力、控制精度高的绕片机[1,2]。

本文所述新型翅片管自动化生产线设备功能齐全,能完成不同管径和翅片螺距的绕片加工,实现螺距的无级调整,而且操作方便,可实现程序管理、自动、手动等功能,并且加工零件精度一致性好,加工质量稳定,废品率降低,国内领先水平,将填补国内相关领域的空白,特别适合国内中小型企业使用,对提高我国企业科技含量和市场竞争力具有很大帮助。

2机械总体结构设计思想:

其总体要求主要包括:

1. 实现不同直径和长度钢管绕片的自动控制和翅片螺距的无级调整;

2.用自动控制系统代替原来的手工操作,减少人为操作造成的误差;

3.通过自动控制,提高生产效率和加工精度,降低企业的生产成本;

4.采用报警装置,设备发生故障时,便于方便修理。

翅片管生产线总体结构主要由床身、上料装置、托架、加工装置、下料装置、矫正装置、液压系统和控制系统等部分组成。其整体机构如图1所示。

3绕制机构的运动方案设计

钢管在绕制过程中,其上面的铝片是由直线状态被强制挤压成螺旋状态的,由于铝片跟钢管相比,其刚度小,容易成型,因此铝片对钢管的影响不大,实现起来比较容易。

铝片的绕制过程中,钢管外表面缠绕翅片形成的螺旋线的成形运动是一个复合运动,它由钢管的回转运动和进给的直线运动组成。在传统的设计方法中,通常将两个运动用内联系传动链直接联系起来,以保证其运动关系。利用内联系传动链传动虽然具有传动比准确的优点,但其螺距调整困难、传动系统结构复杂、设计制造周期长、成本较高,因此本设计采用了两台独立电动机调速的传动链分别驱动,该调速系统由数控系统来保证钢管与进给之间准确的速比关系,使钢管转动一周轧头准确地移动一个导程。

4控制系统设计思想:

由于设计要求既是设计、制造、试验、鉴定、验收的依据,同时又是用户衡量的尺度,所以,在进行设计前必须对所设计产品提出详细、明确的设计要求。在对国内外绕片机进行调查研究的基础上[3],借鉴国外先进技术,提出一种全新的翅片管生产线控制系统方案。其总体要求主要表现在以下几个方面:

1.数控系统采用TRIO运动控制卡MC206+工业控制计算机(IPC)的结构

2. 开发数控软件的加工界面,开发基于TRIO的运动控制程序

3. 建立IPC与TRIO的串行通讯,TRIO与PLC的串行通讯

4. 运用半闭环位置伺服控制系统对绕片机进行运动控制

5.通过PL C对液压控制系统进行控制

4.1 翅片管生产线控制系统总体结构

翅片管生产线主要由数控系统、伺服系统、机床本体、电气控制系统、液压系统等几大部分组成,如图2所示。

翅片管生产线控制系统采用T R I O运动控制卡MC206+工业控制计算机(IPC)的结构,工控机的CPU与TRIO卡的CPU构成主从式双微处理器结构,两个CPU实现各自相应的功能。

技术路线采用上位机与下位机同时工作的方式来实现。主机到指定的硬件资源地址去寻找T R I O卡,T RI O运动控制卡将实时状态数据,例如位置数据和程序信息数据,进行重复上传。也就是可以快速的重复的获取系统状态信息,例如,交流伺服电机的状态、位置、速度、跟随误差等数据可以不停的被更新。运动控制器通过编码器接口,获得运动位置反馈信息,通过模拟电压输出接口控制主轴和小车电机伺服驱动器,使得伺服电机按照运动控制程序要求运动。

4.2 翅片管生产线控制系统的硬件组成

控制系统硬件主要由研华工控机,TRIO MC206运动控制卡,安川交流伺服电机及交流伺服驱动器,OMRON CJ1M PLC组成。

系统硬件原理图如图3所示。

4.2.1 工业控制计算机

本系统工业控制计算机选用主频1.7GHZ的研华工控机。IPC作为硬件平台和人机接口,主要实现以下几个功能:

1.显示并监控数控系统加工状态;

2.用户干预系统运行,设定运行参数;

3.系统管理功能;

4.启动并初始化运动控制卡;

5.编辑和调试上位机程序;

6.编辑和调试运动控制程序;

7.编辑和调试PL C程序。

4.2.2 交流伺服系统

为了达到输出位置精度、快速响应、频繁启动和较宽的的调速范围等要求,选用日本安川∑-ΙΙ系列交流伺服系统——SGMAH系列和SCMGH系列伺服电机,SGDM系列伺服驱动器。采用PID控制方法对误差进行补偿。

