王子幫　姜麗麗　劉薇　張偉

【摘 要】本文對(duì)某企業(yè)在新建化工生產(chǎn)線DCS控制物料運(yùn)輸系統(tǒng)工作原理和系統(tǒng)組成進(jìn)行了詳細(xì)敘述，并通過(guò)連續(xù)的性能測(cè)試和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低人工操作時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)輸系統(tǒng)；工作原理；測(cè)試；性能分析

0 前言

為加快企業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，提高生產(chǎn)科研工作效率，降低人工操作時(shí)間和強(qiáng)度，某企業(yè)在一新建生產(chǎn)線上引進(jìn)安裝了具有世界先進(jìn)水平的全能綜合性IndustrialIT DCS開(kāi)放控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)由主工藝系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)四個(gè)部分組成，具有靈活的通訊協(xié)議配置，能夠支持多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。物料運(yùn)輸系統(tǒng)作為新建項(xiàng)目IndustrialIT

DCS控制系統(tǒng)的一個(gè)主要子系統(tǒng)，將在該生產(chǎn)線承擔(dān)原料產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)闹匾蝿?wù)，考慮到物料的特殊性，該系統(tǒng)要求具備良好的定位精確性、靈活的運(yùn)輸自動(dòng)性，以及嚴(yán)格的通道氣密性，從而可以更好地保證各項(xiàng)生產(chǎn)工作的流暢進(jìn)行及工作人員的自身安全。

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)工作原理

該運(yùn)輸系統(tǒng)由若干個(gè)呼叫控制CB箱和一條物料運(yùn)輸通道組成，每個(gè)控制箱對(duì)應(yīng)一個(gè)呼叫站點(diǎn)，即操作口。每個(gè)呼叫站點(diǎn)的距離相對(duì)于通道頂端的激光發(fā)射器位置固定，相應(yīng)的位置信息通過(guò)軟件系統(tǒng)輸入程序，而小車(chē)的運(yùn)行就是經(jīng)激光測(cè)距，位置信息反饋，然后通過(guò)存儲(chǔ)的位置信息來(lái)對(duì)其實(shí)現(xiàn)功能控制的，即在某一站點(diǎn)呼叫后，當(dāng)小車(chē)運(yùn)行的實(shí)際距離達(dá)到程序中設(shè)置的理論位置時(shí)，小車(chē)就會(huì)自動(dòng)停止，否則，在不受阻的情況下，小車(chē)就會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，直至與程序中的位置信息相同為止。該物料運(yùn)輸系統(tǒng)的工作原理主要是有電機(jī)通電驅(qū)動(dòng)小車(chē)前行，通過(guò)激光測(cè)距儀測(cè)距小車(chē)并同時(shí)進(jìn)行位置信息反饋來(lái)控制小車(chē)的各種運(yùn)動(dòng)行為。與此同時(shí)，由控制器AC800F通過(guò)一些控制算法和策略，來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換并反饋到工程師站，從而可以直觀地觀察小車(chē)在通道中的各種運(yùn)行情況。

1.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由硬件設(shè)備和軟件控制兩部分組成。硬件設(shè)備包括運(yùn)輸通道，運(yùn)輸小車(chē)，激光測(cè)距儀、DC控制柜、CB控制箱和計(jì)算機(jī)。CB控制箱安裝在運(yùn)輸通道上，置于站點(diǎn)便于工作人員操作的位置，在此控制箱上能夠通過(guò)對(duì)相關(guān)作用鍵的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的控制，小車(chē)的拖動(dòng)電機(jī)采用直流調(diào)速器，運(yùn)動(dòng)程序由PLC編程設(shè)定，利用激光測(cè)距儀作位置反饋，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的啟動(dòng)，加速，減速，停車(chē)的平穩(wěn)運(yùn)行。在運(yùn)輸通道兩端各設(shè)一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，作為小車(chē)的運(yùn)行極限位置，防止小車(chē)失控，產(chǎn)生故障。

小車(chē)運(yùn)動(dòng)程序由PLC編程設(shè)定，小車(chē)運(yùn)行到各站點(diǎn)的位置信息也被存儲(chǔ)于編程之中，按下控制CB箱的呼叫鍵后，小車(chē)在電機(jī)的帶動(dòng)下運(yùn)行，同時(shí)，通道頂端發(fā)射的激光對(duì)小車(chē)運(yùn)行的距離進(jìn)行不間斷地跟蹤測(cè)距，在Windows XP系統(tǒng)上運(yùn)行Builder F 8.1版本中文軟件后，測(cè)距的位置信息通過(guò)交換機(jī)被隨時(shí)傳輸?shù)诫娔X工程師站，形成準(zhǔn)確的畫(huà)面顯示。而與此同時(shí)，小車(chē)運(yùn)行的位置信息也通過(guò)PLC控制站，受到軟件系統(tǒng)的控制，當(dāng)小車(chē)順利地運(yùn)行到該呼叫站點(diǎn)后，運(yùn)行的距離與程序中設(shè)置的距離達(dá)到相同，則小車(chē)自動(dòng)停止。

