西門子PCS7在化工企業(yè)的應(yīng)用

劉金龍　班耐新（唐山三友化纖有限公司，河北　唐山　063305）

西門子PCS7在化工企業(yè)的應(yīng)用

劉金龍班耐新
（唐山三友化纖有限公司，河北唐山063305）

本文基于PCS7系統(tǒng)及工序控制特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了PCS7系統(tǒng)組態(tài)構(gòu)成及操作員系統(tǒng)，并從PCS7系統(tǒng)在化纖粘膠中應(yīng)用方面，敘述了對其在化纖企業(yè)關(guān)鍵功能的成功實(shí)現(xiàn)。

PCS7系統(tǒng)粘膠短纖維；對象編程；組態(tài)軟件；操作員系統(tǒng)

縱觀來說，西門子PCS7系統(tǒng)是新一代的DCS控制系統(tǒng)，它兼容了傳統(tǒng)PLC與DCS系統(tǒng)的整個(gè)優(yōu)點(diǎn)， 通過采用 PCS7 的全集成自動化解決了生產(chǎn)、過程控制和綜合工業(yè)中所有領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一且符合客戶要求的自動化平臺，在化纖企業(yè)中得到了很好的應(yīng)用。

目前隨著化纖企業(yè)對生產(chǎn)監(jiān)管的要求不斷嚴(yán)格，PCS7不僅僅實(shí)現(xiàn)了提供過程級，監(jiān)控級功能，而且還提供了管理級的接口，把以DCS為代表的最底層自動化等有機(jī)地結(jié)合起來，為企業(yè)提供了信息化的管理平臺。

1　PCS7系統(tǒng)及工序控制特點(diǎn)

在化纖企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中PCS7系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，為企業(yè)提供準(zhǔn)確及時(shí)數(shù)據(jù)，為穩(wěn)定生產(chǎn)、工藝尋優(yōu)、合理利用能源和降低生產(chǎn)成本提供了手段。我們通過該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對粘膠短纖維產(chǎn)品檢驗(yàn)合格率高達(dá)95%以上。

在工序上實(shí)現(xiàn)了順序啟停電機(jī)，保障產(chǎn)品合格率，控制生產(chǎn)溫度，流量，壓力等工藝指標(biāo)。一般地化纖企業(yè)的成產(chǎn)線分為兩面紡絲，紡絲后切斷和后處理工序，其中涉及到電機(jī)控制和順序控制等。另外還有紡絲，切斷工序等主要是控制絲束和紡絲切斷長度，整個(gè)要以變頻調(diào)速為主。

2　PCS7系統(tǒng)組態(tài)構(gòu)成

PCS7系統(tǒng)組態(tài)主要由控制系統(tǒng)硬件，包括分布式 I/O 和現(xiàn)場設(shè)備，通訊網(wǎng)絡(luò)用于連續(xù)和批生產(chǎn)過程的自動化功能，操作和監(jiān)視功能（OS 工程組態(tài)）和診斷和資產(chǎn)管理功能構(gòu)成。具體組態(tài)系統(tǒng)如圖1所示。

在生產(chǎn)中生產(chǎn)線還有一套PCS7和兩套S7PLC構(gòu)成，它的控制點(diǎn)數(shù)有1224個(gè)。它是整體來負(fù)責(zé)切斷，精煉，風(fēng)送等各個(gè)工序的，在實(shí)際生產(chǎn)中控制器和3臺操作站通過工業(yè)以太網(wǎng)來進(jìn)行通訊，并以配置成冗余服務(wù)器和客戶機(jī)模式。

實(shí)際上來說，SIMATIC管理器是這個(gè)工程組態(tài)控制的控制中心，是工程組態(tài)工具套件的綜合平臺，同時(shí)也是SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)所有工程組態(tài)任務(wù)的組態(tài)基礎(chǔ)。SIMATIC PCS7項(xiàng)目各個(gè)方面的創(chuàng)建、管理、歸檔和記錄都在這里進(jìn)行。

而它的硬件組態(tài)是有在在HWConfig中可以配置硬件，如自動化系統(tǒng)（AS）、總線及過程IO等，還能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。

3　PCS7操作員系統(tǒng)分析

PCS7的操作員系統(tǒng)架構(gòu)具有很大的可變性，可靈活地適應(yīng)不同的工廠架構(gòu)和需求。這個(gè)架構(gòu)的基礎(chǔ)是由完美協(xié)調(diào)的單用戶系統(tǒng)操作員站（OS 單站）和具有客戶端 / 服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)操作員站所構(gòu)成。

生產(chǎn)中我們可以通過 SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)的操作員系統(tǒng)，它可以通過各種視圖來觀察過程序列，并在必要時(shí)進(jìn)行干預(yù)，從而可方便而安全地執(zhí)行過程。并可以實(shí)現(xiàn)不固定位置的窗口可顯示某個(gè)設(shè)備或控制對象的具體參數(shù)或趨勢，方便操作員對其進(jìn)行操作或分析。

4　PCS7系統(tǒng)在化纖粘膠中應(yīng)用

我們假定PCS7系統(tǒng)在某企業(yè)6萬噸粘膠纖維原液車間自動化控制系統(tǒng)項(xiàng)目中的應(yīng)用，一般地為了提高可靠性我們將AS采用CPU414H，而對于系統(tǒng)中的電源等部分我們用冗余設(shè)計(jì)。操作員站設(shè)計(jì)5個(gè)操作員站，主要是控制從喂粕開始，浸漬、料倉、黃化機(jī)、溶解機(jī)、混合膠桶到一道供膠桶的控制。

而對于黃化等具有可燃性氣體的場合全部使用安全柵進(jìn)行與現(xiàn)場的安全隔離。對于料倉、黃化機(jī)、溶解機(jī)、混合膠桶全部使用自動控制完成，減輕了操作工的負(fù)擔(dān)。而對于電磁閥、電機(jī)、正反轉(zhuǎn)電機(jī)、高低速電機(jī)有完備的控制及監(jiān)控，可以智能的監(jiān)控設(shè)備故障并向操作員報(bào)警。強(qiáng)大的西門子PCS7系統(tǒng)和自主編寫的專用化纖控制塊結(jié)合，使整個(gè)生產(chǎn)過程自動、高效、穩(wěn)定，滿足了生產(chǎn)要求。

結(jié)語

采用PCS7系統(tǒng)，從編程的理念上來說得到了企業(yè)的認(rèn)可，在線修改程序和改變硬件配置隨意靈活方便，并且能夠在線監(jiān)控硬件和現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)PCS7系統(tǒng)中的雙速電機(jī)塊，雙向電機(jī)塊不符合我國的實(shí)際情況在具體使用當(dāng)中也不符合我們電氣控制的習(xí)慣。

同時(shí)我們還得出，PCS7系統(tǒng)開放的先進(jìn)的現(xiàn)場分布總線網(wǎng)絡(luò)容易集成SIMATIC之外的產(chǎn)品，可以節(jié)約很多電纜和橋架等。總之PCS7系統(tǒng)采用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)在粘膠短纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)中的成功使用，再次證明了只需在線監(jiān)控對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊DB。完全可以掌握現(xiàn)場施工工藝數(shù)據(jù)，調(diào)試也方便，可靠。

圖1

[1]衛(wèi)世鋒.西門子PCS7系統(tǒng)在山西三維集團(tuán)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2014.

[2]劉平.阻燃粘膠短纖維產(chǎn)品研發(fā)成功[J].中國阻燃，2010（04）.

[3]李康，肖冬平.PCS7系統(tǒng)在粘膠短纖維生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工自動化及儀表，2011（01）.

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