4.2.3 反馈系统

位置反馈装置是数控机床的重要组成部分,就半闭环系统而言,由伺服电机尾部的编码器或测速发电机构成系统的检测元件。光电编码器可以非常方便地测量电动机轴的角位移,还可以测量轴的转速。系统选用三相脉冲输出的增量式旋转编码器。

4.2.4 运动控制卡

运动控制卡是构成“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统的核心之一。TRIO运动控制卡最多可以控制24个轴,采用多种通讯协议,提供ActiveX软件可支持用户采用VB、VC、C/C++等高级语言针对设备的需要进行二次开发。我们选用TRIO MC206运动控制卡对主轴正向、主轴反向、小车正向、小车反向、小车加速、小车减速、主轴加速、主轴减速、零点校正、自动运行、缠绕启动、暂停、程序退出、零点限位等开关进行控制。通过增量式光电编码器将电机实时的转角脉冲信号传输到TRIO运动控制卡中进行脉冲计数,TRIO运动控制器计算给定位置与实际位置(即反馈到的位置)的偏差后,根据偏差范围采取相应的控制策略,将数字控制作用经数/模转换变成模拟控制电压,并输出给伺服放大器,最终控制电机运动,完成期望的定位[4]。

4.3 翅片管生产线控制系统软件总体结构

遵循界面友好性、可靠性、可移植性和可扩展性等软件设计原则,综合考虑数控系统的开放性、模块化和集成化要求,系统软件功能结构采用如图4所示的系统软件功能结构图。此结构既保持传统数控系统的结构和功能划分,使得数控系统向下兼容;同时增加可扩展模块,加强各功能模块的集成化和可重组性,扩展用户自定义功能。

4.3.1 翅片管生产线控制系统软件设计

翅片管生产线控值系统加工主界面,该操作界面主要分为三个部分。

1.当前参数显示部分

该部分显示了当前加工的工件的一些参数,主要包括:管件中径、管件长度、绕片螺距、零点偏距、速度上限、加工长度。

2.运动状态显示部分

该部分主要显示在运行过程中系统各部分的状态,其中显示的运行参数有:主轴最高速度、小车最高速度、主轴实际速度、小车实际速度、小车实际位置。

3.操作按钮部分

该部分有四个按钮,分别为开始加工、参数设置、参数下载、退出。当进入控制系统主界面之后,先点击参数设置进行参数设定,再点击参数下载将设定的参数下载到控制器中,然后点击开始加工按钮加工,当操作完成后点击退出按钮或按下按钮箱上的退出按钮结束加工,这些按钮功能与按钮箱上的功能相同。

4.3.2 TRIO运动控制程序开发

TRIO运动控制器应用程序采用T ri o Basic编制,Trio Basic语言是用来直接给Trio的各类运动控制器进行编程的语言,其编写的程序直接在控制器上运行,同时运动控制器支持多任务执行方式[5]。可以将编制好的应用程序下载到控制器中脱机运行,也可以利用T R I O ActiveX控件提供的处理函数,通过串口、以太网、USB及PC机内部PCI总线与Trio的各类运动控制器进行通信连接,在上位机上编制应用程序并控制程序运行。控制系统。

4.3.3 液压控制主程序设计

PLC程序设计利用OMRON公司专门为OMRON系列PLC研制开发的编程软件CX-Programmer,在本系统中采用梯形图这种直观易懂的方式编程。利用电缆将计算机和PLC相连进行相互间的通信。既可以在离线(脱机)方式下创建、编辑和修改程序,也可以在线(联机)方式下通过联机通信的方式上传和下载用户程序及组态数据,编辑和修改程序,并且在编辑程序过程中对用户的程序进行语法检查,以及设置PLC的工作方式和运行参数等等

5结束语

本文围绕翅片管生产线各个组成部分,根据设计要求和给定参数,提出了控制系统设计方案,在控制系统方面结合现代开放式的控值系统的设计理念,设计了以TRIO MC206运动控制卡为控制核心、以工控机为支撑平台、以交流伺服电机为驱动元件的翅片管生产线

参考文献

[1]谢伟升.空气冷却器翅片管用绕片机[J].石油化工设备,1988,(6):27-28.

[2]吴勇.自动铝带绕片机的结构设计[J].机械工程师,2005,(8):79-80.

[3]牛晓明.高频焊螺旋翅片管焊接过程实时专家控制[J].自动化技术与应用,2002,21(6):1-2.

[5]舒志兵.交流伺服运动控制系统[M].北京:清华大学出版社,2006.

