系統(tǒng)介紹

　　真空制鹽生產(chǎn)裝置是利用多效密閉容器進(jìn)行降壓蒸發(fā)，充分利用上一效的二次蒸汽來(lái)加熱下一效加熱室內(nèi)的原料鹵水，在末效收集二次蒸汽經(jīng)大氣式混合冷凝器冷卻形成真空，在各效蒸發(fā)罐產(chǎn)生壓力階梯。為了保證各效的液位恒定，每一效的加料在下循環(huán)管進(jìn)行；每一效轉(zhuǎn)料由上一效的鹽腳轉(zhuǎn)至下一效的循環(huán)管，最后在末效的鹽腳排出，整個(gè)系統(tǒng)不斷運(yùn)行實(shí)現(xiàn)真空蒸發(fā)制鹽。 

　　該真空制鹽生產(chǎn)控制系統(tǒng)采用臺(tái)灣研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW作為下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制核心，研華的IPC-610工控機(jī)內(nèi)裝通用組態(tài)軟件作為上位機(jī)的人機(jī)界面HMI或SCADA，它們一起通過(guò)RS-485串口，并通過(guò)Modbus協(xié)議構(gòu)成分散型控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)描述

1. 硬件實(shí)現(xiàn)：

　ADAM-5017模塊：現(xiàn)場(chǎng)變送器將液位、壓力等物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號(hào)，作為ADAM-5017的輸入，對(duì)應(yīng)PID功能塊的PV值。故ADAM-5017的輸入范圍設(shè)置為：-20-+20mA；ADAM-5024模塊：現(xiàn)場(chǎng)的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4-20mA電流輸入，閥門的開度大小，可以控制相應(yīng)的液位、壓力的變化。故ADAM-5024的輸出范圍設(shè)置為4-20mA。

2. 軟件實(shí)現(xiàn)：

在程序中直接調(diào)用Multiprog軟件中ProconOS.fwl中的FPID功能塊， ADAM-5017的每一路輸入即對(duì)應(yīng)該FPID功能塊的PV值，PID運(yùn)算后的MV值經(jīng)比例關(guān)系調(diào)整并對(duì)應(yīng)到ADAM-5024的輸出；對(duì)于FPID的SV、KP、TI、TD、手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾切換等均可通過(guò)組態(tài)軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)置。

具體如下：

　　在上位機(jī)中安裝KW-Multiprog軟件，并編程。首先，生成PID單回路控制及自動(dòng)沖洗等方案來(lái)。再次，利用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言的FBD功能塊圖來(lái)做，首先要導(dǎo)入KW-Proconos、研華提供Adam5000的庫(kù)函數(shù)并選用FPID模塊及Calendar（時(shí)鐘）模塊，定義或組態(tài)好各個(gè)參數(shù)的值，做好數(shù)據(jù)類型一致性，必要時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊。

　　編輯好的程序在通過(guò)編譯后，可通過(guò)強(qiáng)大的離線仿真工具在未下裝到控制器之前進(jìn)行程序的調(diào)試，也可以下裝至5510控制器中供ProconOS系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行，通過(guò)在線調(diào)試、強(qiáng)制賦給變量的某個(gè)值，來(lái)驗(yàn)證程序執(zhí)行的結(jié)果、動(dòng)作的對(duì)否，從而方便了調(diào)試與控制方案的實(shí)施等。

3.  PID控制部分程序的說(shuō)明：

1）、PID功能調(diào)用FPID功能塊即可方便實(shí)現(xiàn)；PID調(diào)節(jié)時(shí)，手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾切換、SV、KP、TI、TD等參數(shù)可經(jīng)過(guò)Modbus協(xié)議與上位機(jī)組態(tài)軟件的人機(jī)接口連接，并方便更改設(shè)置等。

2）、變量ADAM-5017_ch1及ADAM5024_ch1是指5017與5024模塊的第二個(gè)輸入/輸出通道。

3）、模擬量輸入部分：將5017模塊中16位A/D的采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為-20-+20mA的物理值,并送入FPID功能塊的“X”，對(duì)應(yīng)為PV值。

4）、模擬量輸出部分：12位D/A的5024模塊輸出范圍是：4-20mA；將Yout值（對(duì)應(yīng)MV）轉(zhuǎn)換為0-4095之間的DA值送入ADAM-5024輸出到氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

5）、在調(diào)試PID參數(shù)時(shí)，調(diào)節(jié)效果PV值也可通過(guò)Modbus協(xié)議上傳到組態(tài)軟件中進(jìn)行曲線顯示，察看調(diào)節(jié)效果。

6）、PID的實(shí)現(xiàn)：

Cyclic Task：

Untitled program：

PID_1：用于III效液位自動(dòng)控制

fPID_2：用于IV效液位自動(dòng)控制

fPID_3：用于首效蒸汽壓力自動(dòng)控制

main Program：

fPID_2：用于I效液位自動(dòng)控制

fPID_3：用于II效液位自動(dòng)控制

FPID的參數(shù)設(shè)置如下：

名稱  FPID參數(shù)

