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青岛国际博览中心
2018年8月2-6日

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乳品生产线的自动化改造技术

导读: 为了在激烈的乳品市场竞争中占据领先地位,某乳品制造公司决定对其现有运行的设备进行扩建和改造。此自动化系统改造的成功使它成为亚洲乃至世界上的现代化乳品企业。

控制系统的特点

  1.Control Net

  Control Net网络是新一代自动化控制网络,满足IEC61158国际工业现场总线标准,它提供了一种在PLC之间,PLC与MMI操作站及I/O子系统之间实现高速的,可冗余的通讯方式,它可以支持多达99个节点,最大网络距离20KM,它可以连接总线型、树型、星型及混合型等不同的网络拓扑结构。通过Control Net可以在单一网络上完成关键性数据传输、I/O更新、处理器互锁、对等通讯等功能。Producer/Consumer通讯模式可以使不同的处理器之间,进行信号交换,I/O数据可以同时被多个设备共享。扩展模块及远程I/O模块可直接挂在Control Net上,使控制模块最可能接近现场检测元件,减少检测、控制信号的衰减、干扰,同时节约电缆,便于维护。PLC通过Control Net连接主控设备Control Logix、PLC-5等。

  2.Ether Net

  Ether Net网络是在操作站与服务器之间通过TCP/IP组成的Windows NT网络,具有数据、文件共享的能力,通过统一的数据库接口(ODBC)使各操作站的历史、实时数据和文件集中管理,便于生产调度,可进一步实现一体化。

  3.DH+

  是一种局域网,用于支持工厂应用工程的远程编程,也可以通过DH+在可编程序控制器、计算机、人机界面等之间进行数据传递。所有的增强型PLC-5等都具有内置的DH+通讯接口。DH+网络的每一个链路最多可以连接64个设备。可用于湿区连接区域内现场监控设备Panel View、PLC-5和Control Logix PLC。

  4.Device Net

  Device Net网络是一个开放的、进行低层通讯的一种连接,它用于连接简单的、工业用的设备与高级设备之间的连接。Device Net具有互用性、公共网络、低廉的维护费用、节省的网络布线等特点。连接远程FLEX I/O,控制现场阀箱和变频器

  从Device Net到DH+、Contro lNet再到Ether Net改造后的自动化系统具备清晰的结构和功能分级,提高了通讯速度。湿区的控制数据和信息都通过三级网络及各级网络接口集成,并传送到各级管理和生产部门。

  设计实现

  罗克韦尔自动化的三层化网络结构使改造与新增的自动化功能构成统一的结构。在设备层,采用具有DeviceNet接口的设备,降低了成本,减少布线,安装方便;在控制层,系统实现实时I/O控制、联锁和状态传送,从而保证了控制数据和信息的实时性和稳定性;在信息层,将控制数据通过网关,连接至企业的信息系统。

1.人机交互界面

  乳品生产的特点是设备较多,控制距离远,电磁环境较差,因此对控制设备的联接通讯和操作员界面要求苛刻。本次改造中标准化控制中心调度监控系统的改造采用InTouch7.1监控软件与Control Net

  通讯模式,实时监控的系统,具备生产管理功能,对湿区各主要生产环节及辅助环节的生产过程实时数据采集、选择、操作、传输、配料、清洗、显示、打印;上位机采用DELL计算机,提供友好的人机界面和方便的操作方式。画面包括:净乳机、各CIP站、收奶、标准化流程画面、操作画面、调节画面、趋势画面、报警画面、分组画面、报表画面。

  2.通讯网络

  由于PLC网络中采用了以太网网络技术,因此许多PLC产品都支持以太网的TCP/IP通讯协议,它们能将控制系统与信息管理系统集成起来,通过以太网网络,用于监视可编程序控制器内存储的各种数据,这样的数据用于数据采集、监控、生产管理、设备维护、生产流程及物料配比等,同时,TCP/IP协议可以使计算机访问使用结构化语言(SQL)的开放型数据库,便于存贮和查询和报表形成。

  3.无扰切换投入

  鲜奶不易保存,为了不影响生产的正常连续进行,我们在项目的实施过程中,采用“无扰切换投入”方式。CIP COLD PLC在原来生产中,只有A、B、C、D四组主干管线,此次扩为五组,每组线组合方式与原来也不同,并且每组的所包含的分支组合也有所增加,给扩建控制站投入带来很大困难。

  根据其管线和工艺特点,可充分利用通讯网络资源。在通讯DH+网络接点上,建立一个新的PLC-5站;用新的管线组合选择来进行软件编程和上位机、其他控制器之间的通讯,在此PLC上进行程序逻辑控制,将程序输出的自动控制位上临时屏蔽,通过网络通讯,软件用MSG指令进行通讯,将自动控制位传输到原来的PLC站上,而此PLC只执行输出动作,没有逻辑控制,只相当于一个“I/O”设备,实现I/O转换;随着工艺管线增加,程序的I/O控制点逐步与实际新的I/O相对应,原有PLC的功能被新的PLC代替,实现逻辑切换。完成无扰切换后,将旧的PLC的程序部分修改,改造成为CIP HOT STATION控制站,实现新控制站投入。

文章来源:中国机械设备生产门户

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