计算机监控系统举例优秀课件.ppt

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1、计算机监控系统举例计算机监控系统举例第1页，本讲稿共78页单片机液位控制系统单片机液位控制系统系统要求：根据水位高低变化来启停水泵，从而将水槽液位系统要求：根据水位高低变化来启停水泵，从而将水槽液位控制在一定的范围内。控制在一定的范围内。控制系统实现：单片机加外围接口电路。控制系统实现：单片机加外围接口电路。第2页，本讲稿共78页系统原理图系统原理图AT89C2051ABCKM5V5V5V24V220VP1.0P1.1P1.2P1.3XTAL.1XTAL.2第3页，本讲稿共78页水位信号及操作状态水位信号及操作状态PI.1PI.1PI.0PI.0水位水位水位水位操作操作操作操作0 00 0B

2、B点以下点以下点以下点以下水水水水泵泵泵泵启启启启动动动动0 01 1B B、C C之之之之间间间间水水水水泵泵泵泵工作工作工作工作1 10 0系系系系统统统统故障故障故障故障故障故障故障故障报报报报警警警警1 11 1C C点以上点以上点以上点以上水水水水泵泵泵泵停止停止停止停止第4页，本讲稿共78页要注意的问题要注意的问题n n系统共有三个地，要注意分开n n如果电动机功率比较大，要加一级接触器n n要考虑停电、故障时系统处于安全状态n n尚未考虑启动/停止按钮第5页，本讲稿共78页系统的特点系统的特点n n价格低n n操作简单n n可靠性不高n n控制精度不高第6页，本讲稿共78页啤酒生

3、产计算机监控系统啤酒生产计算机监控系统 浸泡浸泡发芽发芽干燥、粉碎干燥、粉碎制麦制麦过滤、煮沸过滤、煮沸糖化糖化糖化糖化酒花酒花冷却冷却发酵发酵发酵发酵酵母酵母冷却冷却包装包装CO2罐装罐装图图10.2啤酒生产流程图啤酒生产流程图粉碎、糊化粉碎、糊化大麦大麦辅料辅料酶酶成品成品第7页，本讲稿共78页制麦工序控制系统框图制麦工序控制系统框图 第8页，本讲稿共78页系统配置系统配置系统的硬件结构采用研祥的系统的硬件结构采用研祥的EVOC系列工控机和数据采集模块，具体如下：系列工控机和数据采集模块，具体如下：机箱机箱/底板底板/电源：电源：IPC-810A/6113LP4/7271AT主板：主板：F

4、SC-1613VNCPU：Celeron 1.0G硬盘：硬盘：80G采集模块：采集模块：ARK-24520（232转转485模块）模块）ARK-24018（8路温度采集）路温度采集）采集各种温度信号采集各种温度信号ARK-24017（8路模拟采集）路模拟采集）采集含氧量、水流量模拟信号采集含氧量、水流量模拟信号ARK-24052（8路数字输入模块）路数字输入模块）各种开关量采集各种开关量采集ARK-24060（4路继电器输出模块）路继电器输出模块）报警输出报警输出 人机界面软件可以采用通用组态软件来开发。人机界面软件可以采用通用组态软件来开发。第9页，本讲稿共78页发酵控制系统结构图发酵控制系

5、统结构图 第10页，本讲稿共78页系统配置系统配置系统的硬件配置采用研祥的系统的硬件配置采用研祥的EVOC系列工控机和数据采集与控制卡系列工控机和数据采集与控制卡机箱机箱/底板底板/电源：电源：IPC-810A/6113LP4/7271AT主板：主板：FSC-1613VNCPU：Celeron 1.0G硬盘：硬盘：80GPCL-813（模拟量输入）（模拟量输入）PCL-726（模拟量输出）（模拟量输出）第11页，本讲稿共78页系统总体结构系统总体结构服务器服务器监控、操作监控、操作交换机交换机制麦制麦糖化糖化过滤过滤发酵发酵包装包装显示器显示器打印机打印机第12页，本讲稿共78页二氧化氯发生器

6、计算机监控系统二氧化氯发生器计算机监控系统 待消毒的水待消毒的水清水池清水池水泵水泵流量计流量计自来水自来水水射器水射器电磁阀电磁阀电接点压力表电接点压力表余氯传感器余氯传感器图图10.6自来水消毒过程自来水消毒过程二氧化氯发生器二氧化氯发生器二氧化氯二氧化氯第13页，本讲稿共78页信号名称信号名称信号名称信号名称检测检测检测检测/执执执执行器件行器件行器件行器件信号信号信号信号类类类类型型型型数数数数值值值值范范范范围围围围温度温度温度温度检测检测检测检测PT100+PT100+温度温度温度温度变变变变送送送送AIAI4-20mA4-20mA余余余余氯检测氯检测氯检测氯检测余余余余氯传氯传氯

