玻璃設備遠程運維

玻璃設備遠程運維,從中國到埃及,一切盡在掌控!

萬物互聯,信息交匯!物聯網通過互聯網這個橋梁,在世界任何一個地方都可以即時獲取萬事萬物的信息。工業互聯將以此為基礎,2018賦能更多工業行業的上下遊產業鏈。

新宝5的遠程物聯通訊係統玻璃設備製造行業的應用,助力玻璃設備製造商的埃及遠程運維,讓從中國到埃及的遠程服務仿佛如同近在眼前,如同對客戶的零距離服務!

新宝5遠程簡單易用,穩定安全,開源節流,意義重大,如下圖所示!

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 此拓撲圖為玻璃設備物聯整體解決方案,數據信息安全穩定傳輸無顧慮。

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遠程運維,是一個玻璃設備製造商的剛需,新宝5遠程,連接現場用戶設備中的PLC和伺服等,實現設備製造商工程師足不出戶,即可實時進行遠程診斷,程序在線,上下載,完成以前需要跑到現場才能實現的動作,大幅度節省了人員來往的時間和差旅成本,以及大大縮短了客戶的等待時間,效益巨大!

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上述圖片顯示的並不是設備運行的實時數據,而是新宝5的客戶在不同的現場通道之間的連續Ping值,查看每個節點之間的通訊速率,體現的是新宝5物聯網通訊係統穩定在線。穩定連接,隨時隨地可以看到設備的運行狀況,為客戶的穩定生產保駕護航。59.jpg

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新宝5遠程模塊,在用戶的電控櫃裏是一道靚麗的風景線!

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大家有沒有看到新宝5的物聯網通訊神器?客戶把如此利器放在如此醒目的位置並且挨著工業“大腦”PLC

新宝5遠程通道建立之後,除了設備的控製器遠程程序在線和修改,設備運行數據通過這條通道就可以上到工業雲平台上。設備數據如何上工業雲?如何產生價值?如何在手機的小程序上實現實時監控?新宝5的一站式解決方案,極簡上雲,為新宝5打CALL!

工業互聯是智能製造的重要方式,新宝5為各個行業的裝備製造商賦能十幾年的經驗,開源節流,您要嗎?


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泵站設備在線監控和遠程保障係統

本係統采用新宝5遠程通訊係列產品,搭建出一個工業安全的設備遠程運營保障中心在保證數據安全加密的同時,也能滿足企業對於各個泵站設備之間進行數據采集、集中監控、遠程管理等多方麵的需求。

一、 泵業設備在國內的應用

泵的基本工作原理是受原動機控製,驅使流體介質運動,是將原動機輸出的機械能量轉換成介質的壓力能量,從而達到一定的做功效果。

泵在國內是應用相當廣泛的能用機械產品,不管是農業機械,還是工業機械,應用都很普遍,大體類型主要有齒輪泵,離心泵,真空泵,液壓齒輪泵,螺杆泵,高壓齒輪泵,汙水泵等等。基本用途主要用來輸送液體,包括水,油,乳化液,液態金屬等,也可以輸送液體、氣體混合物。

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二、 泵業設備遠程監控的需求

正是由於泵業的高速發展,給泵站用戶管理帶來了越來越多的問題,特別泵業製造商的售後壓力也越來越大,如果什麽問題都要工程師親力親為,那麽將會花很多時間在差旅上,如果隻是在程序上做少少改動的話,工程師也許隻花幾分鍾的時間就能解決了,但是在去的路上有可能要走兩三天,這就很劃不來了,還有就是數據采集管理方麵也很難做集中管理,用上遠程監控就完全可以解決這些問題。

例舉泵業設備遠程管理係統用於廣州城市供水係統中加壓泵站的遠程監控及管理。加壓泵站管理人員可以在供水公司的泵站監控中心遠程監測站內清水池水位或進站壓力、加壓泵組工作狀態、出站流量、出站壓力等;支持水泵啟動設備手動控製、自動控製、遠程控製加壓泵組的啟停;光纖通信時,可以圖像監視站內全景及重要工位的實時預警,實現泵站無人值守;通過遠程監控係統不僅大大減少時間、人力、物力的成本,還實現了泵站間信息化和智能化管理。

 

新宝5工業遠程安全通訊係統帶來的如下顯著功能特點:

 采集進站管道壓力或清水池水位、出站壓力、出站流量。

 采集每台加壓泵啟停狀態、工作電流、工作電壓、電能等電參數。

 采集配電室各路開關狀態、電能等。

 光纖通信時,圖像監視泵站全景、電氣室、泵房等重要工位。

 支持加壓泵啟動櫃手動控製、自動控製、遠程控製加壓水泵的啟停,控製模式可切換。

 依據供水壓力和水泵運行時間,智能選擇水泵投入運行。

 電流過大、缺相、水位過低過高、控製櫃保護、配電室故障、閑人進入等情況發生時,立即上報信息。

 支持光纖通信、局域網通信、短消息等無線通信方式。

 存儲、顯示、查詢泵站監控數據及工作參數。

 支持多路圖像監控。(有線通信方式)

 支持就地、遠程維護測控設備。

 

三、遠程通訊係統拓撲圖


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方案通訊說明:

新宝5工業遠程安全通訊係統拓撲圖如上,舉兩個站為例(不限於兩個站)

A站:

西門子控製器通過本機PN網口連接到遠程安全通訊模塊SY-RSCM206,再通過4G模塊上網連接Internet和總控製室建立鏈接;

B站:

西門子S7-300控製器連接到遠程安全通訊模塊SY-RSCM206,現場網絡攝像頭通過本機網口連接,遠程通訊模塊SY-RSCM206通過本地有線ADSL上網連接Internet和總控製室建立鏈接。

總控製室:

總控製室SY-RSCM360遠程通訊模塊,采用光纖上網【或ADSL上網】,通過遠程安全通訊模塊SY-RSCM進行協議解析、數據安全加密,利用S-LINK-III技術和12#站點的SY-RSCM產品在公共網絡Internet搭建S-LINK-III專網;

移動站:

本係統支持平板、手機終端遠程訪問總部MES係統內指定開放信息和視頻。

 

