摘 要 本文介紹了和利時(shí)LM PLC在化工材料聚乙烯蠟生產(chǎn)線中的應(yīng)用，結(jié)合生產(chǎn)中配料的實(shí)際需求，介紹了和利時(shí)控制系統(tǒng)原理、主要性能及特點(diǎn)。PLC除采集現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行處理以外，還完成了對(duì)現(xiàn)場十幾臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)控制，HollyView上位機(jī)組態(tài)軟件使聚乙烯蠟生產(chǎn)系統(tǒng)的可操作性變得更加方便、靈活，滿足了用戶的要求。
關(guān)鍵詞 LM PLC；聚乙烯蠟；HollyView；控制系統(tǒng)。
Application of LM in polyethylene wax in the production line
Abstract This paper introduces Hollysys LM PLC application in the production line of chemical materials of polyethylene wax,Combined with the actual needs of production ingredients,introduces Hollysys control system principle、main properties and characteristics.PLC except collection of field instruments and processes data information outside,also completed on the scene more than a dozen electric regulating valve automatic control,HollyView PC configuration software to make the operation more convenient,flexible polyethylene wax production system,to meet the needs of users.
Key Words LM plc; polyethylene wax;HollyView;control system.
1 引言
聚乙烯蠟是一種化工材料，其中聚乙烯蠟的成色為白色小微珠狀/片狀，由乙烯聚合橡膠加工劑而形成的，其具有熔點(diǎn)較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點(diǎn)，聚乙烯蠟是廣泛應(yīng)用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚體。
在工業(yè)環(huán)境下，可編程控制器（PLC）已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心裝置，為此本文提出了以和利時(shí)LM PLC為下位的控制系統(tǒng)，它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，高精度模擬量采集及處理功能，還能完成各種順序或定時(shí)的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、體積小、編程簡單、開放性好等功能，上位監(jiān)控采用HollyView進(jìn)行組態(tài)的聚乙烯蠟系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了控制過程中的穩(wěn)定性、可靠性，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)、合理和高效。
2 聚乙烯蠟系統(tǒng)原理及工藝
聚乙烯蠟的作用原理：聚乙烯蠟在高溫中（約100-140℃）溶解于溶劑中，而在冷卻至常溫時(shí)析出，以微晶形式存在于涂料中，因其觸變性有利于涂料的貯存，而在涂料施工應(yīng)用之后，在溶劑揮發(fā)過程中能遷移到涂膜表層，最終與涂料其他組分形成一個(gè)“蠟化”的表層，裂解聚乙烯蠟采用高分子量聚乙烯，為主要原料，加入其他輔助材料，通過一系列解聚反應(yīng)而制成。解聚反應(yīng)是聚乙烯生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一環(huán)，解聚反應(yīng)全過程應(yīng)在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行。 控制程序是用和利時(shí)PowerPo V2.1.5B編程軟件來實(shí)現(xiàn)的，控制環(huán)節(jié)大致分為如下幾部分：融化、過濾、精餾、蒸餾塔等。
融化系統(tǒng)：不同的原材料進(jìn)入對(duì)應(yīng)的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行融化，在融化過程中通過釜內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度對(duì)相應(yīng)的閥門進(jìn)行PID控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過程，融化后通過粗濾器和上料泵送到上料線進(jìn)行上料，具體融化系統(tǒng)圖2-1所示
2-1 融化TICA-101A調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)示意圖
過濾系統(tǒng)：將上料線輸送來的料液進(jìn)行過濾并將混合物輸送至精餾過程
2-2 過濾系統(tǒng)示意圖
2-3 精餾系統(tǒng)示意圖
2-4 蒸餾塔系統(tǒng)示意圖
2-5 歷史趨勢1示意圖