7、传氯传感器感器感器感器AIAI4-20mA4-20mA流量流量流量流量检测检测检测检测流量流量流量流量传传传传感器感器感器感器AIAI4-20mA4-20mA欠欠欠欠压检测压检测压检测压检测电电电电接点接点接点接点压压压压力表力表力表力表DIDI通通通通/断断断断缺水缺水缺水缺水检测检测检测检测电电电电容式接近开关容式接近开关容式接近开关容式接近开关DIDI通通通通/断断断断缺料缺料缺料缺料检测检测检测检测1 1电电电电容式接近开关容式接近开关容式接近开关容式接近开关DIDI通通通通/断断断断缺料缺料缺料缺料检测检测检测检测2 2电电电电容式接近开关容式接近开关容式接近开关容式接近开关DIDI

8、通通通通/断断断断温度控制温度控制温度控制温度控制固体固体固体固体继电继电继电继电器器器器DODO通通通通/断断断断余余余余氯氯氯氯控制控制控制控制计计计计量量量量泵泵泵泵POPO0-180P/min0-180P/min计计计计量量量量泵泵泵泵开关开关开关开关计计计计量量量量泵泵泵泵DODO通通通通/断断断断延延延延时时时时停机停机停机停机电电电电磁磁磁磁阀阀阀阀DODO开开开开/停停停停报报报报警警警警报报报报警器警器警器警器DODO开开开开/停停停停I/O信号信号 第14页，本讲稿共78页计算机监控系统构成计算机监控系统构成 MT506CPU222EM235二氧化氯发生器二氧化氯发生器I/

9、O板板第15页，本讲稿共78页工业锅炉计算机监控系统工业锅炉计算机监控系统 第16页，本讲稿共78页饱和蒸汽饱和蒸汽省煤器省煤器过热器过热器过热器过热器空气空气预热器预热器过热蒸汽过热蒸汽给水给水空气空气烟气烟气汽包汽包炉膛炉膛燃料燃料减温器减温器图图10.8锅炉工艺流程图锅炉工艺流程图烟道烟道负荷调节负荷调节减减温温水水管壁管壁第17页，本讲稿共78页控制要求控制要求n n汽包中的水位保持在一定的范围；n n过热蒸汽温度保持在一定的范围；n n蒸汽压力适应负荷变化或者保持给定的负荷；n n保持燃烧的经济性，即烟气中的含氧量保持在一定的范围；n n保持炉膛负压在在一定的范围。第18页，本讲稿共

10、78页分析分析 给水量对汽包水位高低影响最大、最直接，可以将给水量对汽包水位高低影响最大、最直接，可以将其作为控制汽包水位的操纵量，将汽包水位作为被控其作为控制汽包水位的操纵量，将汽包水位作为被控制变量；减温水量对过热蒸汽温度影响最大、最直接，制变量；减温水量对过热蒸汽温度影响最大、最直接，可以将其作为控制过热蒸汽温度的操纵量，将过热蒸可以将其作为控制过热蒸汽温度的操纵量，将过热蒸汽温度作为被控制变量。燃料量、送风量和引风量都汽温度作为被控制变量。燃料量、送风量和引风量都对燃烧过程有直接影响，对蒸汽压力、烟气氧含量和对燃烧过程有直接影响，对蒸汽压力、烟气氧含量和炉膛负压影响最大，可以将其作为控

11、制蒸汽压力、烟炉膛负压影响最大，可以将其作为控制蒸汽压力、烟气氧含量和炉膛负压的操纵量，将蒸汽压力、烟气氧气氧含量和炉膛负压的操纵量，将蒸汽压力、烟气氧含量和炉膛负压作为被控制变量。含量和炉膛负压作为被控制变量。第19页，本讲稿共78页锅炉多变量系统锅炉多变量系统给水量给水量减温水量减温水量燃料量燃料量送风量送风量引风量引风量汽包水位汽包水位蒸汽温度蒸汽温度蒸汽压力蒸汽压力烟气氧含量烟气氧含量炉膛负压炉膛负压燃料品质燃料品质管道阻力管道阻力负荷负荷第20页，本讲稿共78页水位控制系统水位控制系统Hr(s)H(s)FwG0d(s)G0w(s)图图10.12汽包水位控制系统结构图汽包水位控制系统结

12、构图FdGwvGcw2(s)Gcw1(s)Fwd水位给定信号水位给定信号第21页，本讲稿共78页锅炉控制系统的选择锅炉控制系统的选择n n常规仪表n nPLCn nIPC+I/O板卡n nIPC+I/O模块n n集散控制系统重要的是,各回路之间的相互协调!第22页，本讲稿共78页氧化铝生产线计算机氧化铝生产线计算机监控系统监控系统 第23页，本讲稿共78页铝土矿氧化铝氢氧化铝循环母液分解母液铝酸钠溶液石灰补充苛性碱高压溶出分解赤泥蒸发焙烧沉降原料制备平盘中铝中铝广西分公司中铝广西分公司是一家以氧化铝是一家以氧化铝和电解铝为主要和电解铝为主要产品的大型铝冶产品的大型铝冶炼联合企业；年炼联合企业；