自动化生产线监控系统 篇9

自动化代表的是非人工, 而自动化生产线的含义具个人理解即是无人工操作下的生产设备自我生产过程, 其在运作过程当中按照正常生产指令进行控制生产, 从而完成生产、加工、包装、检验等一系列的流程。自动化生产线的出现代表着一个工业的革新, 企业通过对自动化生产线的应用, 使企业内部节省了大量的人力和物力。同时, 节省的人力可以投入到其他岗位当中, 大大加快了企业经营的工作效率。自动化生产线是统一而严格的, 每条指令都是固定的, 因此在生产过程中, 只要运作的机器不出现问题, 那么生产出来的产品就会产生误差极小[1]。

自动化生产线因其流畅性而将各项生产工作非常紧密的联系在一起, 如此便要求在生产过程当中任何一个环节都不能出现错误, 一旦某个环节出现间断, 整个流程就会受到干扰, 致使自动化生产线的衔接出现问题甚至直接影响整条生产线。近年来, 自动化生产线的便利使其在各大企业当中受到广泛欢迎, 越来越多的企业愿意接受自动化生产线的运作, 其在运作过程中整体上提高了企业的竞争力, 从各个方面节省企业的生产成本, 其在机械制造当中的地位越来越重要。

2 计算机控制系统简述

计算机控制系统就是人们常说的数字控制系统, 其在自动控制系统当中与计算机进行巧妙的配合, 经过其他辅助部件的紧密配合从而形成完美的控制系统。计算机控制系统算是计算机学科当中一个新的领域, 其不仅仅在自动生产线这样的工业运作当中被应用, 在农业、航空等方面均被逐渐提及。随着科技的发展, 计算机控制系统将在机械制造当中处于愈加重要的地位。

相比于自动化生产线的应用, 计算机控制系统的兴起要晚于自动化生产, 且其在企业生产当中的地位也远不及自动化生产线。因其高端的技术含量, 一些企业还对其不了解, 同时也体会不到其在生产当中的具体作用。部分企业对于计算机控制系统进行简单的应用, 尝试探索其最佳的应用方式, 以期待能够在技术方面领先于其他企业[2]。

3 计算机控制系统在自动化生产线上的应用

计算机控制系统在自动化生产线上的应用算是生产领域当中的一次重要变革, 随着部分企业不断的探索和研究, 计算机控制系统在越来越多的工业生产当中被提及, 其在自动化生产线上的应用也越来越受到关注。

3.1 计算机控制系统在现场控制总线当中的应用

对于现场控制总线来讲, 作为生产当中的重要设备, 其在自身控制当中需要做到极其精准及严密。计算机控制系统的应用使其与现场控制总线做到紧密的配合, 达到信息监测准确传达等一系列的功效。例如在长城汽车的应用当中, 机器人冲压生产线上现场总线以其强势的控制达到自动控制与单独控制的完美切换, 这样的控制系统能够保证整个生产过程的有效调节和生产的稳定和可靠。计算机控制系统在现场控制总线当中的应用还体现在其可以准确及时的发出预警, 生产过程当中难免会出现无法预知的意外, 但通过计算机控制系统的配合, 意外产生的瞬间, 计算机控制系统能够及时将信息传达给维护人员, 使其快速找到故障机器并为其施救, 计算机控制系统保障了自动生产线上的意外减低, 也为维护工人提供了相当大的便利。

3.2 计算机控制系统在可编程控制器当中的应用

计算机控制系统在可编程控制器当中的应用更加广泛, 其在可编程控制器当中控制器编程的执行等运行。可编程控制器在自动化生产线上的作用十分重要, 其利用自身的精准控制功能为生产过程中提供精准的生产数据把握, 并对制造系统的丰富性和延展性产生作用, 使其不断丰富内部数据, 从而带动生产流程更加流畅的进行。

3.3 计算机控制系统在轧钢生产线上的应用

在一些企业当中, 钢铁企业也对计算机控制系统进行了探究和使用, 其在自身的生产线上投入计算机控制系统的使用, 预计使自动生产线上的产品数量更加高。在钢铁制造当中, 普遍的工业作业就是有一台磨机搭配两条压机线, 那么加入计算机控制系统的生产线就实现了两线或一线的运行完美切换。

计算机控制系统在其中的作用不仅仅是这一点, 其在生产过程当中为工作人员节省大量的时间, 使其有更多的时间去投入到新的生产当中或者学习更多的生产技术。轧钢的生产过程是单一而枯燥的, 通过自动化的生产线生产钢铁完成了这些重复性的工作, 让工人们有更多的时间去对更加复杂且技术含量更高的工作进行研究[3]。计算机控制系统的应用还能够配合自动化生产线对钢铁的质量进行有效的控制, 生产车间生产出来的产品规格更加符合市场需求, 质量也得到了稳步的提升。

