PLC在清酒、味淋酒生產(chǎn)中的應用

1.引言
　　　　第二釀酒廠味淋酒、清酒生產(chǎn)時的溫度控制由原來的車間室溫環(huán)境保溫改為單罐體熱水夾套保溫以實現(xiàn)節(jié)能降耗。味淋酒、清酒生產(chǎn)周期達60多天，如果糖化發(fā)酵罐的溫度由人工逐罐控制顯然是不現(xiàn)實的，而對物料溫度進行自動調節(jié)，減少人為控制造成的差錯，同時減少工作量，以保證產(chǎn)品質量。
　　2.系統(tǒng)描述
　　此系統(tǒng)采用上下位機的控制形式，選用美國GE公司的VersaMax系列可編程序控制器，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)自控。PLC控制各工藝設備的運行，檢測系統(tǒng)中各個生產(chǎn)設備的狀態(tài)及工藝參數(shù)，并按確定的控制原則對各個設備進行控制和調節(jié)。操作站主要功能是操作人員通過CRT上的實時動態(tài)畫面監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況并根據(jù)現(xiàn)場實際情況對生產(chǎn)過程進行必要的控制和調節(jié)。操作人員通過按鈕轉換，也可在變頻控制現(xiàn)場對水泵采取手動操作，水泵的運行狀態(tài)將在監(jiān)控系統(tǒng)畫面中顯示。冷凍機組通過RS485標準接口，與PLC進行通訊，在監(jiān)控系統(tǒng)中反映其運行狀態(tài)。操作人員可對前發(fā)酵罐的攪拌實現(xiàn)計算機遠程控制，并在操作界面上同步顯示運行狀態(tài)。
　　
　　3.系統(tǒng)構成及工藝簡介
　　 本生產(chǎn)線自控系統(tǒng)分為變頻控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、上位機監(jiān)控系統(tǒng)三個系統(tǒng)?？刂萍墑e設置為三層：第一層為在上位機上顯示現(xiàn)場所有的實時采集數(shù)據(jù)、報警，并對整個生產(chǎn)過程進行動畫模擬顯示，同時操作員可通過上位機對各閥門及變頻器進行手/自動切換控制，對生產(chǎn)過程遠程控制；第二層為PLC邏輯聯(lián)動控制，由PLC根據(jù)現(xiàn)場各測試設備采集的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)設備運行邏輯關系，自動控制各站點內的電氣設備運行狀態(tài)；第三層為現(xiàn)場手動控制，操作人員可單獨啟停測試各變頻器設備，并有現(xiàn)場報警指示。此時變頻器工作狀態(tài)也將在上位機上有狀態(tài)顯示，以便實現(xiàn)監(jiān)控。
　　水泵的控制分成自動控制和手動控制二種方式，可以分別變頻控制柜內的 手/自動轉換開關進行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證設備、裝置的安全操作的需要。
　　在自動方式下，PLC可以根據(jù)壓力變送器檢測信號，對變頻器進行自動調節(jié)水泵的轉速以控制供水管道內的壓力，當某一臺水泵出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能根據(jù)要求采用手動方式切換到備用水泵上運行，以確保溫控系統(tǒng)的正常運行。在手動方式下，操作工可根據(jù)實際的情況做出啟動和停止控制，不管在何種控制方式下，在控制柜上面都有指示燈來顯示每臺水泵的工作狀態(tài)。
　　前發(fā)酵罐的攪拌控制方式也分為現(xiàn)場控制操作和計算機遠程操作，并互鎖，以求達到方便和安全。
　　4.控制系統(tǒng)網(wǎng)絡結構
