临沂西门子专业授权代理商

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针对原监控和计量系统在数据处理和用户界面上缺陷，采用力控组态软件设计罐区监控与计量系统，新的软件与原有的硬件设备无缝结合，顺利完成对原系统的改造，实现数据采集、实时处理、系统稳定性高、用户界面友好的使用效果。
关键字：罐区监控；计量系统；力控软件

一、引言：
原罐区监控及计量部分由两套软件完成，监控系统数据刷新速度太慢，且不能很好的实现数据共享，计量部分是在DOS环境下实现的，两系统单独操作，给操作人员带来很多操作不便，也不便于对生产数据统计与分析。要实现生产与科学管理，罐区监控要求能对油罐液位、温度等各种参数及时准确的显示并对生产数据进一步处理分析，能够将生产中的异常情况在较短时间反映给操作人员，实现对异常状况的及时处理，并希望通过成熟的网络技术实现数据共享，通过WEB方式远程监控生产状况。因此要对原系统进行改造。
力控组态软件是用于现场数据采集和过程控制的**软件，以实时数据库为**，很好完成实时数据采集、报警检查、数据处理分析、历史数据存储等功能。本系统就是以力控组态软件为开发环境完成，将实时数据采集，数据处理分析，自动计量，网络发布等多种功能为一体的完整罐区监控/计量解决方案。
二、系统设计：
由于监罐多达149个，且油罐分布分散，制室、罐区与监控室距离远且要求网络发布等特点，组态软件选择力控无限点WWW网络版；通过采集设备RM3202采集油罐的液位、温度、质量、体积、密度等参数，上传到力控的实时数据库，通过组态软件实现数据的监控、数据处理、分析等；将计量系统嵌入到该系统的报表画面，以实现监控与计量一体化。
罐区数据的采集和传输由各种传感器、RM3202、RM3402等硬件组成。每个油罐上安装有温度、液位等各种传感器，各传感器采集到的数据通过HART协议将汇总到采集设备RM3202，实现油罐参数的底层采集；各个油罐上的RM3202通过MODBUS总线连接，每组较多14个连接到RM3402应用接口模块里；各RM3402通过MODBUS协议以RS485总线将汇总上传到一台总的RM3402应用接口模块；再由这台RM3402的RS232接口与工业PC的RS232接口连接实现整个罐区油罐参数上传，采集设备网络分布如图1。
软件部分设计：罐区监控与采集系统由系统管理、储罐监控、报表查看、趋势查看、报警查看及帮助部分组成，通过菜单形式组织起来。系统管理部分：包括对数据备份恢复管理，所有油品名称管理，用户管理，登录，注销等功能；储罐监控部分：群罐画面将所有被监控的油罐及其主要参数以图形的方式显示，单罐画面显示及设置油罐的各种详细参数；报表查看：包括为用户定制的可操作报表，历史报表可以查询历史数据并打印输出；报警查看：包括对实时报警显示，历史报警查询，报警提示及确认功能；帮助：详细的系统操作说明。

三、软件实现：
1、系统管理设计：采用力控提供的ODBC转储子图设计完成数据备份恢复管理；利用力控对关系数据库的操作能力，完成油品名称管理功能，并根据力控提供的用户管理函数，登录函数，注销函数对系统进行管理。
2、罐区监控画面设计：群罐监控画面根据油罐功能不同及油罐位置分布情况，在群罐图中合理布局各油罐位置，每页显示20个油罐，各页面之间通过按钮进行切换；油罐图标使用力控提供的罐子图精灵，再根据用户的要求做一些调整即可，并在画面中加入报警信息提示；单罐中将该罐对应的所有详细信息显示（如图2），液位及温度同时以文本及图形两种方式显示，并在本窗口中设计了各种报警、提示参数的设置功能，并自动存储。
3、定制报表设计：因为本报表要求的可操作性比较的强，采用简单的控件进行拼接出功能复杂的报表，此种方式设计出的报表形式非常灵活，可以根据用户需要，任意的将数据自由输入区，显示温度、质量等实时数据，计量，可操作的下拉列表框等多种控件与多种功能在一个画面完成。
4、历史数据查询设计：用力控提供的历史报表控件方便完成历史数据查询部分，根据用户选择的罐号调用该罐对应历史数据，并且可以设置历史某段时间进行数据查询。
5、趋势查看设计：用力控提供的历史趋势控件及相应的函数，设计在一个画面根据用户选择的罐号，自动添加该罐的液位等采集参数并以实时趋势显示，用户可以灵活设置时间范围、时间间隔及数据较大，较小显示值等各种参数来显示趋势画面；设计了以时间为条件查询历史趋势，及趋势图的打印输出。
6、报警查看设计：用力控提供的多功能报警控件，设计实时报警的显示、历史报警的查询显示等；报警操作功能的设计，在出现报警情况时，自动弹出该窗口，并将报警信息显示，用户可以使用“确认”按钮，确认较新实时报警。
7、内嵌计量设计：先将必要的计量参数在力控实时数据库中修改，需要计量时用户只需点击前重（后重）透明按钮（如图2），系统将自动通过DBCOM将所需数据读取到计量所需参数任务交给外部程序来实现，通过DBCOM 将需要的参数传递给计量程序，计量程序通过查询罐容表，计算出容积，查询系数表，计算出质量，然后将质量值再通过DBCOM传回力控的实事数据库。质量的计算公式：质量＝（容积×体积修正系数）×（标准密度－1.111）。
8、用户安全权限设计：按照各部门操作人员操作范围不同，将系统划分为多个操作区；一、概述
袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99％以上，而且其效率比高。电机旋转产生风压，带动烟气流运动，当烟气流通过布袋时其中的颗粒就被截留下来。布袋通过脉冲喷吹的方式进行清理。