3.4 计算机控制系统在玻璃纤维生产线上的应用

同样的在玻璃纤维的生产当中, 计算机控制系统在当其中得到重视。我国的工控系统相比较于国外来说还相对落后, 采集信息的任务通常需要人工完成, 这种工作方式导致采集到的信息失去时效性, 在准确程度和覆盖程度也相对较差。在这样环境下的工业作业生产过程当中因为数据的不稳定直接导致生产的产品规格发生变化, 在其质量上面也有所欠缺, 缺乏对市场的了解, 使得生产出来的产品无法得到认同。经过计算机控制系统的应用, 不仅在生产效率上达到要求, 还能够控制产品规格, 提高产品质量, 在信息的采集当中也节省工作人员的时间。玻璃纤维经过自动化生产线的生产, 再有计算机控制系统的配合, 使得企业的整个资源配置得到优化, 企业在市场竞争当中也会立于不败的地位。

4 结论

计算机控制系统从总体上来讲是被企业所认可的, 虽然现在还做不到普遍性、大众性的发展, 但在未来企业的逐渐探索应用当中地位将会越来越高。相信通过计算机控制系统跟自动化生产线的完美配合, 我国企业在生产过程当中的一切事宜都会得到改善, 企业也将在未来的发展当中越来越好。

摘要：科技的飞速进步带动经济的发展, 在很多领域当中都对计算机网络信息技术等先进科技进行应用和探索。我国企业为了在市场经济体制下的国内市场占据一席地位, 众多企业一一应用自动化生产, 此举大大提高了生产速度, 同时又节省人力物力。现今, 计算机时代的到来使自动化生产变得更加方便、快捷、易操作。通过分析计算机控制系统在自动化生产线上的应用, 简单讲解其在应用过程中的具体作用。

关键词：自动化生产线,计算机控制系统,应用

参考文献

[1]张帆.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].企业导报, 2015, 12 (5) :38-12.

[2]陆晶晶.PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J].电子测试, 2015, 9 (6) :103-105-67.

自动化生产线监控系统 篇10

关键词：陶瓷墙地砖,自动化拣砖系统,输送机,可编程控制器

引言

现代流程工业如造纸、钢铁、石化等行业大量使用综合自动化技术[1,2,3]来提高效率、优化资源与降低能耗,其效果已经在实际生产中得到了验证。陶瓷墙地砖生产线虽然也是一个典型的流程生产线,但由于各种原因,其自动化程度远不如以上几个行业,其有关技术尚待进一步发展。

瓷砖生产自动拣砖系统是瓷砖生产线的自动化配套设备。目前,国内瓷砖生产企业多为劳动密集型企业,瓷砖生产线分拣、码垛环节多采用人工分拣,存在的主要问题有人工作业劳动强度大、作业环境不理想、工作效率低下以及分拣质量差等问题[4]。随着国内劳动力成本的上升和人民生产生活质量的日益提高,自动拣砖系统的研究开发和应用需求在国内市场上已初见端倪。南昌大学王文林教授[5]在《中国陶瓷》上撰文指出“从宏观来看,中国建筑陶瓷装备走向优化、精品化的进程并未开始,装备单元自动化技术领域有很多优化工作有待开展和深入。”

本文介绍一种针对国内瓷砖生产行业实际状况,自主研发的瓷砖生产线全自动分拣系统[6]。该系统由输送机、光电传感器、PLC控制器、气动驱动器、电控柜协同工作,光机电气一体化,多机联动,可现实800×800及其以下规格瓷砖的自动化无人分拣。该系统已在有关瓷砖生产企业中得到了成功应用。

1 瓷砖生产自动拣砖系统的总体布置

瓷砖生产线自动拣砖系统采用滚筒输送机、自动拣砖机与瓷砖生产线横向布置方案,根据现场情况可增加水平转向传输辊道输送机实现其他布置方案。该系统主要由两台滚筒输送机、两台自动拣砖机、(转向传输辊道输送机)、线上瓷砖导向装置、PLC电器控制系统、若干光电传感器等部分组成,实现瓷砖生产作业中的拣砖、输送作业由感应控制器操控驱动器自动完成。

2 系统构成与功能实现

2.1 以实现分选为目的的双向传输滚筒输送机

滚筒输送机加装横向传输三角带输送机构,三角带托架由气缸驱动,滚筒输送机上方设有光电传感器,检出完好率在98%以上瓷砖,通过PLC控制横向传输三角带输送机构工作,实现完好瓷砖的横向传输。对于废品瓷砖,由于光电传感器不提供横向传输三角带输送机构工作信号,不进入工况,废品瓷砖由滚筒输送机直接送入废砖车。