　　網(wǎng)絡采用目前最流行10/100M自適應TCP/IP工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。支持標準的IEEE802.3 CSMA/CD.各站點的網(wǎng)絡速度10M/100M自適應?？梢酝瑫r支持上位機之間的文件訪問， PLC控制站之間數(shù)據(jù)交換及PLC控制站和上位機之間數(shù)據(jù)交換。上位機能對分站的PLC的靈活地進行組態(tài)配置及編程調試。網(wǎng)絡主干線路具有抗電磁、抗振動干擾、抗潮濕、耐腐蝕。某一個節(jié)點損壞或離線不影響整個網(wǎng)絡的通訊。
　　5.系統(tǒng)PLC實現(xiàn)的控制功能
　　　　系統(tǒng)PLC除了實現(xiàn)如上所述的通訊功能外，還要實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。PLC完成對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳至操作站的上位機，同時，接受上位機發(fā)出的指令對現(xiàn)場的執(zhí)行機構進行控制執(zhí)行，現(xiàn)場采集的信號種類主要包括；開關量（自動閥的開、關回訊及各類報警信號的輸出等）、模擬量信號（溫度、壓力等現(xiàn)場各種信號）等?？刂戚敵鲂盘栔饕?；泵、各種工藝閥門等控制輸出的開關量。完成整個生產(chǎn)過程的自動順序控制。PLC主要技術指標：
　　　　1）溫度檢測精度0.1℃,。
　　　　2）壓力檢測精度0.5%；
　　　　3）溫度控制精度為±0.5℃ (發(fā)酵過程)。
　　　　4）開關狀態(tài)檢測:均以開關量形式讀入，無觸點開關 容量24V　DC500mA。
　　　　5）控制信號輸出:無觸點開關，容量24V　DC500mA。
　　　　6）采集、控制輸出響應時間≤200ms。
　　　　發(fā)酵罐現(xiàn)場的溫度測量采用PLC的溫度模塊完成，從熱電阻或熱電偶直接讀取信號。讀入的溫度值為BCD碼，可直接用于顯示。具有斷線檢測等功能。雖然溫度模塊轉換速度慢，響應時間以秒計，但一般溫度這種參數(shù)變化比較緩慢，故使用它還是能滿足控制要求的。
　　6.控制系統(tǒng)軟件簡介
　　操作站由工業(yè)控制計算機組成，系統(tǒng)的整個控制過程可從上位機畫面上直接進行可視化操作。而上位機則完成工藝流程及參數(shù)、各控制回路的參數(shù)設定，測量參數(shù)的歷史、實時趨勢曲線、工藝曲線及報警等畫面的顯示，以及打印報表、保存數(shù)據(jù)的管理功能，系統(tǒng)提供了圖形化的人機界面，操作方便，
　　　　操作站選用iFIX3.5組態(tài)軟件做為控制系統(tǒng)工作平臺，運行在WINDOWS 2000系統(tǒng)。iFXE是由美國Intellution公司生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品。一個基于開放式、組件結構的平臺框架，允許所有Intellution的應用程序及第三方組件均可無縫插入（pulg-in）。iFIX是Intellution DYNAMICS自動化軟件家族中的HMI/SCADA組件，是基于WINDOWS NT 的對生產(chǎn)過程監(jiān)視和控制的自動化解決方案。
　　　　iFIX3.5組態(tài)軟件主要完成工藝流程監(jiān)控，現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)顯示，控制回路參數(shù)設定，趨勢曲線查詢顯示，溫度曲線編輯，數(shù)據(jù)記錄，報表打印，報警顯示記錄、配料控制和系統(tǒng)自檢等功能。
　　7.結束語
　　　　將PLC技術應用于清酒、味淋酒生產(chǎn)中,開國內清酒、味淋酒生產(chǎn)之先河,生產(chǎn)史上將是一個里程碑。經(jīng)過一年地運行，效果穩(wěn)定可靠，工藝參數(shù)控制精確,安全系數(shù)高，完全符合黃酒行業(yè)生產(chǎn)需求，并可提高產(chǎn)量30%，減少現(xiàn)場操作人員人數(shù)，減少勞動強度，提升了企業(yè)的形象，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益，為將來大規(guī)模推廣此技術積累了寶貴的第一手資料。