四、 新宝5遠程係統方案的意義

安全,穩定在任何一個行業都是第一關鍵詞,在泵站行業更是如此。安全穩定的生產技術近年來發展迅速。目前,泵站運行上的體現不隻局限在簡單的物理參數的範圍,同進也要關注泵站各設備運行安全,運行數據準確等重要性。

遠程服務中心建立一個遠程控製中心,對車間各個泵站設備進行遠程運營監控和分析管理,從而使得各相關工程師都能在授權範圍內全麵、精細、充分地了解設備運行狀態,充分預測設備運行趨勢和客戶服務需求,製定個性化解決方案,有效提高了工作效率,並為備品備件、維修檢修、性能診斷、升級改造等服務提供前瞻性信息,取得重要突破。

         通過物聯網監控,監控中心可密切掌握用戶設備運行狀態,並可將設備運行參數調至最佳狀態,達到更可靠、更節能的效果。通過使用該係統,客戶可以減少非計劃停機次數,降低故障率,縮短停機檢修時間,延長檢修周期,延長設備連續運行時間,減少維修費用,也為流程係統提供了安全保障


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新宝5遠程在換熱機組遠程聯網監控係統中的應用

1、係統概述

隨著國民經濟的不斷進步和人民生活水平日益提高,社會對環境的要求越來越高,近年來我國北方城鎮大力提倡城鎮集中供熱,改變原來各單位各片區自己供熱單獨建立鍋爐房給城市帶來的汙染,由城市外圍的一個或者多個熱電廠提供熱源,室內各片區建立換熱站,統一給用戶供熱。這樣就大大少了燃煤對城市環境的汙染,同時也節省了能源。隨著科學技術的日新月異,尤其是計算機、通訊技術迅速發展,自動控製水平得到快速的發展及廣泛的運用及需求,用戶對供熱質量不斷地提高和能源緊張的今天,提高供熱質量的同時節約能源勢在必行。

換熱機組監控係統由於采用全網集中監控,計算機采集記錄了各種工藝參數,如:溫度、壓力、流量、電壓、電流等,為供熱數據查詢、供熱分析計算提供了很好的依據,也為來年供熱打下良好的基礎。

換熱站是集中供熱係統供熱網路與熱用戶的連接場所,是熱源與熱用戶之間的一個中間環節,其供熱品質的好壞對改善熱網熱力工況,提高供熱質量起著重要作用。

換熱機組遠程監控係統可根據設定好的參數自動調節二次網循環泵、補水泵及一次網循環泵或電動調節閥,並具有多種報警和保護功能。監控係統還具有實時數據采集、實時模擬現場動畫顯示、異常報警、曆史數據查詢等功能。

遠程監控包括遠程監視和遠程控製兩個層麵,在調度中心可以監視、記錄到各個換熱站的所有運行數據,具有遠程控製、曆史數據查詢、曆史曲線、打印、地理信息等強大的功能,當出現意外情況時軟件上彈出報警畫麵。遠程控製換熱站的運行,如對現場運行參數的設定、泵的啟停,泵的轉速調節等。


2係統架構及功能:

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一個完整的熱力監控係統如上圖所示,在物理層麵上它主要由以下幾部分組成:換熱站現場控製層、數據傳輸層、監數據監控中心三部分,熱網監測係統采用分布式計算機係統結構。即中央與本地分工協作監控方法。

換熱站現場控製層包括PLC、電動執行機構、傳感器、變頻器、現場操作站等,完成現場數據采集任務,將采集來的數據通過網絡傳遞到數據采集服務器,進入數據監控中心。現場控製層可脫離監控中心獨立工作。

數據傳輸層采用新宝5的安全通訊模塊SY-RSCM360+SY-RSCM206走以太網的方式,將換熱控製層所采集的數據和狀態傳輸到控製中心,同時將控製中心的指令下達到各個換熱站控製層。

 

3新宝5遠程係統拓撲圖:

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4客戶價值:

⑴ 監控中心的軟件通過以太網方式,與各換熱站組成網絡係統。

   ⑵ 輕鬆支持遠程訪問與控製,可以對各換熱站的變頻器、水泵及調節閥進行遠程控製啟停及調節。

  ⑶ 實時監測熱網運行狀態,運行參數的設定。

  ⑷ 網絡發布,具有實時向互聯網Internet發布的功能,外網用戶不需要組態軟件就可以查看全網的數據。

  ⑸ 客戶端訪問,可通過工程師電腦對所需地點換熱站實現所有監控管理功能,包括PLC的遠程程序上下載與PLC的實時在線監控等功能。

  ⑹ 實時接收各換熱站的報警信息,提示操作人員進行報警處理。記錄報警信息,形成報警日誌及報警查詢。

  ⑺ 顯示工藝流程圖及動態運行參數,根據用戶權限管理的不同,可對現場進行遠程控製和參數設定調整。

 ⑻ 數據存儲和分析,實時采集各換熱站的運行數據及狀態並存儲。

  ⑼ 形成日、周、月等多種報表格式,並對所有換熱站的重要參數匯總報表、儲存及打印。

  ⑽  形成各換熱站主要參數的運行趨勢曲線,總結並觀察係統的運行狀態,便於及時調整運行狀態。

 ⑾ 係統授權:對不同的用戶分配不同的用戶名和登錄、退出密碼。

4現場圖片:

 



5監控中心畫麵


6、該監控係統方案的特點

該方案實現了熱力站運行參數的集中監視和控製,達到無人值守的目的,同時還具有以下特點:

⑴ 先進性:采用國內外先進的技術與產品,采用先進的軟硬件技術架構,滿足企業長期發展的需要;實現設備各種現場數據的全麵、準確、實時采集。熱力站管理和控製自動化程度高,提高了工藝係統的安全係數,保證了係統的供熱品質。

⑵ 成熟性:以實用為原則,采用成熟的經過工程檢驗的先進技術。

⑶ 可靠性:無論在硬件選擇還是軟件編製上,保證係統的可靠性,使控製係統長時間工作在無故障或少故障狀態,並為企業提供相關的應急處理措施。

⑷ 可維護性:硬件安裝應盡量減少元件更換時間,元器件具有互換性,工程師能對現場控製器進行遠程在線監控,程序上下載等操作。

⑸ 可操作性:界麵友好,易學易用,具有良好的中文處理信息能力,能適應不同素質的人員,降低係統的管理維護和操作成本。

⑹ 實用性與經濟性:充分考慮行業特點,達到少花錢多辦事的目的;充分考慮控製器件的性價比和可換性。

⑺ 擴展性與開放性:選用的技術和產品具有很強的可增長性和擴展性,滿足現有的資源和係統投資的長期效應以及係統功能不斷擴展的需要,所采用的軟硬件平台具有開放性,所采用的規範具有通用性。