2.2 以实现变向输送为目的的双向传输滚筒输送机

另一台滚筒输送机加装横向传输三角带输送机构,三角带托架由气缸驱动,滚筒输送机上方设有光电传感器,并设有限位装置,光电传感器检出完好瓷砖送达,通过PLC控制横向传输三角带输送机构复位,退回工况,滚筒输送机输送瓷砖进入胶带输送机。

2.3 以实现双向拣砖功能的自动拣砖机

自动拣砖机于第二台滚筒输送机下位横向布置,自动拣砖机输送带将瓷砖向前沿一定坡度输送到成品砖车架,码放瓷砖,并由传感器发出信号,自动拣砖机车架行走机构工作,将瓷砖竖立就位。PLC程序监控检出车架瓷砖码放到满仓后,通过PLC控制第二台自动拣砖机工作完成循环作业。两台自动拣砖机还可实现正反向作业。

2.4 瓷砖生产线上瓷砖导向装置

瓷砖生产线上加装瓷砖导向装置,通过由光电传感器检出线上瓷砖送来,PLC控制驱动电机工作,通过连杆机构现实挡砖器挡砖导向,PLC延时控制挡砖器复位放行瓷砖。

2.5 气动系统

两台三角带输送机构三角带托架、瓷砖导向、定位机构等均由气缸驱动实现。为了保证汽缸活塞杆的速度稳定性和各动作的协调性,气动执行元件采用带磁性开关的双电控汽缸,并采用排气节流方式,以确保稳定的输出速度。同时,在确保流量的情况下,采用电磁换向阀带动两个汽缸的方式。

2.6 电气系统

整个控制由OMRON PLC、威伦触摸屏、三菱变频器等组成,自动检测部分为邦纳光电传感器、邦纳分色电眼来自动完成。电气控制系统外围布置如图2所示。主机自动化设备先进,装有振动器电子调频系统用于电子变频调速和启动,具有液晶显示装置和电子逻辑控制系统;系统设有灵敏度很高的光电传感器和电、光、气控制等执行机构,并通过中央电子自动系统进行操作,整个系统的动作和工作周期均由微处理机控制。

2.7 PLC控制系统设计

根据拣砖系统的工艺要求、所控设备的数量和现场开关点探测器的数量,选用OMRON C60P型可编程序控制器,该可编程序控制器具有高速、多功能、系统化、模块化、可靠性高的特点[7]。OMRON C60P强大的运算功能和高精度的定时功能,为程序设计提供了方便,拣砖系统的动作过程比较连贯,本程序采用梯形图的编程语言,程序简化便于修改。

编程方法可根据拣砖系统的工艺动作过程、各个动作的先后顺序和先后关系,写出PLC各输出与输入信号的逻辑关系,再由逻辑关系转化为梯形图。完好瓷砖的检出由光电传感器采集特征信号,通过核心算法实现。为满足整机试验要求,梯形图由手动、自动两部分组成,靠一个选择开关来转换,整个拣砖系统的程序编写有368条语句,现只简介拣砖系统自动拣砖作业的部分梯形图,如图3所示。

3 结语

自动拣砖系统开发设计,采用系统总重控制和无人化作业的设计目标,使得产品实现了价格和性能的双赢效应。实践表明,采用可编程控制器PLC控制,时间响应快,控制精度高,可靠性好,维修方便,故障率低,抗干扰能力强,系统能够在恶劣环境条件下连续稳定运行。控制器、变频器等模块化器件在自动拣砖系统中的运用,大大提高了系统的可靠性和执行机构的准确性。模块化元器件使得设备维护更简单易行,大大减少了现场调机和设备停机维护时间。自动拣砖系统在陶瓷生产线中的应用减轻了工人的负担,进一步提高了生产效率,取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]褚健荣冈.流程工业综合自动化技术,北京:机械工业出版社,2004

[2]魏小斐.干燥车自动化码坯工艺与设备,砖瓦,2010,(8):34-37

[3]吴峻昆.基于工业以太网的PLC系统在三钢4#转炉系统中的应用,福建电脑,2003,(9):35-36

[4]王章虎.PROFIBUS现场总线在筛贮焦生产线上的应用,国内外机电一体化技术,2001,6(4):29-31

[5]王文林,朱钒,朱位秋.陶瓷墙地砖生产线自动化技术发展综述,中国陶瓷,2006,1(42):4-7

[6]姜元春.一种瓷砖生产自动拣砖装置系统实用新型专利,专利号:ZL200920272848.4,2010,11

自动化生产线监控系统 篇11

【关键词】SCM；生产计划与控制系统；模型

Research electricity production plan is automatically communicated SCM Control System

