1 引言

                       

     近年來(lái)，隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)結構的調整，不少樹(shù)脂企業(yè)技術(shù)改造與更新的步伐加快，樹(shù)脂的生產(chǎn)設備呈現大型化趨勢。國內樹(shù)脂生產(chǎn)用的反應釜過(guò)去大多是25m³，生產(chǎn)過(guò)程基本全部為手工操作，現在已基本普及50m³，控制設備已經(jīng)從人工控制升級到PLC程控。

    基于和利時(shí)公司LM系列PLC的涂料樹(shù)脂反應釜主要完成對反應釜現場(chǎng)的溫度及壓力信號采入控制系統進(jìn)行集中顯示和控制，當反應釜的溫度或壓力達到報警設定值時(shí)，發(fā)出聲光報警；當反應釜的溫度和壓力繼續升高，達到或超過(guò)聯(lián)鎖設定值時(shí)，產(chǎn)生聯(lián)鎖動(dòng)作，關(guān)閉導熱油鍋爐點(diǎn)火系統，并打開(kāi)冷卻管閥門(mén)進(jìn)行冷卻降溫，并同時(shí)發(fā)出聲光報警。下面就詳細介紹一下基于和利時(shí)公司的LM系列PLC搭建的涂料樹(shù)脂反應釜控制系統。

    2 涂料樹(shù)脂反應釜控制系統工藝

    涂料樹(shù)脂反應釜控制系統工藝結構如圖2-1所示，通過(guò)泵將植物油酸、多元醇輸送到反應釜內，打開(kāi)反應釜投料口，投入苯酐（順酐），使用導熱油對反應釜進(jìn)行加熱，及脫水反應。反應預設定時(shí)間后，從高位缸加入二甲苯（甲苯）溶劑，一邊冷卻，一邊攪拌溶解，攪拌均勻后即可包裝為成品，整個(gè)反應過(guò)程為常壓。

             


    3 涂料樹(shù)脂反應釜控制系統設計
?
    系統結構

    此系統采用和利時(shí)公司的LM系列PLC作為控制器?？刂葡到y結構如圖3-1所示，使用的模塊包括LM3108,模擬量擴展模塊LM3310、溫度采集模塊采用LM3312。其中需要PLC監測控制的對象包括各個(gè)反應釜的溫度、壓力、閥門(mén)狀態(tài)、故障報警輸入、變頻器的啟停、報警指示輸出、閥門(mén)控制等；同時(shí)，系統集成了帶有顯示功能的人機面板，一方面，可以通過(guò)從人機界面進(jìn)行相關(guān)的參數輸入，另一方面，可以及時(shí)反饋反應釜當前的運行狀態(tài)以及報警狀態(tài)。 

                

    PLC硬件配置

    本系統采用和利時(shí)公司的LM系列PLC，LM系列PLC的CPU上集成了豐富的通訊接口，一個(gè)RS232接口以及一個(gè)RS485接口，不用另外擴展通訊模塊即可組成復雜的通訊網(wǎng)絡(luò )，既能滿(mǎn)足客戶(hù)的通訊需求，又為用戶(hù)節約了投入成本?？刂葡到y硬件清單如下：

                
?
    觸摸屏操作系統

    觸摸屏可以在現場(chǎng)對設備進(jìn)行監視與控制，以及在設備調試時(shí)使用。觸摸屏系統中包括了每個(gè)反應釜溫度參數設定、壓力參數設定、系統閥門(mén)狀態(tài)監視、歷史曲線(xiàn)、報警信息記錄等五大功能菜單。通過(guò)參數設定，可以很方便地對每個(gè)反應釜的溫度報警點(diǎn)，壓力報警點(diǎn)進(jìn)行設置，觀(guān)察歷史曲線(xiàn)趨勢可以了解到每個(gè)反應釜的溫度曲線(xiàn)以及壓力曲線(xiàn)，當其中某個(gè)反應釜因為溫度或者壓力超過(guò)設定值時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)彈出相關(guān)的報警信息并提示操作人員作出反應；系統運行主畫(huà)面如圖3-2所示： 

               


    4 應用特點(diǎn)

    基于LM的涂料樹(shù)脂控制系統具有如下特點(diǎn)：
?
    溫度和壓力控制精度高

    反應釜溫度和壓力的控制精度要求很高，模擬量采集采用模塊LM3310，接收來(lái)自現場(chǎng)壓力傳感器4~20ma的電流信號，采集精度高達0.5%，溫度采集通過(guò)LM3312熱電阻模塊，高精度的模擬量采集性能，為生產(chǎn)高品質(zhì)的樹(shù)脂提供了保障。
?
    可實(shí)現本地保存工藝參數

    LM 系列PLC的CPU模塊LM3109自身帶有6K的掉電數據保持區，可實(shí)現工藝參數及歷史運行數據的本地保存。同時(shí)，還具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，能記錄和顯示當前時(shí)間。
?
    快速的輸出性能

    反應釜生產(chǎn)過(guò)程中有大量的閥門(mén)開(kāi)關(guān)需要控制，PLC從信號發(fā)生到響應是有一定延時(shí)的，在某些時(shí)候，諸如超溫超壓時(shí)候，需要導熱油泵立即停止，瞬間的延時(shí)可能導致壓力繼續快速上升。LM PLC擁有高性能的輸出特性。首先，LM3108具有立即輸出功能，即可以不受掃描周期的影響而立即輸出信號，縮短了信號響應的時(shí)間。其次CPU具有強大的運算能了，可以同時(shí)處理幾十個(gè)模擬量點(diǎn)，可執行多個(gè)回路的PID運算，可以完成對溫度，壓力和流量等模擬量的閉環(huán)控制。

    5 結束語(yǔ)

    采用和利時(shí)LM系列PLC對涂料樹(shù)脂反應釜進(jìn)行控制后，由于其強大的模擬量處理功能和穩定的運行性能，使得樹(shù)脂的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的合格率大大提高，同時(shí)，LM系列PLC的高性?xún)r(jià)比和緊湊的一體化設計，有效地節約了成本和電氣設備的安裝空間。

    參考文獻

    [ 1 ] 夏晨,李樸，反應釜設計及其溫度控制系統，2004.

    [ 2 ] 畢效輝,韓永國，聚酯樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程控制系統， 2003.

    [ 3 ] 和利時(shí)公司，LM小型可編程控制器軟件手冊，2008.

    [ 4 ] 和利時(shí)公司，LM小型可編程控制器硬件手冊，2008.