⑻ 標準性:采用標準化、規範化的設計方案和設計標準。

⑼ 安全性:該方案具備良好的抗幹擾性、數據傳輸安全性,係統在軟件上采取授權訪問,確保信息係統的安全。

⑽ 規範性:按照國家和國際有關要求,遵循軟件、硬件、自動化等係統的有關規範。

⑾ 集成性與係統性:係統設計確保高度集成和信息共享,徹底消除“孤島”係統;係統設計按照“從上至下,從整體到局部”的思想進行。

⑿ 熱力站現場控製獨立性:現場控製是獨立的,不會因監控計算機的癱瘓而受影響。

 

7、結束語

換熱機組遠程運維監控係統實現了對換熱站設備的自動控製,提高了供熱質量,滿足了用戶需要的前提下,節約了大量人力、物力資源、減少了不必要的浪費的同時,管理人員可以更清楚的了解各個換熱站的運行數據,有效的提高了供熱管理水平;為熱力係統的運行的管理提供一個良好的支持環境;提高公司效益。


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基於SY-4GDTU102的城市道路路燈實時遠程監控與節能係統方案

一、城市路燈管理現狀 

    路燈遠程控製係統誕生前景隨著城市建設迅速發展,道路照明品位的不斷提高,政府和人民對路燈亮燈率、城市形象的關注程度越來越高。城市城區道路照明建設得到了迅速發展,路燈數量日益增加,而管理部門還以原有人工操作、或定時控製來完成數倍於過去的工作任務,無法解決亮燈率與節約能源的固有矛盾。

傳統定時控製的弊端

1不能實時控製:由於控製方式單一,無法實現對不同燈型、不同區域、不同時間段的照明設備進行分類控製,導致資源分配不合理,造成大量的電能浪費。

2無法及時開關燈:現行控製方式在惡劣天氣時(如強陰天)不能自動開關燈。大型慶典和政治活動、領導及團體參觀時亦無法及時、靈活控製,影響城市照明形象。

3信息不能反饋:城市道路照明各種信息無法反饋到管理部門。如路燈控製設備的電壓、電流、耗電量、道路的亮燈率、故障信息、控製方式等多種信息傳遞。造成管理部門不能及時掌握照明實況。

4電量浪費嚴重:采用人力開關燈方式控製的道路照明設施,因每天需現場手工開關燈,導致亮燈時間周期長;而采用鍾控方式控製的道路照明設施,因隨季節不能自調,引起電量浪費嚴重。

5發現故障不及時:當路燈發生故障時,信息無法及時傳遞管理部門,依靠維護人員每天定期巡檢,除需增加人力物力財力外,會因故障情況不明而延誤搶修時間,影響夜間照明,給行人、車輛造成很大不便。

 6開燈調整周期頻繁:因日出日落時間每天都在不停變化,工作人員需要經常對每個控製點調整開關燈時間。隨著城市逐步擴大,工作範圍也在不斷擴大。

、路燈實時監控與節能係統介紹

      城市照明智能監控係統,采用物聯網技術、工業自動化控製技術以及先進的無線傳輸手段,對城市路燈設施進行線控、點控、點測等多種科學有效的控製管理,實現“五遙”(遙測、遙控 、遙信、遙視、遙調)和單燈節能控製以節約電能和提高工作效率,提高城市照明設施現代管理水平和科學手段。

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1路燈控製終端

   路燈采集控製終端由一級終端路燈控製監控櫃和二級終端組成,監控櫃包括工控機、電能測量單片機、多路控製板、監控板;二級終端安裝在每盞燈裏,包括電力載波模塊(EPCW)和輸入輸出接口板;路燈控製終端可實時監控每盞路燈的亮滅情況、電能負荷狀態、燈杆損壞報警,漏電報警等功能

2無線傳輸設備

SY-4G DTU102采用工業DB9串口,通過RS232/485和路燈監控終端內的PLC相連,內插SIM數據卡通過4G網使得路燈監控終端和數據管理中心形成網絡通信,實現數據管理中心遠程監控路燈運行SY-4GDTU102采用國際標準TCP/IP通信協議,且實現數據透傳功能,高規格的工業設計以及小巧的外形很好的融入了路燈監控一級終端內。

3數據管理中心

遙控:主站計算機按設定好的經緯時間曲線自動控製全市路燈的開/關狀態,也可在主站手動控製任意的一級終端和二級終端的開/關狀態。

遙測:自動巡測或隨機檢測各個終端亮燈率、電壓、電流、功率因數、有功和頻率等工作參數,在自動運行時隻要終端有變化,它便立即將變化數據向主站傳輸,無須主站巡檢。

遙信:對各個終端開/關狀態、故障和報警等信息的獲取,保證係統有效正常地運行。 

4係統總架構

     (1) SY-4GDTU102通過標準的RS232/485與路燈監控一級終端裏的PLC連接通信,數據中心可采取ADSL、固定IP、專網APN接入網絡。

     (2) SY-4GDTU102首先進行自動撥號上網,然後自動向數據管理中心發起TCP連接,握手成功後開始數據透明傳輸。路燈監控終端把數據集中采集通過PLC把數據傳給SY-4GDTU102 SY-4GDTU102 接到數據後即時的將數據通過4G網絡傳送到數據管理中心。數據管理中心將上傳的數據進行分析處理,得出直觀的結果和相應的指令通過4G網絡發送給SY-4GDTU102SY-4GDTU102即時通過RS232/485傳送給PLCPLC根據指令對路燈做出相應的控製處理,以此達到遠程控製路燈的效果。

 三、係統效益

*經濟效益

        采用城市照明智能監控管理與單燈節能控製係統以後,全市範圍內的路燈全夜燈、半夜燈的開關均可實現按需照明和精確到每一盞燈精細化管理。由於減少了開燈時間,延長了光源電器壽命,降低管理運行成本,進一步提高了經濟效益。實現按需調控照明亮度,節約能源和管理運行費用。

