輪胎硫化機群控系統(tǒng)的升級改造

張繼超

(風神輪胎股份有限公司，河南 焦作 454000)

硫化機是橡膠行業(yè)硫化的主要設(shè)備，硫化機群控系統(tǒng)更是硫化車間的核心。硫化機群控系統(tǒng)是將硫化車間所有硫化機通過建立通訊網(wǎng)絡(luò)，使每一臺硫化機都能和群控室中的計算機通訊，以達到計算機通過通訊網(wǎng)絡(luò)集中管理的目的，系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映所有機臺的設(shè)備現(xiàn)狀、生產(chǎn)參數(shù)、工藝參數(shù)等，并對工藝報警做及時的處理，實現(xiàn)使所有管控設(shè)備融入到公司的信息系統(tǒng)中，而原有系統(tǒng)不能滿足這些要求，因此需要對系統(tǒng)進行升級改造。

一 概述

(一)現(xiàn)有設(shè)備的現(xiàn)狀

群控室中原有的兩臺上位機為當時(2001年)DELL高性能工業(yè)用計算機(windows NT Workstation 4.0操作系統(tǒng)、10G硬盤，PIII866MHZCPU，128M內(nèi)存，fix組態(tài)軟件)通過與一套GE(CPU為GE90－30系列IC693CPU350)的PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過同軸電纜組網(wǎng)，實現(xiàn)對30臺硫化機進行網(wǎng)絡(luò)群控。但隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，原來的計算機硬件已無法買到，而現(xiàn)在的新計算機無法安裝windows2000操作系統(tǒng)及FIX組態(tài)軟件，系統(tǒng)一旦損壞勢必將影響生產(chǎn)，甚至無法生產(chǎn)。

(二)設(shè)備改造范圍

包括升級上位機硬、軟件，升級PLC的CPU模塊，采用以太網(wǎng)(RJ45)進行組網(wǎng)，且保留控制系統(tǒng)中原有的數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊。程序升級要忠實原程序，同時配備編程器，能與PLC通訊，以便實時監(jiān)控程序運行，查找排除故障。

改造后的系統(tǒng)要求上位機增加主管道壓力、溫度顯示、記錄。(主要包括主管道進水溫度、壓力，主管道回水溫度、壓力)。

(三)設(shè)備改造具體內(nèi)容及要求

1.PLC系統(tǒng)升級CPU模塊，型號為IC695CPE305。

2.升級更換主機架，型號為IC695CHS012;同時更換主機架電源模塊，型號為IC695PSA040。

3.升級更換以太網(wǎng)模塊，型號為IC695ETM001，采用RJ45形式組網(wǎng)。

4.升級組態(tài)軟件FIX至iFIX5.1版本。

5.升級更換兩臺工控計算機，采用臺灣研華工業(yè)級工控計算機。

6.上位機要增加顯示和記錄主管道進水溫度、壓力，主管道回水溫度、壓力共四路模擬量，增加一體化溫度變送器2件，壓力變送器2件(霍尼韋爾產(chǎn)品)。

7.增加組網(wǎng)用的交換機一臺。

8.重新設(shè)計編寫PLC程序，程序升級忠實原程序功能及動作要求。

9.重新設(shè)計編寫上位機監(jiān)控系統(tǒng)軟件，且忠實原有功能，編程軟件能在windowsXP或更高版本操作系統(tǒng)運行。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下。

南63.5″廠房30臺硫化機群控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

二 控制方案

(一)上位機功能及顯示畫面

主要畫面:畫面布局如下圖所示。

(二)保留原有的各項功能

1.參數(shù)列表:每個硫化機各工藝參數(shù)實時顯示。主要有:外溫、內(nèi)溫、內(nèi)壓、冷凝水溫度、硫化時間、升溫時間、剩余時間等。

2.曲線畫面:顯示每臺硫化機工藝參數(shù)的實時曲線。

3.回路圖:外溫設(shè)定值和實際值以棒圖的形式顯示出來，點擊按鈕進入調(diào)整曲線子畫面，可以修改PID參數(shù)，調(diào)整回路參數(shù)設(shè)定值。

4.產(chǎn)量顯示畫面:顯示每臺硫化機當天每班的硫化產(chǎn)量。

5.參數(shù)設(shè)置畫面:分兩頁，第一頁是量程、報警限修改畫面，可以修改外溫設(shè)定值、報警限及各工藝參數(shù)的上下限等。第二頁是冷凝水溫度控制畫面，便于整定冷凝水溫度控制參數(shù)。

6.打印畫面:可以打印曲線，產(chǎn)量班報、月報等。

7.查詢畫面:可以通過硫化機號查詢該臺硫化機工藝參數(shù)。

三 控制站主要功能

1.數(shù)據(jù)采集:對主要硫化機工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，主要采集參數(shù)有:外溫、內(nèi)溫、內(nèi)壓、冷凝水溫度等。通過以太網(wǎng)實時傳到上位機。

2.報警:外溫超過報警限，DO模塊輸出2秒脈沖，驅(qū)動現(xiàn)場控制柜報警指示燈閃爍，按下確認按鈕后，指示燈變成平光，信號恢復(fù)正常后，報警指示燈熄滅。

3.外溫控制:外壓溫度經(jīng)采集模塊采集后，和設(shè)定值比較，經(jīng)過處理、PID+模糊控制，控制現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥，‘來控制外溫。其控制精度為±1℃。

4.冷凝水溫度控制:冷凝水溫度，經(jīng)溫度模塊采集，和設(shè)定值比較，通過DO模塊輸出，控制現(xiàn)場電磁閥的開、關(guān)，達到控制冷凝水定溫自動排放的目的。

5.位機所有采集數(shù)據(jù)可通過中間接口傳送給ERP等信息管理系統(tǒng)，使所有管控設(shè)備融入到公司的信息系統(tǒng)中。

四 系統(tǒng)的功能

整個系統(tǒng)改造后，具有以下的功能:

(一)PLC的程序要忠于原程序，該程序包含硫化機外溫、內(nèi)溫、內(nèi)壓顯示及外溫PID控制等。

(二)上位機的功能。(1)上位機可監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行情況，可進行網(wǎng)絡(luò)診斷。(2)上位機的軟件采用IFIX5.1組態(tài)軟件，不改變原操作習(xí)慣。(3)實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，記錄。硫化機溫度、壓力等采樣點數(shù)據(jù)實時顯示，記錄。輪胎產(chǎn)量顯示，記錄。數(shù)據(jù)更改，生產(chǎn)計劃下達。硫化機操作記錄。設(shè)備開、停機、維護記錄。硫化機報警顯示，記錄。(4)系統(tǒng)接收到條碼信息，自動與工藝數(shù)據(jù)整合，生成標準格式的文本數(shù)據(jù)，上傳到MENS信息網(wǎng)，供其他系統(tǒng)訪問。

[1]王明江.中國橡膠行業(yè)商務(wù)寶典.2004:105—110

[2]張占興，楊樹平.橡塑技術(shù)與裝備2013年第三十九卷第4期