现场总线技术PROFIBUS在HXD的应用
1.前言
HXD是一种高性能的烟草叶丝在线膨胀干燥设备,具有机械构造简单、自动化程度高、可靠性好、维护费用较低、可有效提高烟丝填充能力并改善和稳定卷烟内在品质等优点,因此研究并推广HXD的控制方式对促进我国烟草行业的发展是有益的。
PROFIBUS是PROCESS FIELD BUS的缩写,是一种国际性的开放式的现场总线标准,广泛应用于加工制造、流程工业及楼宇等方面的自动化控制,技术已十分成熟。PROFIBUS依据应用特点分为PROFIBUS-DP,PROFIBUS-PA,PROFIBUS-FMS三个相互兼容版本。
2.HXD的构成及工艺流程
以济南卷烟厂的HXD为例介绍HXD的构成。
HXD可分为燃烧炉、干燥塔及旋风分离器两大部分,共有电机11台;燃烧炉部分与PROFIBUS-PA相连的设备如下:温度传感器(TT)6个,流量调节阀(FCV)6个,流量传感器(FT)3个,压力传感器(PT)1个;干燥塔及旋风分离器部分与PROFIBUS-PA相连的设备如下:温度传感器(TT)3个,流量调节阀(FCV)5个,水分仪(MT)一台,流量传感器(FT)4个,差压传感器(PdT)1个;两部分皆有火花(焰)探测器,另有压力调节阀、压力开关、电磁阀、单向阀等设备若干。
HXD具有将回潮后叶丝膨胀、干燥并自动调节烟丝水分等功能,其工艺流程如附图1所示。
图1 HXD工艺流程
3.控制系统构成及功能
3.1 控制系统构成
如附图2所示,系统采用PROFIBUS—DP单主站系统,主站选用高性能的S7-400型PLC,系统通过DP协议连接I/O控制单元ET200S、PC670、TP27、水分仪、变频器及S7300型PLC;通过DP/PA耦合器与现场温度传感器、流量传感器、压力传感器、流量调节阀相连。现场设有5个现场控制柜,控制柜接口模块分别选用IM157与IM151及带PROFIBUS接口的变频器,通过DP/PA耦合器可方便的将挂在ROFIBUS-PA上的设备集成到PROFIBUS-DP网络上,通过PROFIBUS协议将PLC与现场控制柜、现场检测与调节仪表等设备有机的连在一起,构成一体化控制系统。
图2 HXD网络拓扑图
3.2 系统功能
(1)水分/工艺气体温度的控制;
(2)工艺气体流量的控制;
(3)进料口压力的控制;
(4)系统清洗与灭火控制;
(5)燃烧炉的控制;
(6)工艺及控制参数的设定功能;
(7)工艺流程监控及设备运行状态显示;
(8)故障诊断与报警功能;
(9)相关参数的显示功能。
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