*社會效益

        采用城市照明智能監控管理係統與單燈節能控製後,由係統對全市範圍內城市照明的每一盞路燈的開關操作實現自動控製。與此同時,由計算機對每一盞路燈的狀態進行高效快速巡測,調度人員可以在故障發生後及時了解故障的地點和狀態,為快速、及時修複提供了強有力的保障。路燈維護及時,可以極大地減少對照明管理部門的投訴、減少道路交通事故的發生,有利於城市的治安,產生極大的社會效益,從而進一步提高城市的形象。

*管理效益

       城市照明智能監控管理與單燈節能控製係統利用計算機及時、全麵地發現每一盞路燈運行中出現的故障,實現真正意義上的“值班等待報警”,不僅大大減少了城市照明巡視人員和車輛損耗,降低了維修成本,而且在檢修車出發之前已經知道了故障的準確地點和基本狀態,無需靠人工查找檔案圖紙、單純的文字性數據庫信息及巡線查找,因而大幅縮短了維修響應時間、提高了檢修效率,保證路燈亮燈率,由此將產生極大的經濟效益和管理效益。


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Profinet在製絲線自動化係統中的應用

煙草在線專稿  

 

川渝中煙重慶煙草工業公司黔江分廠製絲車間主要承擔全廠煙絲生產的任務。工欲善其事,必先利其器,車間注重設備工作,以設備保障生產。製絲線是一條現代化的生產線,自動化程度高,車間在設備方麵一直積極探索國內外新技術,本文就著重介紹了Profinet在製絲線自動化係統中的應用。

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  一、Profinet在製絲線自動化係統中的應用的背景

 

  (一)隨著計算機控製技術的不斷發展,煙草行業製絲生產線的自動化應用水平也不斷提升。

 

  當前全國製絲線的自動化係統主要采用profibus總線,分廠製絲車間也主要采用profibus總線係統,總線在製絲線分布式控製係統中發揮著重要作用。但是其自身的缺點也逐步暴露出來,比如係統穩定性差、網絡故障解決比較困難等,由於總線問題,曾經多次造成製絲線全線停機,profibus總線成了製約製絲線自動化發展的技術瓶頸。

 

  製絲車間在新一輪的技改時,認真參考、學習國內外新的自動化技術,車間積極提出了profinet以太網控製方案,修改了昆船繼續使用總線的技改方案,協同工程科,新的技改方案得以實施,在國內煙草行業率先全線應用profinet工業以太網,profinet的應用較好地解決了profibus總線存在的問題。製絲車間積極創新利用新技術,為煙草行業製絲線的自動化發展提供了借鑒和參考。

 

  (二)製絲線Profibus總線係統介紹。

 

  profibus是國際上通用的現場總線標準,二十世紀末開始在中國推廣使用。Profibus主要進行現場設備的數據通訊,對現場分布式I/O進行有效地集成。

 

  黔江分廠在技術改造前(2008年前),製絲線自動化係統主要采用profibus總線係統,技改前的製絲線自動化係統網絡如下圖:

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製絲車間技術改造前分為四個工段:葉片處理段、梗處理段、煙絲處理段、風力送絲段。每個工段由可編程控製器PLC s7-400控製,PLC s7-400由交換機接入以太網。每工段的PLC s7-400以下為profibus總線,圖中紅色網線連接部分即為profibus總線係統,profibus總線連接數量眾多的子站ET200S(包括各種檢測、執行元器件等)。

 

  (三)應用Profibus總線存在的主要問題

 

  1、Profibus總線係統穩定性差,主要是在複雜的生產環境中,總線防電磁幹擾能力差所致。車間本身就有許多電磁幹擾源,比如燒電焊、大電流的設備起動等都會產生電磁幹擾,因此在實際生產中經常發生因電磁幹擾造成總線網絡故障。

 

  2、總線故障診斷困難,沒有可靠的測試儀器,主要憑個人經驗進行判斷。我廠在實際工作中,由於總線故障難於判斷,曾造成製絲線停產22小時的後果,導致企業較大的經濟損失。

 

  3、Profibus總線拓撲結構不夠靈活,由於硬件所限,擴展成星型或樹型難度較大。從上圖可看出,總線拓撲從主站到子站由一根雙絞線連到底,這就會導致一段總線或一個節點(子站)故障,其後續節點(子站)全部停止工作,車間經常發生因某單台設備總線故障導致全工段停機。星型拓撲結構能保證各節點相互獨立工作。

 

  4、Profibus總線隻實現了底層I/O設備集成,不能與IT網絡直接相聯,與管理層沒有效地集成。

 

  二、Profinet在製絲線自動化係統中的應用的內涵和主要做法

 

  (一)profinet工業以太網介紹

 

  1、Profinet的通信方式

 

  Profinet是西門子2004年開始推行使用的工業以太網。是新一代基於工業以太網技術的自動化總線標準,兼容工業以太網和現有的現場總線技術。

 

  Profinet有三種通信方式:

 

  第一種是TCP/IP標準通信。

 

  第二種是實時通信。應用於傳感器和執行器之間的數據交換。

 

  第三種是等時同步實時(IRT)通信。應用於實時性要求很高的運動控製。

 

  從上麵profinet通信方式來看,profinet是真正的工業以太網,能同時傳遞實時數據和標準的TCP/IP數據。

 

  2、profinet的特點

 

  係統開放性、實時性、穩定性好。以太網以前主要用於商業、辦公係統,性能穩定可靠,西門子把以太網引入工業現場,替代以前用profibus總線連接底層設備的狀況,從而保證了大量底層設備高效可靠通訊。

 

  網絡拓撲結構能夠實現靈活多樣地組網。由於硬件上的改進,使用網絡交換機scalance很容易組成星型、樹型等。

 

  基於TCP/IP的標準以太網,係統兼容性好,資源共享能力強,很容易實現了係統集成。

 

  (二)profinet在製絲線的應用

 

  分廠製絲生產線以前主要運用profibus總線,2008年11月對製絲生產線的自動控製係統進行了技術改造,用工業以太網profinet代替profibus總線係統。

 

  分廠改造後的製絲線自動化網絡係統如下圖。

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(綠色網線:profinet,紅色網線:保留的profibus)

 