二、除尘系统结构和要求
铁合金分公司除尘项目包括的区域有原料倾翻机、液压混料机、机械混料机、翻饼区、放渣区、钛铁筛粉机、成品破碎区、钛铁筛粉\破碎机、加料站、炉筒打结、分料器、反应室门、钛铁加料平台、中频炉、球磨机、破碎机、石灰破碎机、双辊破碎机、颚式破碎机、破碎区域1、破碎区域2等。
现场由两台由变频带动的电机，各负责一部分除尘任务，当有一台变频故障暂时无法工作时，可以打开中间的连通阀门，由一台电机实现所有区域的除尘。
各区域都有运行信号指示，传给PLC的DI。各区域都有*自的风门，风门处于自动状态时由PLC控制其开和关，处于手动状态时由现场控制开和关。当风门打开且对应的电机处于运行状态时就可以对该区域进行除尘了。
各区域风门面积不一样，现在要求打开的风门面积总和和变频器输出频率成一定阶梯关系。并要求各区域开始工作后延时一段才开风门，各区域停止工作后也延时一段才关风门，各区域对应的时间不尽相同。
要求在工作日的每天上午8点开启变频器，每午5点半关掉变频，当设备处于自动运行且风门已经打开时对应变频器会自动启动。
在变频柜和PLC柜面板上有系统状态/报警指示灯，报警蜂鸣器、急停按钮、启动/停止按钮等，方便观察和紧急处理。
上位机工程师/操作员站要求能直观、全面地展示整个系统的运行状态，显示参数，实时报警、并能查询历史数据和历史报警，还要求能在局域网的其他机器通过IE能浏览工程师站的数据和画面。
三、自控部分硬件和软件选取
1．硬件选择
PLC采用西门子300系列，CPU为314。S7-300是模块化中小型 PLC 系统，它能满足中等性能要求的应用。模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。314CPU集成一个MPI接口，供编程和与上位机通讯。由于本系统IO模块较多，用到了一对IM365作两组模块之间的桥接。
两组变频器都采用了西门子MM430。MM430传动平稳，是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载*。功率范围7.5kW至250kW。它按照**要求设计，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现**功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。牢固的EMC设计； 控制信号的快速响应；线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 内置PID控制器； 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块。
2．软件选择
上位机软件选择的是北京三维力控研发的组态软件PCAuto3.62网络版。力控软件是一个高度集成化、可视化及具有友好的界面风格的软件，其功能特点如下：
1 动画功能
软件的开发环境具有多种动面功能，使浏览器画面较加的生动形象。
2 图库
集成化的开发环境、增强的图形功能，丰富的图形元素及**级子图精灵图库集，提供子图精灵开发工具，用户可以方便地生成自己的图库；优化设计的图库，提供了丰富的子图和“子图精灵”。
3 趋势曲线
实时趋势曲线：能够显示采集来的实时值的当前趋势情况
历史趋势曲线：能够显示数值的历史趋势情况，可能作为查询采集数值的历值的工具，也可以作为分析工具。
4 内部组件
视频组件：进行视频的捕捉和回放；
温控曲线组件：可以进行温度的自动升温和保温控制；
浏览器组件：可以作为标准的浏览器客户端；
标准bbbbbbS组件：支持标准的文本框、单选框、列表框等组件；
增强的报警组件：集成的报警管理和查询；
X—Y曲线组件：可以自由的进行曲线分析和查询；
幻灯片组件：灵活的幻灯片播放，可进行自由控制；
自由曲线组件：方便的绘制各种曲线和动画连接；
**报表组件：类EXCEL的报表工具，方便您完成管理报表；
立体棒图组件：直方图的分析工具；
历史追忆组件：可以追忆带毫秒标签的数据，方便事故查询；
手机短信组件：简单的手机短信发送组件；
5 报表组件
历史报表，**报表，内置数据表等多种报表形式。