13、年产氧化铝产氧化铝36万吨，万吨，日产氧化铝超过日产氧化铝超过1000吨。该氧化吨。该氧化铝厂采用拜尔法铝厂采用拜尔法（湿法）生产技（湿法）生产技术，其主要生产术，其主要生产工艺流程如图所工艺流程如图所示。示。第24页，本讲稿共78页 经破碎合格的矿粒铝土矿配入一定量的石灰、苟化碱和经破碎合格的矿粒铝土矿配入一定量的石灰、苟化碱和循环母液，经过原料磨研磨成合格粒度和一定液固比的原矿循环母液，经过原料磨研磨成合格粒度和一定液固比的原矿浆。原矿浆由高压隔膜泵送入溶出系统，在高温、高压、强浆。原矿浆由高压隔膜泵送入溶出系统，在高温、高压、强碱的条件下充分溶出，使有效成分碱的条件下充分溶出，使有效成分

14、Al2O3进入铝酸钠溶液中，进入铝酸钠溶液中，有害成分有害成分SiO2、Fe2O3、TiO2等进入残渣中。经过溶出后的等进入残渣中。经过溶出后的矿浆用一次洗液稀释成合格的稀释料浆，送入沉降槽进行分矿浆用一次洗液稀释成合格的稀释料浆，送入沉降槽进行分离。分离后的铝酸钠溶液经过中间降温后在分解槽中加入晶离。分离后的铝酸钠溶液经过中间降温后在分解槽中加入晶种后沉淀析出氢氧化铝。得到的氢氧化铝被送往焙烧系统，种后沉淀析出氢氧化铝。得到的氢氧化铝被送往焙烧系统，在在1100左右的高温下煅烧成氧化铝。而分解后得到的溶液左右的高温下煅烧成氧化铝。而分解后得到的溶液经蒸发到一定浓度后送回原料制备工段重新进行配

15、矿。被分经蒸发到一定浓度后送回原料制备工段重新进行配矿。被分离出来的赤泥经过新水多次反向洗涤后过滤分离，得到滤饼，离出来的赤泥经过新水多次反向洗涤后过滤分离，得到滤饼，打入赤泥坝堆存。打入赤泥坝堆存。第25页，本讲稿共78页原料制备工段原料制备工段 原料制备是氧化铝生产中的第一道工序，其任务是为下道原料制备是氧化铝生产中的第一道工序，其任务是为下道工序备制好合格的原矿浆。原料制备过程包括磨矿、配料等作工序备制好合格的原矿浆。原料制备过程包括磨矿、配料等作业。业。高压溶出是固体与液体之间发生化学作用的多相反应。磨高压溶出是固体与液体之间发生化学作用的多相反应。磨矿的目的是使参与化学反应的各成分混

16、合更均匀，接触面积更矿的目的是使参与化学反应的各成分混合更均匀，接触面积更大，反应更迅速。由球磨机排出的矿浆经棒磨细磨分级后，粒大，反应更迅速。由球磨机排出的矿浆经棒磨细磨分级后，粒度符合要求的矿粒被输送至下一工序，不符合要求的较粗矿粒度符合要求的矿粒被输送至下一工序，不符合要求的较粗矿粒成为反砂，被送回球磨机再磨。这样既可保证原矿浆细度合格，成为反砂，被送回球磨机再磨。这样既可保证原矿浆细度合格，又可避免过磨，从而提高磨机产能和降低动力消耗。为保证原又可避免过磨，从而提高磨机产能和降低动力消耗。为保证原矿浆细度，磨矿中需严格控制球磨机内的矿浆液固比、分级机矿浆细度，磨矿中需严格控制球磨机内的

17、矿浆液固比、分级机溢流矿浆的液固比和反砂量。溢流矿浆的液固比和反砂量。第26页，本讲稿共78页原料制备工段原料制备工段 氧化铝生产过程中原矿浆配料作业是拜尔法生产氧化铝氧化铝生产过程中原矿浆配料作业是拜尔法生产氧化铝的重要工序。其主要工艺是：根据铝矿石、母液的化学成分的重要工序。其主要工艺是：根据铝矿石、母液的化学成分分析结果以及高压溶出矿浆密度、母液密度和入磨固体密度分析结果以及高压溶出矿浆密度、母液密度和入磨固体密度等参数计算液固比，并调整铝矿石下料量和母液流量以求得等参数计算液固比，并调整铝矿石下料量和母液流量以求得最佳配料合格率。配料系统依据检测仪器对氧化铝生产过程最佳配料合格率。配料

18、系统依据检测仪器对氧化铝生产过程中铝矿石、母液成分自动检测，计算机监控系统根据生产配中铝矿石、母液成分自动检测，计算机监控系统根据生产配料数学模型计算最佳矿浆液固比（料数学模型计算最佳矿浆液固比（L/S），自动控制铝矿石），自动控制铝矿石下料量和母液流量，实现最佳配料。下料量和母液流量，实现最佳配料。第27页，本讲稿共78页高压溶出工段高压溶出工段 铝土矿的溶出是拜尔法生产氧化铝的核心。溶出的铝土矿的溶出是拜尔法生产氧化铝的核心。溶出的目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。目的在于将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。溶出效果好坏直接影响到拜尔法生产氧化铝的技术经济指溶出效果好

