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   孫 峰 (北京和利時機器控制技術(shù)有限公司)

  摘要：本文介紹了和利時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)中配料的實際需求，介紹了和利時控制系統(tǒng)原理、主要性能及特點。PLC除采集現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行處理以外，還完成了對現(xiàn)場十幾臺電動調(diào)節(jié)閥的自動控制，HollyView上位機組態(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)。

  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，其具有熔點較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點，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LM PLC為下位的控制系統(tǒng)，它不僅能實現(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，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)運營的經(jīng)濟、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“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PowerPo V2.1.5B編程軟件來實現(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)的實時溫度對相應(yīng)的閥門進(jìn)行PID控制，從而實現(xiàn)自動控制過程，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

  系統(tǒng)主要以北京和利時公司LM系列PLC為核心、執(zhí)行機構(gòu)、聲控報警、儀表系統(tǒng)等組成，主要通過不同模擬量數(shù)據(jù)通過PID手自動控制對應(yīng)閥門，同時控制部分泵等元件。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

  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硬件及點表清單
  
       
  上位機操作系統(tǒng)

   上位機操作系統(tǒng)采用和利時公司的HollyView進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)對PLC控制站的監(jiān)視與控制，保證了系統(tǒng)的可靠性，實時性，確保監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運行。

   4 應(yīng)用特點

  基于LM系列PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)線系統(tǒng)具有如下特點：
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  穩(wěn)定性、可靠性

   系統(tǒng)采用和利時公司LM系列PLC，LM系列PLC主要針對中小型或?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間可靠的工作，LM系列PLC還通過了UL和CE兩大國際認(rèn)證。
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   運算速度
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  LM系列PLC運算速度高達(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)就可以很方便的實現(xiàn)PID運算功能。
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   數(shù)據(jù)采集

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

  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，實時顯示輸出狀態(tài)。

   畫面顯示功能

  畫面顯示整個工藝流程及控制控制環(huán)節(jié)，各種采信號的趨勢圖、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)、泵的運行停止及故障狀態(tài)、動態(tài)顯示各測量值。

   歷史數(shù)據(jù)查詢功能

   通過上位機可以方便的查詢、統(tǒng)計歷史數(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表功能，根據(jù)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(shù)。

   5 結(jié)束語

  基于和利時LM PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，已經(jīng)投入實際運行，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，降低了人員的勞動強度，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)性方面獨到的優(yōu)越性、友好性以及其自動化程度都達(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)。

  參考文獻(xiàn)

[ 1 ] PowerPro 2.1.5B用戶手冊
[ 2 ] 王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社
[ 3 ] 孫叔平，劉廣峰，吳幼華，工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)手冊[M].中國電力出版社
[ 4 ] 顧戰(zhàn)松.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].國防工業(yè)出版社