１． 前言
随着电力电子器件和控制技术的不断应用，通用变频器作为以实现产业机械为主的自动化、省力化、节能化的交流调速装置而得到了迅猛发展。由于对通用变频器技术进步的期待日益高涨，而使其的应用不仅在工业生产方面，而且在健康/医疗设备、装置、环境/生活方面的装置及家用领域的使用也得以不断扩大。
在新市场应用的不断扩大之中，原先的各种变频器的应用方面的技术进步也同样突飞猛进，系统装置本身及其运用形态也较趋向自动化。为此用户对变频器的要求也必然随着各用途市场的动向而变化。对于一般的通用变频器在某些应用上还存在着功能不足的情况，为填补此差距，有不少用户不得不利用程序控制等系统方面的措施来弥补。这是由于变频器厂家对产品的通用性能方面过于重視所至，而且各家提供同样类似的功能也使变频器趋向于便于统一使用的方向。但在近来各变频器应用系统显现出特殊化应用的趋势，若还是单纯地只意识到其通用性，则难以对广大特定用户提供方便使用的变频器产品。为此三垦把能随时提供尽如人意予以对应的变频器作为这次开发的设计指导思想，从而把SAMCO-vm05系列予以了产品化。
SAMCO-vm05系列、是把SAMCO-I系列的三垦*特的V/f控制和无速度传感器矢量控制的感应电机高性能驱动的计算作为基础，而制作了具有各种用途特化功能的产品。
本文作重介绍SAMCO-vm05变频器在多种卷绕设备的卷绕控制中的应用。

２． 卷绕装置的**功能
２．１ 卷绕控制功能
作为丝线、布匹、紙张之类的卷绕装置而应用了形形色色的方式，但在本产品所配备的卷绕控制功能，将不再需PLC及昂贵的矢量变频器或是转矩电机等，就能构筑成廉价的卷绕系统。
其基本构成情况如图1的卷绕系统所示那样，把多台变频器直接地互相连接，把张力架的張力予以反馈并设定好卷绕功能，即能实现各种丰富多彩的卷绕控制。

图1　卷绕系统的构成
２．２ 应用于拔丝机
用在对銅線等予以拔丝加工（伸線機）时所用的卷绕装置时、其首要条件是要使主机側的线速度同卷绕側的线速度予以联动。然而、即使是以恒速进行联动运转，但是随着卷绕时间的推移、就会因卷绕側卷粗而发生速度误差、较終则可能导致断线现象。
对应拔丝机的卷绕控制、是随着卷绕时间的经过、而把卷绕側电机的转速予以变化、并在卷绕变粗或抑制卷绕松卷的同时进行速度控制的卷绕控制。
如图1所示、变频器基本上是使用于加工机（主机）及卷绕机用的２台，其以控制线互相连接、并以加工机（主机）的动作而使卷绕机予以联动。在分别设定了卷绕开始的频率、卷绕终了的频率、以及卷绕时间的参数、并输入了张力架（张力吸収装置）位置检测信号之后，即能在*的时间中、一直到*的频率为止对输出频率予以控制来进行卷绕。
中途的张力架动作的补偿、能以图2所示的*特的张力架补偿功能在较小变动范围内与以控制。此外、在变频器中是按三垦*特的卷绕曲线进行计算的、并随着卷绕时间的经过、对卷绕粗度予以补偿。其情况如图3所示。
张力架补偿是随张力架位置而进行的可变增益控制，可对比较缓慢的巻粗现象所引起的变化及加减速时的急剧的变化都予以补偿。此外，卷绕计算曲线具有4套设定、并能以外部输入信号来进行选择。由此、即使卷绕时间或绕线筒直径发生很大的变化、也能以１条曲线切换信号简便地改变系统。

图2 卷绕控制过程图

图3 卷绕特性

图4 拔丝机装置
２．３ 应用于送线机
在形形色色的卷绕系统的构成中、有时还需要同卷绕側进行相反动作的送线側的装置（送线机）。本控制法、是此类装置所较为合适的送线机对应功能。
图5是生产扁形电缆为实例的8条独立的送线机构成图。
送线机是同卷绕側的卷绕速度予以联动来作为其基本动作的。但在不能得到卷绕装置而来的速度情报时、联动运转就会成为非常困难的动作。即使是在这种情况下、本控制也能同卷绕側的速度无关来进行供线。
卷绕側的速度变化、全反映在张力架的动作上、检测此张力架的动作并进行原位控制、为事先预防送线时的过张力及卷绕的松卷现象、来改变旋转方向和转矩。由此动作、即能进行不受卷绕側速度影响的单独的送线机控制。此外、考虑到断线时的紧急停机、在追赶了断线判断电平时、即使其进行DC制动（直流制动）停止动作。此外、在进行卷线的准备作业时、若发生过多的送线时、即会在反转方向进行回卷控制。

图5 送线机构成图
２．４ 应用于卷绕机
从送线筒把线材送到绕线筒的卷绕机方面、会因其线的材质而要求某种恒定的張力和某种恒定的线速度。图6所示的光纤的卷绕装置中、由于使用的是非常容易断线的线材、所以应以数m～数十m／分的低速来进行恒張力、恒线速度的卷绕。

为实现该性能的控制构成图如图7所示。
其特征在于驱动送线部绕线筒的变频器和驱动卷绕部分绕线筒的变频器是互相独立地进行控制的。卷绕側的变频器、是以装置滑車上所设置的PG速度传感器的速度反馈脉冲为依据来进行线速度<