19、坏直接影响到拜尔法生产氧化铝的技术经济指标。标。溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温度、溶出过程的主要技术条件和经济指标有：溶出温度、溶出时间、溶出时间、Al2O3溶出率、碱耗、热耗等。溶出率、碱耗、热耗等。第28页，本讲稿共78页高压溶出工段高压溶出工段 图图10.2为单管预热为单管预热-高压釜溶出系统的流程图。固含比高压釜溶出系统的流程图。固含比较高的矿浆在加热槽中进行加热；然后在预脱硅槽中常压较高的矿浆在加热槽中进行加热；然后在预脱硅槽中常压脱硅一定时间。预脱硅后的矿浆配入适量碱，使矿浆的固脱硅一定时间。预脱硅后的矿浆配入适量碱，使矿浆的固含和温度降低，用高压隔膜泵送入含和温度降低

20、，用高压隔膜泵送入5级单管加热器，用级单管加热器，用10级级矿浆自蒸发器的前矿浆自蒸发器的前5级产生的二次蒸汽加热，使矿浆温度进级产生的二次蒸汽加热，使矿浆温度进一步提高。然后进入一步提高。然后进入5台加热高压釜，用后台加热高压釜，用后5级矿浆自蒸发级矿浆自蒸发器产生的二次蒸汽继续加热，再在器产生的二次蒸汽继续加热，再在6台反应高压釜中用高压台反应高压釜中用高压新蒸汽加热到溶出温度。然后矿浆在新蒸汽加热到溶出温度。然后矿浆在3台保温反应高压釜中台保温反应高压釜中保温反应一段时间。高温溶出浆液经保温反应一段时间。高温溶出浆液经10级自蒸发，温度降级自蒸发，温度降低后，送入稀释槽。低后，送入稀释槽

21、。第29页，本讲稿共78页高压新蒸汽单管加热器一二三四五1#2#3#保温罐反应压煮器0#9#8#7#6#5#4#3#2#1#1#2#3#4#5#6#加热压煮器1#2#3#4#5#自 蒸 罐去稀释隔膜泵加热脱硅 槽脱硅槽高压溶出流程图第30页，本讲稿共78页气动气动隔膜泵 气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。体，均能予以抽光吸

22、尽。气动隔膜泵其有四种材质：塑料、铝合金、铸铁、气动隔膜泵其有四种材质：塑料、铝合金、铸铁、不锈钢。隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、不锈钢。隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯。以满足氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯。以满足不同用户的需要。安置在各种特殊场合，用来抽送种常不同用户的需要。安置在各种特殊场合，用来抽送种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵。原理近似于柱塞泵。第31页

23、，本讲稿共78页沉降分离工段 从溶出后槽流出的溶出矿浆在缓冲器中加入一次洗液进行从溶出后槽流出的溶出矿浆在缓冲器中加入一次洗液进行进一次脱硅得到稀释料浆，以便降低溶出铝酸钠溶液的稳定进一次脱硅得到稀释料浆，以便降低溶出铝酸钠溶液的稳定性，以提高种子分解的速度、分解率和铝酸钠溶液的粘度，性，以提高种子分解的速度、分解率和铝酸钠溶液的粘度，稀释料浆在稀释槽中在稀释槽中停留一定时间后，送入分离稀释料浆在稀释槽中在稀释槽中停留一定时间后，送入分离沉降槽进行固液分离。从分离沉降槽中溢流出来的铝酸钠溶沉降槽进行固液分离。从分离沉降槽中溢流出来的铝酸钠溶液称为粗液，再由控制过滤机滤去其中浮游物之后，得到精液

24、称为粗液，再由控制过滤机滤去其中浮游物之后，得到精液。精液送分解工序进行分解，而经浓缩后的赤泥从分离沉液。精液送分解工序进行分解，而经浓缩后的赤泥从分离沉降槽的底流排出，流入底流槽，用沉降过滤器作四次反向洗降槽的底流排出，流入底流槽，用沉降过滤器作四次反向洗涤。一次洗液返回球磨机前的闸流量计，洗后赤泥加入循环涤。一次洗液返回球磨机前的闸流量计，洗后赤泥加入循环水送入赤泥堆场。水送入赤泥堆场。第32页，本讲稿共78页分解工段分解工段 由上一道工序送来的精液，首先经板式热交换器进行冷由上一道工序送来的精液，首先经板式热交换器进行冷却降温，然后用泵送入连续分解的进料槽。与此同时，向进却降温，然后用泵

25、送入连续分解的进料槽。与此同时，向进料槽加入种子。溶液的分解在一组串连的分解槽内进行。分料槽加入种子。溶液的分解在一组串连的分解槽内进行。分解浆液系利用具有一定坡度的流槽从一个分解槽流入另一个解浆液系利用具有一定坡度的流槽从一个分解槽流入另一个分解槽，直至最后一出料分解槽。分解槽，直至最后一出料分解槽。分解工序在将铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝结晶析分解工序在将铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝结晶析出的同时，得到苛性比值较高的碱溶液，该碱溶液返回供溶出的同时，得到苛性比值较高的碱溶液，该碱溶液返回供溶出下一批铝土矿之用。出下一批铝土矿之用。第33页，本讲稿共78页蒸发工段 在氧化铝生产过程中，由