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主要以北京和利時(shí)公司LM系列PLC為核心、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲控報(bào)警、儀表系統(tǒng)等組成，主要通過不同模擬量數(shù)據(jù)通過PID手自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)閥門，同時(shí)控制部分泵等元件。在中央控制室設(shè)置操作員站，方便人員對(duì)整廠的系統(tǒng)監(jiān)控與管理，硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1所示。
3-1 硬件結(jié)構(gòu)示意圖
ì PLC硬件配置
以下是聚乙烯蠟生產(chǎn)系統(tǒng)主要配置，PLC硬件配置清單如下：
表 3-1 PLC硬件及點(diǎn)表清單
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序號(hào) |
設(shè)備名稱 |
型號(hào)及規(guī)格描述 |
數(shù)量 |
生產(chǎn)商 |
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1 |
CPU模塊 |
LM3109，CPU模塊，AC220V供電，自帶40點(diǎn)I/O，DI 24×DC24V，DO 16×繼電器 |
2 |
和利時(shí) |
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2 |
8通道模擬量輸入模塊 |
LM3313，8通道模擬量輸入（-10～+10V/-20～+20mA可選，12A/D，精度0.5％，單端輸入，響應(yīng)時(shí)間15ms） |
3 |
和利時(shí) |
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3 |
2通道模擬量輸出模塊 |
LM3320，2通道模擬量輸出（0～20mA/0～10V可選） |
8 |
和利時(shí) |
ì 上位機(jī)操作系統(tǒng)
上位機(jī)操作系統(tǒng)采用和利時(shí)公司的HollyView進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC控制站的監(jiān)視與控制，保證了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)時(shí)性，確保監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。
4 應(yīng)用特點(diǎn)
基于LM系列PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)線系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
ì 穩(wěn)定性、可靠性
系統(tǒng)采用和利時(shí)公司LM系列PLC，LM系列PLC主要針對(duì)中小型或?qū)煽啃砸蟾叩目刂葡到y(tǒng)，在惡劣的工作環(huán)境下仍然可以保證長時(shí)間可靠的工作，LM系列PLC還通過了UL和CE兩大國際認(rèn)證。
ì 運(yùn)算速度
? LM系列PLC運(yùn)算速度高達(dá)0.37 us，用戶程序容量：最大可達(dá)120KB；數(shù)據(jù)容量：最大可達(dá)32 KB；掉電保持：6 K；支持LD、ST等六種語言混合編程， LM編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過配置參數(shù)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算功能。
ì 數(shù)據(jù)采集
實(shí)時(shí)、高精度、模擬信號(hào)采集經(jīng)過PLC轉(zhuǎn)換再通過RS485傳送至上位機(jī)，采樣周期只有6ms。
ì 輸出控制
通過PID調(diào)節(jié)各路閥門開度，聯(lián)鎖控制各閥門、泵、電機(jī)，實(shí)時(shí)顯示輸出狀態(tài)。
ì 畫面顯示功能
畫面顯示整個(gè)工藝流程及控制控制環(huán)節(jié)，，各種采信號(hào)的趨勢圖、PID調(diào)節(jié)參數(shù)、常用的數(shù)據(jù)表格等，顯示內(nèi)容包括開關(guān)狀態(tài)、泵的運(yùn)行停止及故障狀態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示各測量值。
ì 歷史數(shù)據(jù)查詢功能
通過上位機(jī)可以方便的查詢、統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，保存歷史數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測相關(guān)量的趨勢曲線，根據(jù)用戶的需要可以提供報(bào)表功能，根據(jù)年月日的操作情況做成報(bào)表的形式，提供有效的技術(shù)參數(shù)。
5 結(jié)束語
基于和利時(shí)LM PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行，且性能穩(wěn)定可靠，較好地滿足了控制過程中的控制與管理相結(jié)合的要求，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了由于操作人員操作失誤而造成的事故。其系統(tǒng)的安全可靠性和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性方面獨(dú)到的優(yōu)越性、友好性以及其自動(dòng)化程度都達(dá)到了先進(jìn)水平。技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，LM系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系統(tǒng)的控制任務(wù)。