Song Yu-long

（Kun Hebei Branch of Power Engineering Co.， Ltd Handan Hebei 056003）

【Abstract】SCM application of electricity production system is very extensive， we are now carrying out work to promote production planning and control system， how the system and SCM docking， it would have to be addressed. Through analysis and discussion of the SCM model， a clear implementation of the principles of production planning in SCM， and thus the success of solving the technical problem production plan communicated to the SCM control terminal.

【Key words】SCM；Production planning and control system；Model

1. 引言

SCM系统是指将CPU和RAM以及其他必要的原件烧制在一块芯片中的信息化系统。SCM是上世纪80年代以来一直被广泛应用于机械自动化控制领域中的核心技术之一。SCM可以与任何电控系统结合，对电力、压气、液压、信号等多种系统进行全面的控制。目前，电力生产系统中，从信号的监测到设备的远控，SCM系统都得到了非常广泛的应用。

2. 控制系统简介

（1）目前的电力系统中，所有的SCM系统基本实现了联网、互锁以及远控，最近几年，我们又在致力研究ERP系统与SCM的监控系统之间的对接，也就是如何让ERP系统之中的生产计划，直接被SCM系统执行，这是管理自动化的一个典型要求。我们在星战等科幻片中，总能看到一个科幻色彩很浓厚的中控室，在那个中控室中，一台电脑能控制所有的相关系统，兼顾通讯、监测、远控、计划、决策等多种功能。

图1 SCM的基本结构

（2）而现在，我们已经在电力生产单位的总调度台上，基本实现这样一个全功能的调度主机。这个主机可以看到整个电力系统中的全部数据，控制电力系统中几乎每一个阀门和开关。在ERP中的生产计划系统与SCM对接后，这台电脑就可以根据我们的生产计划对系统进行全自动的控制。或者说，第一代的中远控技术，让我们可以使用一台电脑对整个系统实施监测和控制，而在这一代的中远控技术中，我们可以通过电脑缜密和快速的分析功能，对决策层下达的操作目标进行分解，进而让SCM 分别执行。

3. SCM 简介

（1）SCM的基本工作原理是由POWER模块提供一个电源和一个接地，由CLOCK模块提供一个时钟脉冲，然后由ROM提供一个只读的操作软件，系统的运行数据被存储在FLASH模块中，而我们可以通过KEY-B模块对SCM的操作进行一些中断干预，SCM的运行状态信息显示在LED-B或者LCD上。SCM的主要工作有两点，一点是向SCM控制的设备发送操作指令，一点是从SCM连接的探头中读取数据，这两点功能是由D-FORMAT模块来实现的。而我们如果要对SCM实行远控，就要将网线或者无线网络连接到SCM，那么I-CARD模块，就可以帮我们实现这个功能（SCM的基本结构见图1）。

（2）除SEEDSCM等少数SCM产品安装了通用操作系统之外，绝大多数SCM产品是裸机状态，我们可以直接编写相应的机器语言让SCM执行，而不用考虑操作系统的兼容性以及操作系统的封装功能。而安装了SCM操作系统的SCM产品，多半是总线较宽的SCM产品，SEED的一款SCM产品数据总线达到64位，CPU核心达到4个，运行内存达到了2GB，可以说超过了市面上较多平板电脑的功能。在这复杂的一款SCM产品中，我们如果对每个硬件进行逐一操作，显然会大幅度增加编程工作量。于是，我们可以利用操作系统的驱动功能，像编写PC程序一样，直接对该SCM产品进行高级编程。

图2 SCM系统的联合作业

4. SCM之间的联合作业

（1）因为我们使用SCM，最注重的是SCM作业的稳定性。因为SCM的软件是烧写在ROM中的，所以不会被病毒程序入侵和破坏，所以SCM系统对机械的控制，是最为稳定的。但是，也正式因为SCM系统的小巧和最小权责问题，导致SCM系统较为简单，目前世面上的SCM产品以8位SCM和16位SCM居多。所以，为了让SCM承担更加复杂的任务，我们往往将一个具体的任务划分成若干个不同的小块，然后让多个SCM相互独立的去分担这些模块的任务（SCM系统的联合作业见图2）。