26、于赤泥洗涤和氢氧化铝洗涤以及在氧化铝生产过程中，由于赤泥洗涤和氢氧化铝洗涤以及直接加热蒸汽的冷凝等，大量水分进入生产流程中，从而导致直接加热蒸汽的冷凝等，大量水分进入生产流程中，从而导致回头循环母液浓度降低至不符合生产上的要求。蒸发作业的主回头循环母液浓度降低至不符合生产上的要求。蒸发作业的主要作用是排除掉生产过程中过量的水分，保证循环母液的浓度，要作用是排除掉生产过程中过量的水分，保证循环母液的浓度，均衡全场的循环液量。均衡全场的循环液量。第34页，本讲稿共78页 焙烧工段焙烧工段 焙烧是氧化铝生产中关键的一道工序，目的是脱除附着在焙烧是氧化铝生产中关键的一道工序，目的是脱除附着在氢氧化铝中

27、的附着水及结晶水，并使氢氧化铝晶型转变成为氢氧化铝中的附着水及结晶水，并使氢氧化铝晶型转变成为适合电解铝生产要求的氧化铝。首先氢氧化铝用固体输送设适合电解铝生产要求的氧化铝。首先氢氧化铝用固体输送设备送至焙烧炉的贮仓，然后利用入炉螺旋伺将氢氧化铝送入备送至焙烧炉的贮仓，然后利用入炉螺旋伺将氢氧化铝送入焙烧炉的干燥区去除附着水。再送至焙烧炉的脱水区去除氢焙烧炉的干燥区去除附着水。再送至焙烧炉的脱水区去除氢氧化铝的结晶水。然后氢氧化铝进入燃烧炉的烧成区。烧成氧化铝的结晶水。然后氢氧化铝进入燃烧炉的烧成区。烧成区是气流温度和物料温度最高的区域，气流温度为区是气流温度和物料温度最高的区域，气流温度为1

28、0501400，物流温度达，物流温度达9501250，氢氧化铝在此区，氢氧化铝在此区域完成焙烧过程，焙烧好的氧化铝经冷却器逐层冷却后降温域完成焙烧过程，焙烧好的氧化铝经冷却器逐层冷却后降温至至200左右，最后经流化床冷却至左右，最后经流化床冷却至60左右后用皮带输送至左右后用皮带输送至仓库。仓库。第35页，本讲稿共78页计算机监控系统体系结构计算机监控系统体系结构 载波带节点总线企业网IFAPWP节 点 1：原料制备与溶出网关CPIFAPWP节 点 2：分解与沉降CPIFAPWP节点3：蒸发CPIFAPWP节点4：平盘过滤CPIFAPWP节点5：焙烧CP图10.3 氧化铝厂计算机监控系统的体系

29、结构第36页，本讲稿共78页载波带I/A series的网络结构现场总线载波带宽带节点总线节点总线IFIFIFIFIF站站CPFBMFBM站FBM节点总线第37页，本讲稿共78页集散控制系统与集散控制系统与PLC的连接的连接现场总线节点总线IFCPFBMFBMFBMPLC的I/O隔膜泵电机专用通信接口AB的PLC焙烧 工段设备模拟/开关信号数字信号第38页，本讲稿共78页6000kg/h制丝生产线制丝生产线计算机监控系统计算机监控系统 第39页，本讲稿共78页生产工艺简介生产工艺简介 烟丝制备是香烟生产中最重要的一部分，其任务是将上烟丝制备是香烟生产中最重要的一部分，其任务是将上游工厂或车间加

30、工好的烟叶片和烟梗加工成可供直接卷制香游工厂或车间加工好的烟叶片和烟梗加工成可供直接卷制香烟的烟丝。每小时烟的烟丝。每小时6000千克的生产量对生产的自动化提出了千克的生产量对生产的自动化提出了很高的要求。根据卷烟厂制丝车间的制丝设备工艺布置，整很高的要求。根据卷烟厂制丝车间的制丝设备工艺布置，整个生产过程分为叶片预处理段、储存叶片段、制叶丝段、制个生产过程分为叶片预处理段、储存叶片段、制叶丝段、制梗段、制梗丝线段、渗兑加香段和烟丝储存段等七个部分。梗段、制梗丝线段、渗兑加香段和烟丝储存段等七个部分。再加上控制整个车间生产环境（包括温度、湿度和粉尘数量）再加上控制整个车间生产环境（包括温度、湿

31、度和粉尘数量）的风送除尘段共有八个小段。其主要生产工艺流程如图所示的风送除尘段共有八个小段。其主要生产工艺流程如图所示：第40页，本讲稿共78页制丝生产工艺流程图膨胀丝梗丝叶丝烟梗叶片叶片预处理制梗制梗丝叶片储柜混丝掺配烟丝储柜制叶丝第41页，本讲稿共78页生产工艺简介生产工艺简介 叶片的预处理主要完成烟块切片、润叶回潮、加香料，然后叶片的预处理主要完成烟块切片、润叶回潮、加香料，然后经布料小车将叶片送入储存柜。叶片储柜完成叶片的存储和醇经布料小车将叶片送入储存柜。叶片储柜完成叶片的存储和醇化并保持一定的温度和湿度。制叶丝主要实现切丝、膨胀（加化并保持一定的温度和湿度。制叶丝主要实现切丝、膨胀

