徐濤

摘 要：本文簡(jiǎn)述了自動(dòng)控制系統(tǒng)在滴灌帶生產(chǎn)線連續(xù)自動(dòng)換網(wǎng)裝置中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng)；連續(xù)自動(dòng)換網(wǎng)裝置

目前節(jié)水器材大部分是塑料制品，大量廢棄的塑料分散與土壤中，形成固體垃圾，破壞了土壤的結(jié)構(gòu)，使透氣性變差，不利于作物生長(zhǎng)，對(duì)土地和環(huán)境造成污染，，對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。廢塑料的循環(huán)與再造，不僅僅具有經(jīng)濟(jì)上的意義，在環(huán)保上的意義更加重大。

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目的

為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，開(kāi)發(fā)了一種用于滴灌帶生產(chǎn)線的帶式連續(xù)自動(dòng)換網(wǎng)裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不停機(jī)自動(dòng)換網(wǎng)，尤其對(duì)于多次回收再利用的廢舊滴灌帶再生料的生產(chǎn)，效果非常明顯。由此，開(kāi)發(fā)了一套適合本裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

自動(dòng)控制系統(tǒng)是由現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)組成，現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制程序，多個(gè)外部傳感器以及其他接受的信號(hào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)反饋到上位控制系統(tǒng)進(jìn)行處理，根據(jù)對(duì)其的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的動(dòng)作，進(jìn)而再輸出相應(yīng)的動(dòng)作指令，達(dá)到集中控制的目的，即使用網(wǎng)絡(luò)集中控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)單機(jī)的控制。

上位監(jiān)控系統(tǒng)選用西門(mén)子SIMATIC WINCC V7.0軟件與下位可編程控制器相配套，該軟件基于Windows平臺(tái)，能為工業(yè)領(lǐng)域提供完備的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠?yàn)楫?dāng)前的應(yīng)用和今后進(jìn)一步的擴(kuò)展提供更加優(yōu)越的性能、更大的靈活性和更高的效率。SIMATIC WINCC V7.0集成了SCADA、組態(tài)、腳本語(yǔ)言和OPC等先進(jìn)技術(shù)，可以與多種自動(dòng)化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口和菜單選項(xiàng)，使用方式靈活，功能齊全，在其界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫(huà)面、監(jiān)控畫(huà)面、控制畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、歷史趨勢(shì)曲線和打印報(bào)表等。為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計(jì)周期，而且提高了工作效率。

上位監(jiān)控系統(tǒng)由Siemens Simatic WinCC V7.0 Multilanguage進(jìn)行變量管理和畫(huà)面組態(tài)，組態(tài)完成后設(shè)定各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的工藝參數(shù)，主要由視頻監(jiān)控、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)監(jiān)控、工藝參數(shù)設(shè)定和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)采用XC3標(biāo)準(zhǔn)型可編程控制器，控制成本低，易于維護(hù)，并能兼容TCP/IP和Modebus等通訊協(xié)議，該控制系統(tǒng)采用Modebus TCP/IP協(xié)議構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和集中管理。

上位控制系統(tǒng)能夠在線設(shè)置換網(wǎng)時(shí)間、換網(wǎng)壓力、換網(wǎng)溫度等參數(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)Q網(wǎng)狀態(tài)、換網(wǎng)溫度、換網(wǎng)壓力、主機(jī)電流、收卷狀態(tài)、管徑狀態(tài)等參數(shù)并自動(dòng)繪制成曲線，并能夠通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)換網(wǎng)裝置的運(yùn)行狀況。通過(guò)設(shè)置軟件的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能，可以在任何連接互聯(lián)網(wǎng)的電腦上登錄系統(tǒng)，監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

通過(guò)在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中的調(diào)試，優(yōu)化完善的自動(dòng)控制程序的各個(gè)功能，在生產(chǎn)過(guò)程中，體現(xiàn)了良好的可靠性和連續(xù)性，解決了滴灌帶生產(chǎn)過(guò)程中人為因素的影響，能夠更好的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)的連續(xù)性。

該系統(tǒng)投產(chǎn)以后，控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)裝置和上位控制系統(tǒng)改變了當(dāng)前離散式現(xiàn)場(chǎng)管理模式，提供集中遠(yuǎn)程管理模式，實(shí)現(xiàn)了資源共享。將可再生塑料利用率從42.9%提高到70.1%，一次制成率提高到98%，換網(wǎng)停機(jī)從5小時(shí)/次降低至三只四天一次，一次半小時(shí)，單件產(chǎn)品能耗由18.5度電降低到15.3度電，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高了20%左右。

該系統(tǒng)的使用提高了再生塑料利用率，減少?gòu)U舊塑料對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化大幅提高，降低了產(chǎn)品的成本，節(jié)約了資源，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，降低了滴灌帶生產(chǎn)線的生產(chǎn)能耗，實(shí)現(xiàn)了滴灌帶生產(chǎn)線的連續(xù)低功耗運(yùn)轉(zhuǎn)，為塑料節(jié)水產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有利的技術(shù)基礎(chǔ)。

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