  整個製絲生產線自動化網絡係統分為兩級:管理層和設備層。

 

  管理層:由以太網Ethernet構成;設備層:由profinet工業以太網構成。

 

  管理層(以太網Ethernet)主要實施管理功能,設備層(profinet)主要實施設備控製功能,是車間的主幹網絡。Profinet網絡是一個光纖環網,環形網具有冗餘功能,它的優點是:當網絡某一處故障時,整個網絡仍保持通訊正常。

 

  技改後的製絲生產線由五個工藝段構成:葉片處理段、葉絲處理段、梗及梗處理段、摻配處理段、風力送絲段。每個工段是profinet網絡的一個主結點,用以太網交換機scalance(x408)以星型拓樸連接PLC S7-400、操作站PC677、scalance(x208)、部分檢測執行元器件等。scalance(x208)下麵再以星型形式連接數量眾多的子站ET200S。為節約成本,技改保留了部分profibus設備,主要是數量較多的倫茨變頻器和電子秤等。上圖中紅色網線相連的即為保留的profibus係統。

 

  這套製絲線自動化係統很容易地實現了星型結構,改變了傳統的profibus總線難以實現星型拓樸的狀況,這樣一個子站故障其它子站同樣也能工作,一台設備故障不會造成全段停機,從而保證網絡內的各結點能相互獨立工作。

 

  三、Profinet在製絲線自動化係統中的應用的效果

 

  (一)改造效果。改造後的製絲線自動化係統結構清晰,層次簡單明了。整個profinet係統已工作運行1年多,係統實時性好,穩定性和可靠性明顯提升, 1年來沒有發生一次由於網絡故障產生停機的現象。整個係統的數據信息處理能力大為加強,掛接在profinet上的每一設備或儀表都有單獨的IP地址,能夠在整個以太網內進行任意通訊,實現了底層設備的數據通訊簡單化、標準化。 

 

  (二)製絲線自動化係統的發展方向。profibus現場總線隻能實現底層設備的通訊,係統難以集成,工業以太網取代現場總線是今後工業應用的重要發展方向,profinet也是今後製絲生產線發展的必然趨勢。

 

  黔江分廠製絲生產線利用Profinet工業以太網,在車間內實現了統一網絡架構,搭建了自動化領域新的控製平台。profinet在全國煙草行業才處於起始階段,黔江分廠製絲車間已經實施成為一個比較成功的案例,為煙草行業製絲生產線的自動化發展提供了重要的參考作用,也在全國製絲生產線樹立了標杆、榜樣作用。


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無線工業網絡在汽車塗漆輸送控製係統改造的應用

 由於市場需求的提升,江淮汽車製造廠原有部分生產係統已不能滿足產能的提升需求:塗裝底漆生產線存在瓶頸工位,受工藝時間的限製,節拍時間長;底漆生產線采用分段供電的控製方式,所有的動作都由地麵主控PLC完成,技術比較落後,柔性差,擴充很難;老係統已使用了10年,部分設備出現老化,故障率很高,維護十分困難。但是原有的工藝槽體還是存在提升潛力的,槽體空間比較大,能夠放入兩台車體進行工藝處理。通過對原生產線瓶頸工位進行雙工位改造和增加自行小車車組,可以消除瓶頸,但是使用原有控製係統是很難實現的,勢必要進行改造升級。

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  此次江淮汽車製造廠底漆生產線的改造,實際上就是底漆生產線自動化輸送係統(環行自行小車)的改造。最終達到的產能目標,改造後單排、一排半車型工藝節拍為210s(原來為280s),產能提高近30%;雙班日產量達到300台(原來為200台左右)。

 

  工藝介紹

 

  汽車塗裝底漆生產線(又稱“前處理和電泳生產線”)主要由工藝槽體係統和自動化輸送係統組成。它是汽車塗裝的第一道關鍵工序,底漆質量的好壞,直接關係到後序工藝,而底漆生產線的輸送機構的自動化程度及好壞又直接影響塗裝的質量和效率。

 

  底漆生產線共有11個工藝槽體,依次是:預脫脂、脫脂、第一水洗、表調、磷化、第二水洗、去離子水洗、電泳、UF超濾水洗、超濾水洗和去離子水洗。第一個槽體到最後一個槽體距離約100m,另外還有上線點、下線點和積放段,整個環行滑觸線全長約218m。

 

  底漆生產線動作過程是:上線點將焊裝車間焊好的白車身裝好在吊具上,吊具升到位後自行小車帶著吊具依次進入上述槽體進行工藝處理,然後從下線點將電泳好的車身從吊具中取下,空吊具升到位後,小車繼續運行,經過積放區重新回到上線點進入下一循環。

 

  無線解決方案的產生

 

  盡管底漆生產線動作過程比較簡單,但我們是在仍生產使用的老線基礎上進行改造,而且改造時間很短(10天左右),風險很大。我們的方案規劃始終圍繞著:確保可靠性,減少現場施工量,減少編程調試時間,並且實現全信息采集的出發點進行。

 

  自行小車是物流轉運輸送線的常用設備,它是通過車體上安裝集電極和預裝在軌道內的滑觸線在移動中接觸進行取電,提供給移動的小車。這種取電技術已經非常成熟,但通過滑觸線和集電器滑動接觸進行數據通信卻比較特殊和困難:一是由於滑觸線在軌道內是平行敷設的,並且距離比較近,之間僅有絕緣,線體裸露且沒有屏蔽層的防護,滑觸線和集電器滑動接觸之間存在很大的阻抗,而且滑動過程中接觸的效果也不穩定,還是或多或少的存在幹擾和各種不穩定因素;二是通信數據量問題,由於軌道和滑觸線的尺寸、安裝的要求及經濟指標等各方麵因素的局限,通常滑觸線數量都采用8根。目前流行的滑觸線數據通信方式主要有車載PLC到站發信方式、現場總線(如Profibus)方式及調製解調方式。

 

  由於本項目改造時間很短,改造還受到原有老資源的限製,所以以上方式在短期內都很難實現。最後我們選用了最先進的無線網絡通信技術。無線的特點是:覆蓋麵廣,頻率高不易受幹擾,功率低不易幹擾其他設備;可適應比較惡劣的環境;安裝方便,施工快,免除大量的硬線(多芯電纜)施工;應用界麵開放,調試維護方便;擴展容易,柔性程度高;數據交換量大,速率快。