32、（加湿并烘叶丝）、定型、脱水、加香和叶丝存储等功能。其中切湿并烘叶丝）、定型、脱水、加香和叶丝存储等功能。其中切丝机、烘丝机、流冷床本身带有丝机、烘丝机、流冷床本身带有PLC控制。制梗主要完成洗梗、控制。制梗主要完成洗梗、储梗、烟梗蒸煮、压梗等功能。制梗丝主要完成切梗丝、膨胀储梗、烟梗蒸煮、压梗等功能。制梗丝主要完成切梗丝、膨胀（加湿并烘梗丝）、定型、加香和梗丝存储等功能。混丝掺配（加湿并烘梗丝）、定型、加香和梗丝存储等功能。混丝掺配主要完成叶丝、梗丝和膨胀丝的混合以及加香等功能。主要完成叶丝、梗丝和膨胀丝的混合以及加香等功能。第42页，本讲稿共78页计算机监控系统的要求计算机监控系统的要求

33、完成生产设备的启动、运行、停机、故障处理等顺序控制完成生产设备的启动、运行、停机、故障处理等顺序控制以及各个设备之间的连锁控制。同时还要完成对物料和相以及各个设备之间的连锁控制。同时还要完成对物料和相关设备的温度、湿度、压力、水分和流量等模拟信号的采关设备的温度、湿度、压力、水分和流量等模拟信号的采集并按照一定的控制算法完成关键参量的自动控制。风送集并按照一定的控制算法完成关键参量的自动控制。风送除尘主要完成各个工段的送风除尘并将整个车间的温度和除尘主要完成各个工段的送风除尘并将整个车间的温度和湿度控制在一定的范围内。湿度控制在一定的范围内。第43页，本讲稿共78页叶片预处理段的工艺流程图烟块

34、加湿机烟块切片机加料机布料小车储叶柜第44页，本讲稿共78页制叶丝段的工艺流程图叶片膨胀机切丝机烘丝机流冷床储柜加香机 制叶丝段的主要控制参数或设备为：切丝机刀片转速、制叶丝段的主要控制参数或设备为：切丝机刀片转速、步进电机；膨胀机的蒸汽流量、烟丝传送带速度；烘丝机、步进电机；膨胀机的蒸汽流量、烟丝传送带速度；烘丝机、流冷床的温度、水份；加香机的流量；储叶丝柜的温度、流冷床的温度、水份；加香机的流量；储叶丝柜的温度、湿度。湿度。第45页，本讲稿共78页烟梗制梗段和制梗丝段的工艺流程图切梗梗清洗、烘干加料膨胀机烘梗机储梗柜 制梗段和制梗丝段的主要控制参数为：梗清洗、烘干机的传制梗段和制梗丝段的主

35、要控制参数为：梗清洗、烘干机的传送带速度、水流量、温度；切梗机刀片速度；膨胀机的蒸汽送带速度、水流量、温度；切梗机刀片速度；膨胀机的蒸汽流量、烟丝传送带速度；烘梗丝机的温度、水份。流量、烟丝传送带速度；烘梗丝机的温度、水份。第46页，本讲稿共78页混丝掺配段的工艺流程图梗丝叶丝膨胀丝电子称输送带电子称输送带储柜振动筛加香机喂料机储丝柜电子称输送带 混丝掺配段主要控制参数为掺配比、加香机流量和储丝柜混丝掺配段主要控制参数为掺配比、加香机流量和储丝柜的温度、湿度等。的温度、湿度等。第47页，本讲稿共78页被控对象概述被控对象概述 所有的控制对象主要包括：电动机所有的控制对象主要包括：电动机410台

36、（其中台（其中105台为双台为双向电动机，向电动机，94台为变频电机），光电开关台为变频电机），光电开关173个，接近开关个，接近开关198个，限位开关个，限位开关99个，电磁阀个，电磁阀47个以及水分仪个以及水分仪7台。另外，台。另外，还有部分比较大型的设备如切丝机、烘丝机和流冷床等自带还有部分比较大型的设备如切丝机、烘丝机和流冷床等自带PLC。但是，可以要求设备制造商采用符合要求总线接口的。但是，可以要求设备制造商采用符合要求总线接口的PLC。综合起来，整个生产线约有。综合起来，整个生产线约有2000个开关量个开关量I/O，140个个模拟量模拟量I/O。第48页，本讲稿共78页制丝生产线计

37、算机制丝生产线计算机监控系统监控系统 第49页，本讲稿共78页 制丝车间的计算机监控系统是一个比较大型的系统，必须制丝车间的计算机监控系统是一个比较大型的系统，必须采用分布式、分层递阶的方式来实现。经过分析和设计，整采用分布式、分层递阶的方式来实现。经过分析和设计，整个系统分为三个层次。系统的体系结构图如图个系统分为三个层次。系统的体系结构图如图10.11所示。所示。第50页，本讲稿共78页ControlNetFlex I/ODeviceNet以太网交换机数据处理机监控服务器监控操作站监控操作站控制一段PLC控制二段PLC控制三段PLC现场操作站设备自带PLC变频器水分仪智能变送器条码阅读器客