運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的操作員站兼工程師站。作為工程師站，安裝的Control Builder F 8.1版本中文軟件，運(yùn)行在Windows XP系統(tǒng)上，工程師站在不組態(tài)時(shí)可作為操作員站使用。工程師站使用以太網(wǎng)與過(guò)程站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)硬件編輯、過(guò)程站編程、操作員站組態(tài)一體化編程及調(diào)試，工程技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際控制要求可任意選用 FBD、LD、IL、SFC等方式；作為操作員站，安裝的IndustrialIT DigiVis 8.1軟件，實(shí)行中文語(yǔ)言操作，軟件運(yùn)行環(huán)境為Windows XP操作系統(tǒng)。操作員站使用以太網(wǎng)與過(guò)程站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)為全局，所以操作員站之間數(shù)據(jù)及畫(huà)面完全可以共享。

2 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，首先是通過(guò)小車(chē)的自由運(yùn)行，測(cè)試小車(chē)的運(yùn)行狀況是否流暢，各通道、小室口一些相關(guān)的功能工作狀況是否良好。此調(diào)試過(guò)程主要是硬件調(diào)試。

后期的工作主要是針對(duì)小車(chē)在正反方向運(yùn)動(dòng)情況下，對(duì)其定位進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)記錄小車(chē)在通道小室口的?？课恢眯畔ⅲ瑏?lái)測(cè)定程序?qū)π≤?chē)控制的精確性、可靠性。小車(chē)運(yùn)行的模式分為空載和負(fù)載兩種。與此同時(shí)，一些相關(guān)人員也對(duì)通道進(jìn)行了科學(xué)的壓力測(cè)試。

2.1 定位測(cè)試

定位測(cè)試分為空載和負(fù)載兩種模式。通道上每個(gè)站點(diǎn)的位置信息已由程序設(shè)定，它是限制小車(chē)在各個(gè)站點(diǎn)?？课恢玫臄?shù)值，一般來(lái)說(shuō)，小車(chē)每次到達(dá)一個(gè)站點(diǎn)時(shí)，都會(huì)有一定的位置誤差，調(diào)試人員可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)控制箱上左、右（微）行健對(duì)其位置進(jìn)行更正，選擇最佳位置，并記錄下來(lái)。空載測(cè)試是讓小車(chē)在不加重物的情況下，通過(guò)記錄其在每個(gè)站點(diǎn)的正反向位置數(shù)據(jù)；而負(fù)載測(cè)試則是模擬實(shí)際工作的需要，在小車(chē)的托盤(pán)上放置鉛塊，記錄小車(chē)正反向運(yùn)行的位置數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)均可以真實(shí)地反映系統(tǒng)的可靠性和精確度，是系統(tǒng)改進(jìn)的重要依據(jù)。

2.2 通道壓力測(cè)試

為了防止物料在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)外泄的不良后果，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)輸通道必須具有良好的密封性，且通道內(nèi)要保持一定的負(fù)壓。在測(cè)試的過(guò)程中，工作人員通過(guò)設(shè)定負(fù)壓值為-700Pa，然后采用排風(fēng)的手段，來(lái)檢定通道的密閉性，并且營(yíng)造相應(yīng)的負(fù)壓環(huán)境。

3 問(wèn)題分析及改進(jìn)建議

在系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中，因設(shè)計(jì)和認(rèn)為操作等原因，總會(huì)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和再測(cè)試，該運(yùn)輸系統(tǒng)基本能夠滿足使用要求。

3.1 常見(jiàn)問(wèn)題

在前期的測(cè)試工作中，出現(xiàn)的主要問(wèn)題有：①小車(chē)的在運(yùn)行的過(guò)程中因通道阻力較大而受阻；②電機(jī)觸電碳刷易脫落；③部分限位開(kāi)關(guān)未能起到正常作用；④左、右（微）行建未能起到相應(yīng)的行駛功能；⑤部分通道的激光測(cè)距儀未能在小車(chē)擋板上形成反射，導(dǎo)致位置反饋不能正常進(jìn)行。

在后期的定位測(cè)試中，小車(chē)運(yùn)行到每個(gè)站點(diǎn)的實(shí)際停靠位置均與程序的設(shè)定位置有著一定的誤差。雖然一些誤差較大，然而大部分的位置誤差是在微調(diào)范圍之內(nèi)。

3.2 改進(jìn)情況

硬件問(wèn)題經(jīng)過(guò)更換改進(jìn)后，基本滿足使用要求。雖然激光測(cè)距儀等一些硬件問(wèn)題仍待進(jìn)一步改進(jìn)，但不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。在定位測(cè)試中，雖然一些位置誤差較大，但通過(guò)修改設(shè)置距離及改進(jìn)微調(diào)等功能后，問(wèn)題得到很好地解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)不斷的運(yùn)行測(cè)試和性能改進(jìn)完善，該運(yùn)輸系統(tǒng)已基本上能夠滿足使用要求。目前部分系統(tǒng)已經(jīng)投入運(yùn)行，從實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看，生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平有了明顯提高。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]