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SIMATIC PCS7冶金行業(yè)應(yīng)用三
西門子公司新推出的過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS7在組態(tài)/編程軟件的應(yīng)用。SIMATIC PCS7為儀表和控制(I&C)裝置提供全集成的工程系統(tǒng),并支持系統(tǒng)范圍和工廠范圍的項目處理。該工程系統(tǒng)可用于從少量信號到大量信號的所有工廠區(qū)域。在工廠的每個工程階段,從初始配置到運(yùn)行支持,在項目數(shù)據(jù)庫上的所有工作都利用相同的工具。而對于I&C的組態(tài)并不是孤立的。開放式輸入和輸出功能允許工程系統(tǒng)集成在整個工廠的現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中。SIMATIC PCS7的各種部件是彼此協(xié)調(diào)的。STEP7時基礎(chǔ)部件。SIMATIC PCS7用的工程師工具組是建立在這種基礎(chǔ)上,部件的無錯誤相互作用是通過SIEMENS系統(tǒng)一致性測試來保證的。我們結(jié)合PCS7軟件特性,分三個層級來處理(Plant View,Component View,Process Object View),這樣使得具體的組態(tài)過程直接面向工藝過程。具體設(shè)計如下:
1、當(dāng)工程項目在創(chuàng)建時,系統(tǒng)自動在BLOCKS中加入系統(tǒng)組織塊(OB1/OB32/IB35/OB70/OB72/OB80/OB81/OB82/OB83/OB85/OB86/OB88/OB100/OB121/OB122),使得系統(tǒng)在出現(xiàn)冗余錯誤或其它錯誤時能及時調(diào)用系統(tǒng)中斷,而不會導(dǎo)致CPU停機(jī)。
在Plant View中按照工藝分層對其中各設(shè)備分別作組態(tài)
2、儀表數(shù)據(jù)采集及處理
儀表數(shù)據(jù)根據(jù)其類型分別采用系統(tǒng)功能塊FC106/FC105及自定義FC塊作處理,并根據(jù)數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間分別放置于相應(yīng)的OB塊中。并在軟件設(shè)計時,將儀表量程及上下限報警值設(shè)計在上位監(jiān)控系統(tǒng)中,可以給用戶后期維護(hù)提供方便。
3、通訊處理因項目的通訊量較大,部分站的通訊距離較遠(yuǎn),為防止遠(yuǎn)程站出問題而導(dǎo)致整個通訊網(wǎng)絡(luò)癱瘓,所以加入RS485中繼器進(jìn)行隔離。并在設(shè)置通訊速率時考慮距離較遠(yuǎn)均設(shè)置為500kbps。將通訊放置在OB32塊中,可以防止因通訊數(shù)據(jù)量大而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞。其中對于變頻器的許多控制要通過通訊來實現(xiàn),在變頻器中加入支持Profibus協(xié)議的通訊卡,完全可以實現(xiàn)變頻器的啟??刂萍案鞣N運(yùn)行參數(shù)的采集。
4、 連續(xù)功能圖(CFC)
CFC是SIMATIC PCS7用的面向過程的圖形組態(tài)工具。利用CFC可將自動化解決方案直接轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的程序。為此,現(xiàn)成的功能塊可置于CFC圖形上,參數(shù)化和功能強(qiáng)大的自動路由選擇相連接,集成報警配置和符合IEC1131-3的全面測試和起動功能。
5、 順序控制SFC及PID控制
在冶金行業(yè),大部分的工藝過程都是非連續(xù)操作的控制過程,也就是在連續(xù)控制的工廠中,只有部分任務(wù)經(jīng)常由順序控制系統(tǒng)控制。對于部分的順序控制,我們直接調(diào)用PCS7中的SFC(順序功能圖)塊來完成。SFC是用于順序控制的生產(chǎn)過程包括生產(chǎn)順序控制的簡單圖形。即我們根據(jù)工藝控制要求,在SFC塊中只需要輸入相應(yīng)的邏輯條件,就可以完成其順序控制過程,而不需要我們編寫復(fù)雜的控制程序。在硫酸鎳的生產(chǎn)過程中,結(jié)晶機(jī)降溫曲線的控制要求特別嚴(yán)格,工藝要求:降溫時分快速降溫和慢速降溫,并要在規(guī)定時間內(nèi)降到工藝要求溫度。降溫途徑是通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)冷卻循環(huán)水來完成。我們可以將SFC和CFC(連續(xù)功能圖)結(jié)合起來,是工廠配置一種理想組合,SFC和Wincc一起,為順序控制的操作員控制和可視化提供了集成的解決方案。
PID控制,在冶金/化工行業(yè)都是很重要的控制過程。而PID程序的編制及上位系統(tǒng)的設(shè)計都是很麻煩的過程。對此,我們直接調(diào)用PCS7 Library中的標(biāo)準(zhǔn)塊來完成,經(jīng)過編譯后可直接在上位系統(tǒng)中生成PID標(biāo)準(zhǔn)控制界面。結(jié)晶工序中調(diào)節(jié)閥的開度、皂化、萃取工序中的流量、頻率控制都使用了PID控制進(jìn)行調(diào)節(jié)(如圖4)。
選用SIMATIC PCS7實現(xiàn)硫酸鎳生常過程控制完全達(dá)到設(shè)計要求,SIMATIC PCS7的采用使得精制硫酸鎳的生產(chǎn)控制過程安全可靠,具有良好的可操作性。良好的控制性能使各工序工藝(萃取、結(jié)晶)指標(biāo)顯著提高,明顯的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。強(qiáng)大的通訊功能使各獨(dú)立的生產(chǎn)單元設(shè)備(離心、除油、包裝、水處理、過濾機(jī))協(xié)調(diào)統(tǒng)一,集中監(jiān)測,達(dá)到了硫酸鎳生產(chǎn)過程集中監(jiān)測的目的。先進(jìn)的控制理念使龐大的生產(chǎn)工藝控制過程簡單、維護(hù)簡單。