（2）比如，我们一般用四个SCM模块来完成对一个开关的控制，监测模块来监测开关的运行状态，合闸模块来对开关进行倒闸操作，存储模块用来存储相应的数据并且负责控制开关面板对这些数据进行显示，网络模块用来控制开关的对外数据接口的数据传输。如果使用8051来实现这一功能，那么这四个模块必须将其中一个8位读写总线设计划分成4位地址总线和4位控制总线，一个8位读写总线设计成数据总线，然后就可以实现这四个SCM 的交流。

（3）监测模块负责将数据整理器收集的传感器信息发送给存储/ 显示模块，合闸模块负责根据存储/ 显示模块发来的指令进行倒闸操作，网络模块负责收发外网数据，根据外网的需求向外网发布必要的开关状态信息，而存储显示系统负责对全部的信息进行汇总统计，并向总线发布控制指令和必要的反馈信息。这一个采用了4SCM系统的机器，还存在一个功能，就是相互唤醒和重置的功能，如果其中一台SCM运行不健康，那么其他的SCM可以对其实行RESET，以获得其比较健康的运行状态。

5. 生产计划控制SCM 的要点

（1）因为生产计划的统观性，而目前的SCM系统只会识别启动、停止、闭锁等简单的信号，这也就导致生产计划必须经过分解才可以被SCM系统识别和执行。我们也就需要一个设备，来分解这一指令。举例来说，如果我们下达一个冷却水回水温度不能高于55摄氏度的生产计划，那么，系统就会将这一计划进行分解，继而将散热塔风扇的控制系统、散热塔淋水阀片的控制系统、冷却水打水泵和回水泵的控制系统参数都加以修改，如果回水温度高于指定值，我们的系统会根据我们设置的优先状态，对冷却系统进行调整。对于优先状态的解读上，我们的ERP系统也可以下达最高启用的散热塔数量，散热塔淋水水量控制指标等要求，如果要求的数据在理论上可以执行，系统会自动分析执行方案，由总调度进行授权确认后，系统就可以执行，如果系统无法得出可执行方案，那就会拒绝这一指标要求的修改。目前因为SCM控制系统不完全是由SCM来完成的，在DB系统，IIS系统等计算量较大的系统的实现上，我们都是采用的机架式的工控机或者服务器来实现，而ERP系统向SCM系统下达任务计划的时候，以及SCM系统在分解任务计划的时候，都是在这些工控机和服务器中完成的，这基本上并不影响SCM系统的原有硬件架构。

（2）在SCM的软件实现中，特别是在存储模块的软件实现中，我们必须增加一组功能，也就是时钟同步、任务计划及触发。因为以往的SCM的触发方式多数为中断式触发，也就是在检测端出现异常数据的时候，或者的合闸端的KEY-B输入指令的时候，或者是在网络端接收到动作指令的时候，系统才会出现断路或者其他倒闸操作。现在，我们如果要根据既定的任务模式来进行操作，就必须做到在时间到达某一个点时，触发这个操作。这个时间顺序控制的功能，我们可以设计一个新的硬件模块来实现，也可以在服务器端直接分解，也可以让存储模块直接实现。因为添加新的硬件可能会造成原有模块的报废，服务器端的分解方式，因为牵扯到PC系统的不稳定性，所以也不建议采用，这里重点讨论的是在存储模块添加功能的方式来实现这一功能。因为如果是在存储模块直接实现这一功能，我们只需要更换其中一片ROM 就可以实现了。

（3）时钟同步是在系统原有的时钟模块上，根据网络模块接收的周期性时钟确认信息，对系统的时钟信息进行确认。也就是说，我们需要通过这一功能让所有的系统时钟处于同一个值，这样我们才可以实现任务的分解。任务计划是在FLASH中开辟一块区域，存储一段时间以内的时序指令，当系统时钟到达这一时序点时，这个指令会被自动触发。当时钟同步和计划任务触发程序被重新烧写入这一系统时，这一系统就完全可以执行从SCM的中央控制端发来的指令了。

6. 结束语

SCM系统是工业控制的最基础系统，因为有了SCM的存在，工业自动化才可以成为现实。在电力生产的领域，我们通过对SCM的不断延伸开发，使得电力生产自动化的推进工作得以有条不紊的进行。也将SCM的潜力做尽可能深入的发掘。

参考文献

[1] 徐超. 单片机在平台控制系统中的应用[D]. 哈尔滨工程大学硕士，2011-05-30.

[2] 王玉秋；石春梅. 基于MCS-51 单片机多路开关控制系统及应用[J] 河南科技，2013（6）94-95.