38、户机制丝车间计算机监控系统体系结构制丝车间计算机监控系统体系结构图图主服务器第51页，本讲稿共78页系统的结构特点系统的结构特点 从硬件（网络）的观点来看。最上层为以太网；中间一从硬件（网络）的观点来看。最上层为以太网；中间一层为层为ControlNet；最底层为；最底层为DeviceNet。另一个则是从功能的。另一个则是从功能的观点来看。最上层为信息管理层；中间一层为集中监控层；观点来看。最上层为信息管理层；中间一层为集中监控层；最底层为设备控制层。最底层为设备控制层。第52页，本讲稿共78页系统的结构特点系统的结构特点 信息管理层由主服务器、数据处理机、监控操作站和其他信息管理层由主服务器

39、、数据处理机、监控操作站和其他客户机构成。采用客户客户机构成。采用客户/服务器和浏览器服务器和浏览器/服务器混合模式结服务器混合模式结构；其物理结构为以交换机为中心的星形结构。从图构；其物理结构为以交换机为中心的星形结构。从图10.11可可以看出数据处理机和监控服务器均需插入双网卡，一块为以以看出数据处理机和监控服务器均需插入双网卡，一块为以太网卡，另一块为太网卡，另一块为ControlNet网卡。客户机可以根据实际需网卡。客户机可以根据实际需要增减，例如可以设置主任终端、工艺员终端和质量检验员要增减，例如可以设置主任终端、工艺员终端和质量检验员终端。终端。第53页，本讲稿共78页系统的结构特

40、点系统的结构特点 主服务器采用主服务器采用Windows2000 Server操作系统，数据库为操作系统，数据库为SQLServer2000。监控服务器上装。监控服务器上装RSView32监控组态软件和监控组态软件和实时数据库。实时数据库。信息管理层的主要功能一是收集设备控制层和集中监控信息管理层的主要功能一是收集设备控制层和集中监控层的数据对其进行分析以及生成各类生产报表；二则是接受层的数据对其进行分析以及生成各类生产报表；二则是接受来自上层管理层的信息以及形成生产计划并下达。如果有必来自上层管理层的信息以及形成生产计划并下达。如果有必要的话，还可以完成生产管理、工艺管理、设备管理、质量要的

41、话，还可以完成生产管理、工艺管理、设备管理、质量管理和能源管理等功能。管理和能源管理等功能。第54页，本讲稿共78页系统的结构特点系统的结构特点 集中监控层由数据处理机、监控服务器和监控操作站集中监控层由数据处理机、监控服务器和监控操作站构成；均可以使用高档的工业控制机。构成；均可以使用高档的工业控制机。集中监控层的主要功能为：配电柜的上电操作与显示；集中监控层的主要功能为：配电柜的上电操作与显示；整条生产线或局部的启动整条生产线或局部的启动/停止控制；整个监控系统的全部组停止控制；整个监控系统的全部组态（包括过程参数的设定、修改查询；态（包括过程参数的设定、修改查询；PID参数的整定；巡参数

42、的整定；巡检员、工艺员和工程师三级权限管理；在线编程；设备控制检员、工艺员和工程师三级权限管理；在线编程；设备控制层授权管理）；工艺画面显示；主要参数的趋势图和历史趋层授权管理）；工艺画面显示；主要参数的趋势图和历史趋势图显示；报警信息的显示与响应；段与段、段与主工艺设势图显示；报警信息的显示与响应；段与段、段与主工艺设备之间的信息传输与连锁控制；综合信息查询。备之间的信息传输与连锁控制；综合信息查询。第55页，本讲稿共78页系统的结构特点系统的结构特点 设备控制层主要由设备控制层主要由ControlLogix5555主主PLC、各类、各类I/O模块、模块、带触摸屏的现场操作站、变频器、电机起

43、动器、智能变送器、带触摸屏的现场操作站、变频器、电机起动器、智能变送器、条码阅读器以及各类配电柜构成。设备控制层主要完成设备条码阅读器以及各类配电柜构成。设备控制层主要完成设备的启动、运行、停机、故障处理等顺序控制和连锁控制；采的启动、运行、停机、故障处理等顺序控制和连锁控制；采集物料和相关设备的温度、压力、水分、流量等过程信号，集物料和相关设备的温度、压力、水分、流量等过程信号，按一定的算法调节回路的控制量，以满足全线生产工艺要求；按一定的算法调节回路的控制量，以满足全线生产工艺要求；通过网络通信可将所采集的数据和状态信息送至监控管理层，通过网络通信可将所采集的数据和状态信息送至监控管理层，

