孫 峰 (北京和利時(shí)機器控制技術(shù)有限公司)

  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(xiàn)中的應用，結合生產(chǎn)中配料的實(shí)際需求，介紹了和利時(shí)控制系統原理、主要性能及特點(diǎn)。PLC除采集現場(chǎng)儀表的數據信息并進(jìn)行處理以外，還完成了對現場(chǎng)十幾臺電動(dòng)調節閥的自動(dòng)控制，HollyView上位機組態(tài)軟件使聚乙烯蠟生產(chǎn)系統的可操作性變得更加方便、靈活，滿(mǎn)足了用戶(hù)的要求。

  關(guān)鍵詞： LM PLC；聚乙烯蠟；HollyView；控制系統。

  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)成為電氣控制系統中應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，它不僅能實(shí)現復雜的邏輯控制，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、可靠性高、體積小、編程簡(jiǎn)單、開(kāi)放性好等功能，上位監控采用HollyView進(jìn)行組態(tài)的聚乙烯蠟系統，通過(guò)此系統的應用大大提高了控制過(guò)程中的穩定性、可靠性，從而實(shí)現整個(gè)系統運營(yíng)的經(jīng)濟、合理和高效。

   2 聚乙烯蠟系統原理及工藝

  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，而在涂料施工應用之后，在溶劑揮發(fā)過(guò)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(guò)一系列解聚反應而制成。解聚反應是聚乙烯生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一環(huán)，解聚反應全過(guò)程應在密閉的反應釜內進(jìn)行。 控制程序是用和利時(shí)PowerPo V2.1.5B編程軟件來(lái)實(shí)現的，控制環(huán)節大致分為如下幾部分：融化、過(guò)濾、精餾、蒸餾塔等。

  融化系統：不同的原材料進(jìn)入對應的反應釜內進(jìn)行融化，在融化過(guò)程中通過(guò)釜內的實(shí)時(shí)溫度對相應的閥門(mén)進(jìn)行PID控制，從而實(shí)現自動(dòng)控制過(guò)程，融化后通過(guò)粗濾器和上料泵送到上料線(xiàn)進(jìn)行上料，具體融化系統圖2-1所示
 
             
                      2-1 融化TICA-101A調節閥系統示意圖

過(guò)濾系統：將上料線(xiàn)輸送來(lái)的料液進(jìn)行過(guò)濾并將混合物輸送至精餾過(guò)程
 
              
                        2-2 過(guò)濾系統示意圖
 
               
                   2-3 精餾系統示意圖
               
                    2-4 蒸餾塔系統示意圖
 
                
                            2-5 歷史趨勢1示意圖

  3 系統設計

  系統主要以北京和利時(shí)公司LM系列PLC為核心、執行機構、聲控報警、儀表系統等組成，主要通過(guò)不同模擬量數據通過(guò)PID手自動(dòng)控制對應閥門(mén)，同時(shí)控制部分泵等元件。在中央控制室設置操作員站，方便人員對整廠(chǎng)的系統監控與管理，硬件結構示意圖如圖3-1所示。
 
              
                             3-1 硬件結構示意圖

  PLC硬件配置

 以下是聚乙烯蠟生產(chǎn)系統主要配置，PLC硬件配置清單如下：

  表 3-1 PLC硬件及點(diǎn)表清單
  
       
  上位機操作系統

   上位機操作系統采用和利時(shí)公司的HollyView進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現對PLC控制站的監視與控制，保證了系統的可靠性，實(shí)時(shí)性，確保監控系統的不間斷運行。

   4 應用特點(diǎn)

  基于LM系列PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)線(xiàn)系統具有如下特點(diǎn)：
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  穩定性、可靠性

   系統采用和利時(shí)公司LM系列PLC，LM系列PLC主要針對中小型或對可靠性要求高的控制系統，在惡劣的工作環(huán)境下仍然可以保證長(cháng)時(shí)間可靠的工作，LM系列PLC還通過(guò)了UL和CE兩大國際認證。
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   運算速度
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  LM系列PLC運算速度高達0.37 us，用戶(hù)程序容量：最大可達120KB；數據容量：最大可達32 KB；掉電保持：6 K；支持LD、ST等六種語(yǔ)言混合編程， LM編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過(guò)配置參數就可以很方便的實(shí)現PID運算功能。
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   數據采集

  實(shí)時(shí)、高精度、模擬信號采集經(jīng)過(guò)PLC轉換再通過(guò)RS485傳送至上位機，采樣周期只有6ms。

  輸出控制

   通過(guò)PID調節各路閥門(mén)開(kāi)度，聯(lián)鎖控制各閥門(mén)、泵、電機，實(shí)時(shí)顯示輸出狀態(tài)。

   畫(huà)面顯示功能

  畫(huà)面顯示整個(gè)工藝流程及控制控制環(huán)節，各種采信號的趨勢圖、PID調節參數、常用的數據表格等，顯示內容包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、泵的運行停止及故障狀態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示各測量值。

   歷史數據查詢(xún)功能

   通過(guò)上位機可以方便的查詢(xún)、統計歷史數據，保存歷史數據，并可以根據歷史數據預測相關(guān)量的趨勢曲線(xiàn)，根據用戶(hù)的需要可以提供報表功能，根據年月日的操作情況做成報表的形式，提供有效的技術(shù)參數。

   5 結束語(yǔ)

  基于和利時(shí)LM PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)控制系統的設計與實(shí)現，已經(jīng)投入實(shí)際運行，且性能穩定可靠，較好地滿(mǎn)足了控制過(guò)程中的控制與管理相結合的要求，降低了人員的勞動(dòng)強度，避免了由于操作人員操作失誤而造成的事故。其系統的安全可靠性和網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)性方面獨到的優(yōu)越性、友好性以及其自動(dòng)化程度都達到了先進(jìn)水平。技術(shù)指標也達到了設計要求，LM系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系統的控制任務(wù)。

  參考文獻

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[ 2 ] 王永華，現代電氣控制及PLC應用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社
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[ 4 ] 顧戰松.可編程控制器原理與應用[M].國防工業(yè)出版社