造粒DCS自动化控制生产
发布时间：2017-02-13 点击率：
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DCS控制系以其^的特点对于现代大型化肥厂发挥重要的作用，DCS中控室（中心控制室或者中央控制室）应该是控制系统的神经中枢了，所有仪表信号都连到这里，所有重要的控制决策都从这里发出。
控制室一般也是大人物或者新员工参观的必经之地，自然光鲜度也较高。但是，要知道控制室是工作的地方，工作效率^，职业健康第二，气派、舒适是遥远的第三。
这样巨长的控制台只有在每个操作员都是独立操作、平行操作的时候才好，需要紧密配合的话，距离太远了。这是空管控制台，正好符合独立、平行的条件。
工业生产控制系统的发展
工业生产控制系统如何一步步发展到今天的自动化程度……
1.原始的人工控制阶段
^原始的控制方法，加多了就多放一点，加少了就少放一点……
为了代替人的劳动，减轻劳动强度，提高工作效率，保证大型、复杂工业的安全生产，向自动化方向改进。
2.常规仪表控制
单元组合仪表
使用常规仪表的中央控制室
生产过程规模不断扩大，中控仪表越来越多，操作人员对过程的监控和操作的要求也越来越多、高，模拟仪表难以胜任。
3.计算机集中控制
如何把因计算机的故障造成的危害减少，使危险分散，成为应用计算机控制系统首要解决的问题。
集中和综合的操作和监督要求对全厂、各车间和工段级的控制和操作有相应的数据通信联系，不仅要求有大量的数据传送，而且要求有高速的数据传输速率。
4.DCS控制系统
DCS俗称为“工业大脑”
DCS对象分散→控制分散
集中管理：
DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。
从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作监控和组态维护。
DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。
DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。
生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS或ERP系统），作为DCS更高层次的应用。
DCS 结构组成
造粒控制系统简介
包括中央控制系统部分、动力柜部分、现场执行机构（如电动机、电磁阀等），通过 PLC 完成控制，采用国际标准的 Profibus 或者 TCP/IP 方式进行通讯，中央控制系统通过上位机输入指令，PLC 将输出指令发送到现场各设备，完成自动控制。
总体方案
一． 系统组态框架示意（非实物）如下图：
该系统分为监视层、通讯控制层、执行层。
监控层：由工控机系统、电源系统、组态系统及打印机组成；
通讯控制层：由西门子通讯总线、西门子 PLC 处理系统、标准协议及其介质、通讯线缆及转换器组成；
执行层主要分为二部分组成：
A、皮带秤流量计量系统，该系统变频器与计量仪表集成至专用电柜。
B、设备控制系统，设备控制系统为电源开关柜、控制柜、外部数据采集传感器组成等组成。各部分功能层，自动化程序的控制下，以串口协议或 TCP/IP 通讯协议作为联通，
实现以下功能：
1 生产工艺、生产过程显示及控制过程生产工艺、生产过程的显示及控制，是自动化系统的基本人机功能，操作人员能够通过人机界面，直观的看到工艺进行的状态，并对设备按照工艺的要求实施监控。直观的看到设备的工作状体，并做出异常判断。西门子控制器编程语言：标准 S7 编程语言
人机界面：基于 kingview 开发（基于 C 语言）。
生产过程：根据工艺在人机界面上输入相关的产量需求及控制参数，系统将根据相关参数控制给料系统，由输送系统输送至造粒系统，再由破碎与筛选^后至成品进行定量包装。
2 自我诊断功能
系统根据既定工艺，作好逻辑控制流程及备用控制，当某一工段出现异常，系统会自动的诊断，在人机界面中做相关提醒，并执行合理的异常处理功能。
3 多级管理功能
根据常规生产要求，系统设置 2 个管理权限层面，管理层及操作层，可以按
照生产实际来启用，不同的层面，具有不同的管理权限，管理层可以实现对整体的操作处理，而操作层只能实现对系统的基本运行操作管理。可以实现配方保密。
4 历史数据及其打印
历史数据指的是在过去中系统工作状态的记录，包括同时记录异常报警情况，正常工作的实际生产量，按照生产要求，可以组成生产管理所需要的报表。实现过程生产的数据化管理，找出过程生产的问题所在，提高产品质量。这些数据可按照月、日甚至是班次的管理周期来呈现，按照管理要求付诸打印，并能计算出生产损耗表。
5 其他个性化附加功能
该系统具有非常好的前瞻性柔化设计功能，可以根据客户的实际生产需求，在控制系统允许的容量范围内，增加个性化需求功能，系统根据实际设置合理的拓展余量。
6 通讯支持及拓展
S7/C7 通讯对象间的通讯服务通过集成在系统中的功能块进行。可提供的通讯服务有：
带串口的 S7 标准通讯。
工业以太网的 S7 通讯。
各种接口的通用性。
编程器和个人计算机。
SIMATIC S5/S7。
工业 PC。
第三方的编程控制器。
二． 本系统是利用计算机技术及工业控制器软硬件互相组态实现,生产高度自动化、智能化。可以稳定的保证生产有序、安全进行，对生产过程集中进行监测、操作与管理，全面提高生产效率、稳定产品质量及管理水平,本方案
特点：
1）系统内部基于西门子控制器，通过硬件组态的方式，上设组态、下置通
讯，形成子站内的控制网络；
2）系统组态自动生成生产管理数据、历史数据及多级配方管理保密系统；
3）系统工艺实现在线监控，根据工艺流程、料位和设备故障实现自动报警；
4）实现生产过程工艺流程化、数据化管理、智能化；提供数据包括：报警数据、产量历史数据报表等； 开放式配方设置，多级权限配方管理；系统操作便捷、稳定，对人友好，并可促进安全生产，提高产品质量稳定性；
5）生产过程实时监控，管理；系统节能降耗，减少人力成本及劳动强度，提高生产效率；保障操作及维修人员安全，稳定生产。
3. 主要元器件：
（1） PLC 采用 SIEMENS 的 S7-1200 系列；
（2） PLC 和 PLC 及和上位系统之间采用以太网通讯，设备层(PLC 和第三方仪器仪表)采用 PROFIBUS 或 MODBUS 通讯；
（3）上位机组态采用 KINGVIEW 6.55 系列；
系统设计
根据下图工艺流程，自动化控制生产过程大致如下：
^步：通过上位机对系统的相关参数进行设定，如流量秤流量、全自动/单机模式、造粒生产线的选择，设备控制参数等等；
第二步：启动系统，如果是选择自动模式则可以通过上位机一键启停，可编程控制器按照工艺流程顺序启动设备，同时在启动前会先自检相关设备的马达是否有故障；
第三步：当系统进入生产阶段，上位机实时监控各设备运行状况，如流量秤的流量、各设备电机运行情况等。
第四步：具有相关报警功能及记录，例如成品输送机马达出现故障，则系统会及时的发出警报通知操作人员前去处理，同时自动按照顺序关闭前道设备。