 

  通過無線網絡通信來解決滑觸線數據通信受限非常適合,無線的優勢特點也很好地滿足了我們此次改造的需求。經測試(包括覆蓋區域、信號強度、抗幹擾、實時性及數據交換量對網絡速度的影響等)通過後,最終我們確定采用無線通信的方案,並采用菲尼克斯電氣的無線技術和產品。

 

  控製係統的實現

 

  1.地麵主控係統

 

  係統網絡圖和主要硬件配置如圖1和表所示。

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(1)在地麵設置一台主控櫃(見圖2),選用菲尼克斯電氣(phoenix)ILC350ETH PLC作為地麵主控PLC,處理所有地麵與小車、小車與小車之間以及輸送係統與工藝設備的數據交換及生產線的所有信息采集與監控。通過以太網接口與交換機連接,可直接與無線接入點通信。

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 (2)主控櫃安裝了一台HMI,選用菲尼克斯電氣TP 12T觸摸屏,對18台小車進行啟動、停止、吊具的升降及各工序工藝時間的控製和操作;實時顯示整線運行情況,在線顯示車組狀態、位置、所載工件類別和當前工藝節拍狀態等信息,並能進行故障診斷和報警(見圖3)。


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2.車載控製單元

 

        3.柔性程度高,擴展容易

 

  將來要想增加車組,控製係統隻需增加一套車載控製單元和一台無線客戶端即可。

 

  4.安全保障係統

 

  通過對滑觸線的創新改造,我們開發了一套安全保障係統,即使無線出現故障,新滑觸線係統也能保障生產線的不停線運行。

 

  5.定位識別係統十分先進

 

  先進的定位識別係統無機械磨損,無需參考點,絕對位置測量,實時檢測,最大限度地實現了小車的智能化。

 

  結語

 

  此項目現已改造完成,並達到了提升產能的目標,目前項目已通過了預驗收。無線網絡從調試開始到現在一直表現相當穩定,是此項目取得成功的關鍵。通過此項目證明了菲尼克斯電氣的無線網絡通信可靠,應用在環行自行小車自動控製係統中能夠充分發揮其優勢,性價比很高。在國內,無線網絡用在塗裝自行小車輸送係統中,特別是滑動距離比較遠、範圍比較廣且車組數量多的環行自行小車改造項目中是一個全新的嚐試。


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油品包裝自動生產線控製係統及其工業網絡的設計

長城潤滑油分公司是中國石化潤滑油公司下屬最大的專業潤滑油生產企業,隨著生產規模的不斷擴大,對油品包裝的速度和精度以及生產管理的信息化都提出了更高的要求。因此為了滿足這些需要,我們為新生產線的控製部分進行了全新的設計。現就其中有代表性的灌裝機控製係統和整條生產線工業網絡係統的設計情況介紹如下。

 

2 灌裝機控製係統的設計

 

2.1 工藝要求

 

為了能夠滿足多品種、高精度的快速生產,生產工藝上給我們提出了如下的要求:

 (1) 要在滿足灌裝精度高於0.5%的前提下能夠達到最快每分鍾80桶的灌裝速度;

 (2) 整條生產線能夠適應從1~5立升容積包裝的灌裝,並且可以單桶灌裝,使油品在切換時的損失降到最低;

 (3) 要具有較高的機動性、適應性,使設備換型的時間最短並且操作簡便;

 (4) 要求具有根據產品溫度來自動調整灌裝量的功能,操作自動化程度高;

 (5) 具有網絡功能,將生產線各台設備聯網後可進行集中監控,並且可以與生產管理係統進行連接,以提高生產及設備的管理效率;

 (6) 保證在油品灌裝過程中沒有泄漏和外濺的現象,符合HSE體係的環保要求。

 

2.2 控製係統的硬件組成 

 

(1) 為達到工藝上提出的要求,在與機械設計配合的基礎上,我們對電氣及自控方麵提出了如下的方案:

 

為了滿足灌裝精度和速度的要求,在灌裝部分,我們采用了以司服電機作為主電機的定容式灌裝設計,因為司服電機控製係統具有控製精度高、速度快、穩定和調整設定方便等特點。而在容器灌裝前後的輸送部分采用了直線式設計;傳送帶部分采用了變頻調速控製;並且設計了一套自動的滑動分桶器,與傳動帶配合來達到將灌裝後的半成品與空容器快速分開並將其帶離灌裝機的目的。

 

采用直線定容式灌裝的設計,最大限度的節省了產品換型時間,提高了生產機動性和工作效率。

 

根據不同產品的溫度特性通過PLC程序模塊的設計和選擇,可以完成自動調容的要求。

 

對於環保的要求,我們是通過軟件和硬件的設計共同完成的,硬件上我們采用了司服電機控製係統和變頻調速控製,與硬件相配合在軟件上我們設計了各種速度及灌裝過程中每個階段的加速度和減速度的分別調整,這樣我們就可以根據實際情況將設備調整到合適的狀態,杜絕濺油、冒油的現象。

 為了適應網絡控製的要求,我們采用了具有網絡功能,並且穩定性較好的西門子S7-300 PLC控製係統。

 

在操作方麵我采用每台設備可利用觸摸屏進行單獨操作,或者通過聯網的計算機係統進行集中控製和監控,操作界麵非常直觀,使操作更加簡便高效。

 

(2) 控製係統硬件配置圖

 控製係統硬件配置圖如圖1所示:

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(3) 控製係統主要組成部分的選型

 

PLC係統的選擇:係統采用了SIEMENS公司生產的S7-300係列PLC,由1個CPU315-2DP模塊、2個接口模塊IM365、模擬量輸入/輸出模塊SM335和模擬量輸出模塊SM332、2個高速計數模塊FM350、4個數字量輸入模塊SM321、3個數字量輸出模塊SM322組成了雙層機架的硬件組態結構。采用西門子的PLC係統是因為在CPU上同時集成了獨立的MPI和PROFIBUS-DP接口,不但可以方便的與人機設備相連,並且可以非常簡單的實現設備之間及設備與PC之間的聯網,具有強大的網絡功能;另外西門子的PLC S7-300係統還具有各種功能強大的模塊可以選擇,使用穩定。具有較高的性價比,非常適合在包裝機械上應用。