44、或从监控管理层接受各种指令和设定参数，对生产进行调节或从监控管理层接受各种指令和设定参数，对生产进行调节控制。设备控制层分为两个层次，控制。设备控制层分为两个层次，ControlLogix5555主主PLC、主工艺设备自带的主工艺设备自带的PLC、带触摸屏的现场操作站通过、带触摸屏的现场操作站通过ControlNet相连接；每个相连接；每个ControlLogix各下挂各下挂DeviceNet总线。总线。各类各类I/O模块、变频器、电机起动器、智能变送器、条码阅模块、变频器、电机起动器、智能变送器、条码阅读器等都挂在读器等都挂在DeviceNet总线上。因此要求这些设备都有总线上。因此要求这些

45、设备都有DeviceNet接口。接口。第56页，本讲稿共78页系统的结构特点系统的结构特点 系统将原来的系统将原来的8个工段按照工艺要求划分为三个控制段；个工段按照工艺要求划分为三个控制段；每个控制段采用一台每个控制段采用一台ControlLogix5555以及一台带触摸屏的现以及一台带触摸屏的现场操作站。控制段的具体划分如下。场操作站。控制段的具体划分如下。控制一段控制以下工艺段：叶片预处理段、储存叶片段和制控制一段控制以下工艺段：叶片预处理段、储存叶片段和制叶丝段。共控制电动机叶丝段。共控制电动机122台，有台，有DeviceNet节点节点59个。个。控制二段控制以下工艺段：制梗段、制梗丝

46、段和混丝掺配段。控制二段控制以下工艺段：制梗段、制梗丝段和混丝掺配段。共控制电动机共控制电动机144台，有台，有DeviceNet节点节点66个。个。控制三段控制以下工艺段：储丝段和风送除尘段。共控制电控制三段控制以下工艺段：储丝段和风送除尘段。共控制电动机动机144台，有台，有DeviceNet节点节点63个。个。第57页，本讲稿共78页AI总线显示控制器在智能总线显示控制器在智能化栽培温室系统中的应用化栽培温室系统中的应用第58页，本讲稿共78页温室控制系统要求（温室控制系统要求（1）AI总线系统对蔬菜大棚作物生长的主要环境参数如温度、总线系统对蔬菜大棚作物生长的主要环境参数如温度、湿度、

47、光照、通风进行测控，实现在线闭环调节。实现对湿度、光照、通风进行测控，实现在线闭环调节。实现对蔬菜的生长环境、技术管理、生产管理优化的科学决策。蔬菜的生长环境、技术管理、生产管理优化的科学决策。系统结构如图系统结构如图1所示。所示。对于大面积蔬菜大棚种植基地，可以完成对所有大棚环对于大面积蔬菜大棚种植基地，可以完成对所有大棚环境的监控、数据采集、浏览、图形画面显示、数据报警监视、境的监控、数据采集、浏览、图形画面显示、数据报警监视、历史数据处理；数据库图表分析、报表打印等功能。历史数据处理；数据库图表分析、报表打印等功能。第59页，本讲稿共78页温室控制系统要求温室控制系统要求（2）温室控制系

48、统，根据室内植物的要求，设定室内温度、温室控制系统，根据室内植物的要求，设定室内温度、湿度、湿度、CO2浓度的高低限范围值，输出信号控制温室天窗和浓度的高低限范围值，输出信号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光，开灯照明，喷头，排风系统，最终侧窗的开关、天棚遮光，开灯照明，喷头，排风系统，最终实现温室大棚的自动控制功能。每个大棚具体功能：（实现温室大棚的自动控制功能。每个大棚具体功能：（1）检测和控制检测和控制 双路温湿度控制器双路温湿度控制器;(2)使用上位机或现场数字键使用上位机或现场数字键修改温湿度设定值修改温湿度设定值,可查询温湿度设定值等；（可查询温湿度设定值等；（3）输出信号）输出信

49、号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光，开灯照明，喷头，控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光，开灯照明，喷头，排风系统排风系统.并可计算出开关的时间及次数。并可计算出开关的时间及次数。第60页，本讲稿共78页温室控制系统要求温室控制系统要求（3）加湿：加湿：当室内湿度小于设定值时，控制喷淋开启，当室内湿度当室内湿度小于设定值时，控制喷淋开启，当室内湿度达到设定值时，关闭喷淋。达到设定值时，关闭喷淋。降湿：降湿：当室内湿度高于设定值时，控制开天窗、开通风，加强当室内湿度高于设定值时，控制开天窗、开通风，加强空气对流，从而达到降低室内湿度的目的。空气对流，从而达到降低室内湿度的目的。升温：升温：控制供

50、热系统、关天窗、开遮阳帘（光照强时）、关遮控制供热系统、关天窗、开遮阳帘（光照强时）、关遮阳（光照非常弱时）。阳（光照非常弱时）。降温：降温：顶部喷淋、开窗、通风、开遮阳等机构的动作。顶部喷淋、开窗、通风、开遮阳等机构的动作。第61页，本讲稿共78页第62页，本讲稿共78页控制设备选型控制设备选型 温湿度控制温湿度控制：AI702MFJ5L2L2S型型2路显示报警仪路显示报警仪。模块说。模块说明明：J5模块模块2路变送器输入（内含路变送器输入（内含24V供电供电420mA输入）；输入）；L2 L2模块继电器触点开关量输出；模块继电器触点开关量输出；S模块通讯接口。模块通讯接口。传感器：传感器：