自动化生产线监控系统 篇12

近几年来, 随着许多老油田开发越来越困难, 在改造原有开采技术的基础上, 也提出了新的开发技术, 即自动化生产控制技术和信息化生产传递技术, 并将其成功应用在油田的开采开发中, 尤其是在油田联合站生产过程中, 取得了可观的经济效益和社会效益。

针对部分油田油井分布广泛、交通不便、管理成本过高的现实问题, 运用一整套的自动化监控系统来对油田生产的整个施工场面进行监控与反馈, 利用自动化监控系统可以实时采集抽油井载荷、液位、温度、压力等运行状态的数据, 配合管理者做好分析与决策, 有助于提高决策的科学性和正确性。

自动化监控系统由现场数据采集单元、自动优化及控制单元、数据处理单元等构成, 现场数据采集单元用于采集现场的所有数据、并对其进行运算、集中显示、运行保护、安全报警等;自动优化及控制单元用以控制开机台数与变频调速相结合的机泵自动优化运行控制、控制外输系统、油罐区系统、提升泵系统、分水器系统、分离器系统的自动闭环, 保证系统的安全稳定运行;数据处理单元将采集到的数据及相关的运行状况传输到中心控制主站, 实现主站实时监控、进行安全生产的功能, 并接受中心主站的控制管理与决策。

该系统采用三级网络结构工作原理方式, 具体包含如下:一级无线扩频数传网, 通过传输中控室主站的相关数据, 实现数据与资源的共享;二级总体485总线网, 用以联络中控室主站与各测控单元之间的数据传输;三级现场测控网, 联络各测控单元与相应测控点的数据传输, 对每个调控对象进行优化控制, 提高整个系统运行的可靠性及安全性, 并通过主控机实现报表、管理及相关历史数据的查询等。

二、浅谈自动化监控系统在油田生产中的应用情况

目前, 国内的许多大型油田的各生产设备运行基本完好, 但是还存在自动化程度及运行效率低等问题, 泵机组效率低, 外输流量控制仅靠人工调节, 导致进出口阀门的截流现象严重, 消耗了大量的能源。而油水界面测量方法的落后, 造成了测量结果的不科学、不准确, 而油田生产中大罐液面大多采用人工量油的方法, 油水界面采用手拍或万用表测量方法, 不能够准确及时地反映罐液位及油水界面的正常情况, 人工调节分离器、分水器气压和放液量, 致使整个油田生产的工作量增大, 人为因素的控制与管理, 必然在一定程度上影响分离的效果。

油田管理者从实际出发, 改变传统的开发开采模式, 并进行相关的技术革新, 通过引进和使用自动化监控系统, 使以前的一次罐自流放水、二次罐手动放水、原油外数量、污油回收、提升泵、燃油泵均实现了自动化控制数据采集依靠人工的方式, 尤其是在生产环节中压力、温度、流量及液位等相关参数的实时监控及自动报警上, 通过GPRS无线通信网络传输至监控中心, 监控中心通过对数据的分析与处理, 可以迅速采取有效措施, 保证油井的正常生产运行, 以自动化监控系统为平台, 监测的生产参数比较齐全, 将不同的生产分系统有机地进行联系, 有利于对作业现场相关设备运行状态的分析;将自动化监控系统的安全生产、系统节能的设计理念运用到实际的油田生产中, 成功地运用自动化故障诊断技术, 及时发现和解决问题, 避免了潜在危险或问题的发生, 提高了系统运用的实时性, 可靠性, 减少了误差, 降低生产成本, 提高工作效率, 在减少安全隐患的同时, 适应了现代化的管理水平的需要, 提高了油田的整体自动化程度, 提高了石油企业的市场竞争力。

三、浅析自动化监控系统的发展前景

油田自动化监控在生产中的应用情况, 可以看出自动化监控系统在生产领域里的功能与作用, 技术的应用到成熟需要一定的过程, 而在其推广应用中将不断的加以完善, 最终走向成熟, 其潜力无限, 发展前景广阔。

该系统性能优越、质量可靠。技能提高现代设备的管理水平和管理效率, 又能保证联合站自动优化程度的可靠稳定运行, 节能降耗。通过自动优化控制可有效控制安全生产事故, 实现安全生产管理自动化的程度与水平, 建立和完善了相关的故障诊断设备的预防体系, 能够有效降低维修费用, 实现了社会效益、经济效益和环境效益的协调与统一。

随着经济的发展, 实际应用环境的不同, 该系统将会在实践中不断深化、拓展、以求精益求精, 创造更多的社会财富, 解决普遍存在的能源供应紧张的矛盾。

参考文献

[1]朱益飞.自动化监控系统在油田生产中的应用[J].工业计量, 2006 (3) .

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