 

灌裝主電機及其控製係統:我們選擇了德國的SEW公司的MOVIDRIVE驅動器及帶編碼器反饋的電機係統,並采用電流矢量控製模式,通過豐富的參數設定來實現更高的控製精度和動態相應。輸送係統的變頻調速控製:我們采用了丹麥Danfoss公司的VLT5000型變頻器。因為他們都是相關領域內的國際知名的專業生產企業,產品技術領先,在惡劣的生產環境下能夠長期穩定的運行。

 

操作界麵:西門子的觸摸屏TP170A

 設備控製網絡采用了西門子的PROFIBUS-DP 係統,將整條生產線的四台主要設備和工程師管理PC係統通過PROFIBUS電氣中繼器和無微處理器CP5611連接為一個完整的PROFIBUS網絡,實現了生產線的實時監控和動態管理。

 


2.3 控製係統的軟件設計

 

(1) 西門子模塊化編程介紹

 

西門子S7-300 PLC 采用SETP7編程軟件,SETP 7為程序設計提供了三種方法:線形化編程、模塊化編程、結構化編程。其中模塊化編程是把程序分成若幹個程序塊,每個程序塊含有一些設備和任務的邏輯指令。在組織塊(OB1)中的指令決定控製程序的模塊的執行。模塊化編程中的功能(FC)或功能塊(FB)控製著不同的過程任務,這些塊相當於主循環程序的子程序。這種編程方法非常易於幾個人同時編程,並且易於程序的調試和故障的查找。另外每次循環中不是所有的塊都執行,隻有需要時才調用相關的程序塊,CPU得到了更有效的利用。因此我們在軟件編程時采用了模塊化編程方法,將大的任務分解成相對獨立的小任務先分開進行編寫和檢測,最後統一下載調試,大大的提高了程序編製和調試的速度。

 

(2) 軟件編程步驟

 描述和分析控製過程的具體的任務,並分成多個簡單的小任務;

 繪製機械動作控製流程圖;

 對S7-300 PLC 進行硬件組態和PROFIBUS網絡的組態;

 為每個任務模塊分配輸入和輸出點;

 為每個任務模塊編製程序,並分別進行測試和修改,直到所有的任務模塊都完成;

 將集成後的程序輸入PLC進行離線和在線調試。

 

(3) 灌裝機動作控製流程圖

 程序流程框圖如圖2所示:

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圖2 程序流程框圖

 

(4) 組織塊OB1的主要程序介紹,如圖3所示。

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圖3 組織塊OB1的主要程序

 

3 生產線工業網絡係統的設計

 

3.1 網絡係統要達到的目的和實現的功能

 (1) 實現分散控製集中管理的目的;

 (2) 可以通過工程師PC工作站直接控製設備的操作和參數的修改;

 (3) 對整條生產線進行自我監控,將整條生產線的運行情況和故障情況進行實時的記錄和分類匯總,為合理安排設備的維修和保養工作提供了數據依據;

 (4) 可以和上一級的生產管理係統進行連接,達到提高生產管理效率的目的;

 (5) 對關鍵設備點的各種參數進行記錄,當超出正常工作範圍時報警,保證生產線的正常運行。

 

3.2網絡係統硬件的組成方案

 

為了實現設計要求的功能,我們采用了西門子的PROFIBUS網絡係統,具體的硬件結構設計如圖4所示: 

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3.3 網絡係統軟件的組成

 為了實現設計要求的功能,我們在軟件方麵進行了係統的設計,力求通過組態軟件的強大功能來進一步提高生產線對包裝形式的適應能力和進行生產品種調整時的反應速度,簡化生產人員的操作和調整難度。

 (1) PC工作站組態軟件的主畫麵

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 主畫麵如圖5所示:

(2) PC工作站組態軟件的其它畫麵

 組態軟件的二級畫麵主要包括灌裝壓蓋機、稱重機、封箱機、碼跺機等主要設備的相關統計數據的監控和操作畫麵,三級畫麵為各類參數設定值的選擇和修改畫麵。圖6-9為一些主要畫麵的示例。

 

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(3) PC工作站組態軟件的功能介紹

 

通過組態軟件我們第一實現了四台主要設備的技術參數的監控和統計工作,並且實現了與上一級生產管理的友好銜接,做到了整條生產線的運行狀況一目了然;二實現了對整條生產線的生產狀態和故障詳細信息的實時記錄,為進一步的統計和分析提供了第一手的數據資料;第三提供了很多運行控製參數的曲線圖形和的修改界麵,為生產人員隨時對生產線進行調整保證穩定的運行狀態提供了直觀的依據,並且操作起來非常方便。

 

4 結束語

 

通過長時間實際生產的檢驗,整個係統非常穩定,完全達到了生產部門對質量和數量的要求。通過工業網絡更加方便的實現了生產管理人員對生產情況的實時管理;通過整套係統的自我監控,將故障等信息進行了分類統計,更好地為維護人員有目的性的安排設備維修工作提供了完善的數據。大大提高了長城潤滑油公司油品生產的效率和能力。


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汙水處理廠自動控製和遠程係統設計

汙水處理廠自動控製係統的需求

 

        隨著我國科學技術和社會經濟的飛速發展,環境汙染問題,尤其是水汙染問題已經引起社會各界的高度重視。汙水處理廠的籌建和投運已經成為目前我國各大城市市政工程的熱門項目。為確保汙水處理工藝和設備能夠長期安全可靠地運行,需要建立一套集管理和控製為一體的智能控製係統。為此,根據實際情況,采用工業控製計算機、PLC可編程序控製器和常規檢測儀表設計了一套運行可靠的城市汙水處理廠自動控製係統和遠程診斷、維護係統,該設計本著“簡捷、安全、實用、可靠”的原則,及時掌握和了解汙水廠工藝各流程的運行丁況、工藝參數的變化及大小;優化各工藝流程的運行,保證出水水質,降低處理成本,提高運行管理水平,使水廠長期正常穩定地運行,取得最佳效益。自動控製係統是緊密結合工藝,集控製功能、管理功能和數據處理功能於一體的自控係統,實現對廠各種電氣設備、工藝參數、運行工況進行監視、操作控製和管理。