 Tscan

 Kp

 Ti

 Td

I效液位

 0.5

 32.0

 100.0

 0.0

II效液位

 0.5

 30.0

 62.5

 0.0

III效液位

 0.5

 40.0

 250.0

 0.0 

IV效液位

 1.2

 8.9

 22.0

 0.99

首效蒸汽壓力

 0.8

 2.6

 22.0

 0.0

4.  PID部分程序?qū)崿F(xiàn)如下：

5.  ADAM-5510KW中PID部分程序的實(shí)現(xiàn)

6.  現(xiàn)場(chǎng)的部分PID調(diào)節(jié)曲線：

　　用ADAM-5510KW控制作用產(chǎn)生的曲線分別是：I效液位、II效液位、III效液位、IV效液位、首效進(jìn)I效加熱室壓力，并分別對(duì)應(yīng)不同顏色；圖形中有尖脈沖向上的線條則是：操作人員做定期工作，沖洗變送器膜合所致。

　　在真空制鹽技改項(xiàng)目中，采用研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW與組態(tài)軟件的整合應(yīng)用，尤其是PID功能的方便實(shí)現(xiàn)，整個(gè)控制系統(tǒng)的快速開發(fā)和調(diào)試，與研華技術(shù)支持的大力協(xié)助分不開，使得整個(gè)項(xiàng)目從選型、前期編程、剛開始的上電調(diào)試到系統(tǒng)的投運(yùn)正常，所用時(shí)間很短，現(xiàn)場(chǎng)的大量信號(hào)能及時(shí)準(zhǔn)確的采集與輸出控制，各回路的控制都投入到自動(dòng)PID控制模式，且控制效果良好。

　　該控制正以成熟的技術(shù)、可靠的穩(wěn)定性、功能豐富的優(yōu)越性及日后維護(hù)量幾乎很小的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)流程的控制自動(dòng)化等方面發(fā)揮著重要的作用，也必將給企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　  生產(chǎn)工藝上對(duì)主要控制點(diǎn)的要求有：I至IV效蒸發(fā)罐的液位控制、進(jìn)I效加熱室的壓力控制、兌鹵流量控制、鹵水預(yù)熱的溫度控制等以上控制為單回路PID調(diào)節(jié)；定時(shí)沖洗裝置（指對(duì)二次蒸汽的捕抹器及變送器取壓口）能進(jìn)行手、自動(dòng)兩種狀態(tài)控制，并且自動(dòng)狀態(tài)時(shí)由程序執(zhí)行；遠(yuǎn)程手操器及流量的累積等。

I至IV效蒸發(fā)罐的液位控制、進(jìn)I效加熱室的壓力控制、兌鹵流量控制、鹵水預(yù)熱的溫度控制等； 

定時(shí)沖洗裝置（指對(duì)二次蒸汽的捕抹器及變送器取壓口）； 

能進(jìn)行手、自動(dòng)兩種狀態(tài)控制，并且自動(dòng)狀態(tài)時(shí)由程序執(zhí)行； 

遠(yuǎn)程手操器及流量的累積等。 

★項(xiàng)目實(shí)施

　對(duì)該真空制鹽生產(chǎn)裝置，其I/O點(diǎn)數(shù)為：70個(gè)，具體點(diǎn)數(shù)為：模擬量輸入AI（包括鉑熱電阻信號(hào)）為：45個(gè)，模擬量輸出AO為：9，開關(guān)量輸出DO為：16。根據(jù)上面提出的具體的控制要求及所采用的設(shè)備穩(wěn)定性、性價(jià)比等原則進(jìn)行綜合考慮，采用臺(tái)灣研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW控制器作為下位機(jī)設(shè)備、研華的IPC-610工控機(jī)內(nèi)裝通用組態(tài)軟件作為上位機(jī)的人機(jī)界面HMI或SCADA，它們一起構(gòu)成分散型控制系統(tǒng)。

下位機(jī)的構(gòu)成：

　　ADAM-5510KW控制器是基于PC-Based的軟邏輯控制器，它有自身的CPU、ROM(系統(tǒng)使用)、SRAM(內(nèi)存)、Flash Memory(存放文件)、內(nèi)置看門狗電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和多種通訊方式的通訊口、電源模塊等。另外可插入不同功能的I/O模塊，根據(jù)我們的實(shí)際需要使用ADAM-5017、ADAM-5024、ADAM-5068、ADM-4024等模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制輸出。

　　操作站的構(gòu)成：

IPC-610工控機(jī)加網(wǎng)卡和打印機(jī)作為上位機(jī)，并在上位機(jī)上安裝組態(tài)軟件KingView作為人機(jī)界面或遠(yuǎn)程遙控，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；并在上位機(jī)上安裝ADAM-5510KW的編程軟件Multiprog軟件對(duì)ADAM-5510KW進(jìn)行編程、編譯、下載及調(diào)試工作。