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 一、汙水處理廠自動控製係統設計原則

 

        汙水處理廠自動控製係統為了實現被控對象(如電機、電磁周等)的工藝要求,以提高生產效率和出水水質,在設計控製係統時應遵循以下基本原則:

      (1)可靠性原則:汙水處理關係到一個城市居民的身體健康和居住投資環境,因此設計的可靠性原則為各原則之首。

      (2)技術成熟性原則:在設計中,既要考慮滿足設計的需要,又要注重采用成熟、先進、便於日後維護的設備和技術。

      (3)技術經濟性原則:注重現在及將來技術發展的需要,選用實用強、兼容性好、性價比高的方案和設備配置。

      (4)可擴展性原則:設計時采用開放性好、易於擴展的軟、硬件係統。

 

二、整體方案設計

       汙水處理廠的設備量大、信號類型多、控製地點分散,采用以繼電器和各種控製開關為主的就地控製方式,故障率高且控製精度低,很難實現集中監控和統一管理。為了提高生產率,穩定出水質量,全廠自動控製係統采用DCS方式,在中央控製室對整個下況進行監視並發布調試命令,各工序采用獨立原理進行係統配置和運行。自動控製係統采用開放式工業以太網結構,通過中央控製室完成對MCCl、MCC2控製站的遠程控製,對每個控製點提供3種控製方式(現場手動、遠程手動、遠程遙控),實現各個工藝單元的邏輯控製功能,並實現與MCC4的數據交換和監測功能。在人機界麵上采用人性化設計,在現場以及中央控製室均設置相應的運行狀態顯示和分級報警及故障信息顯示。在每個汙水處理廠還設立了遠程傳輸站,和汙水處理調度中心進行數據無縫實時對接,並可以在中心站對每個現場站進行程序級的診斷。

 

     1、 WINCC組態

         中央控製室利用WINCC進行上位機係統組態生成上位機監控係統,對PLC采集到的數據進行數據處理,並實時顯示設備的運行狀態、運行時間,故障報警處理,報表輸出等,實現全廠所有設備的監控。本係統包括監控主界而和多個控製站子界麵,主界麵包括全廠所有設備及管線,為了反映各設備的運行情況並反映汙水流動工藝過程,分別製作了MCCl、MCC2、MCC4子界麵,還有報表打印、交接班登錄界麵等輔助界而。WINCC標準化的組態界而,人機接口能力強,易於掌握,方便設計、調試和現場運行。中央控製室采用1台服務器和2台冗餘客戶機,並裝有UPS漏電保護。運行操作人員登錄係統後可以查看全廠設備運行狀態、設備運行時間和累計運行時間、主要水質參數的趨勢圖,並可獲得報警、故障信息,最後生成各種報表。

      2、PLC控製係統

         根據工藝要求,PLC上電自檢無誤後,根據上位機監控係統的信號來控製全廠設備的啟停、正反轉等動作。PLC完成汙水處理廠全部設備如進水泵、粗格柵、皮帶輸送機等的數據采集,簡單運算處理後上傳給上位機監控係統。當電路發生斷路、短路或過載等時,PLC采集的數據就會超過設定的閾值,PLC將控製設備停止,同時給上位機監控係統發送報警信號。全部傳感器均采用在線儀表,變送器將采樣數據轉換成4~20mA標準電流信號,直接傳人SM331、332(模擬量輸入、輸出模塊),經模數變換成0~27648的數字量。開關量的輸入輸出傳人SM321、322(數字量輸入、輸出模塊)。進水泵房中8台水泵的啟停控製要求是,超聲波液位計測得的液位超過或等於給定液位時順序開肩可開啟的進水泵。順序的含義為停機時間長者為先,依次類推:可開啟的含義是遙控狀態且無故障的泵,當液位低於液位控製最小液位時關閉所有進水泵。

 

     3、數據通信

         本係統通過光纖將中央控製室和3個分控室連接成一個網絡。通過客戶機操作站和CPl613通信卡和光纖鏈路模塊(OLM)相連接,實現了下位機PLC控製單元與上位機WINCC組態軟件之間的數據通信。在工控機上安裝有以太網卡,下位機帶有CP340通信模塊,如果和現場的一些儀表通訊不便於接線,還可以采用無線通訊模塊SY-WT6達到幾公裏的無線傳輸。為了使上位工控機與下位機PLC成功實現通信,需首先對CP340初使化,然後利用WINCC中標簽(Tag)歸檔的功能直接將上位工控機中的內存變量與PLC中的位(Bit)、字(Word)或雙字(DWord)連接起來。通過以太網將上位計算機係統和現場監測與控製點緊密地結合成一個局域網整體,加上PLC遠程安全通訊模塊SY-RSCM,構成一個完整的局域網和廣域網的一體化係統,可以很方便地利用PLC係統所特有的功能,實現對整個控製係統的在線遠程診斷功能。

 

        本係統避免了集中型控製係統存在的危險性,當控製室電腦或某一分控站PLC出現故障時,各分控站PLC不會受影響仍執行各自的程序,完成各分控站的控製功能,提高了係統的可靠性;PLC控製器本身可以說是免維護產品,維護查找故障方便快捷。整個汙水廠控製係統通過PROFIBUS現場總線進行通訊,由S7—200、300係列的PLC組成網絡,方便與上層治理係統通訊,增加了遠程通訊模塊SY-RSCM,通過ADSL或者3G上網,可以實現現場的PLC係統和遠端的監控中心進行數據傳輸、遠程PLC的程序級診斷和現場視頻傳輸。係統通過PROFIBUS現場總線可方便的增加現場中斷站,通過增加I/O模塊同一終端站也很輕易的進行擴展,具有可塑性強的特點。自控係統的投人運行,提高出水水質、降低能源消耗從而達到降低運行成本的目的。


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新宝5產品在舞台機械的應用

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1、旋轉移動無線輕鬆控製

2、在機械結構複雜場合衍射能力強

3、提供豐富的西門子PLC通訊程序和支持

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新宝5產品在起重機的應用

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1、一主多從,輪詢同步,實時性高

2、每站20字節讀寫,3個從站一輪40ms

3、工作穩定,經受工業現場多年持續考驗

4、通過4G或者寬帶網絡進行現場視頻反饋

5、對控製係統的遠程在線診斷、維護

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