廣西柳州1784-SD1A使用方法

徐少春：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來是數(shù)字化孿生工廠
廣西柳州1784-SD1A使用方法
物理接口采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榫€性總線兩端加終端電阻。根據(jù)總線結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)的不同，PROFIBUS由3個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS- FMS、PROFIBUS-DP、PROFIBUS- PA。其中，PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)．診斷和報(bào)警處理。PROFIBUS-DP采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，通訊介質(zhì)可以是雙絞線．雙線電纜或光纜。波特率可以從9.6K bit/s到12M bit/s之間選擇。PROFIBUS-PA適用于PROFIBUS 的過程自動(dòng)化。PROFIBUS-PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力．濕度和液位變送器等現(xiàn)場設(shè)備連接起來，PROFIBUS-PA可用來替代4-20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA具有如下特性：（1）適合過程自動(dòng)化應(yīng)用的行規(guī)使不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場設(shè)備具有互換性。（2）增加和去除總線站點(diǎn)，即使在本征安全地區(qū)也不會(huì)影響到其它站。（3）在過程自動(dòng)化的PROFIBUS-PA段與制造業(yè)自動(dòng)化的PROFIBUS-DP總線段之間通過藕合器連接，并使可實(shí)現(xiàn)兩段間的透明通信。（4）使用與IEC1158－2技術(shù)相同的雙絞線完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送。（5）在潛在的危險(xiǎn)區(qū)可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。在確定使用PROFIBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)后，華能南京金陵電廠與多家自動(dòng)化系統(tǒng)廠商進(jìn)行了深入技術(shù)交流，并與設(shè)計(jì)院確定重點(diǎn)品牌范圍，積極聯(lián)系各總線設(shè)備廠商提供設(shè)備樣品送自動(dòng)化系統(tǒng)廠商進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)測試，西安熱工院作為技術(shù)支持方出具測試報(bào)告，終設(shè)備僅在通過測試的產(chǎn)品中選擇。經(jīng)過嚴(yán)格測試與綜合論證，華能南京金陵電廠選用了基于PROFIBUS的西門子基于現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。具體實(shí)施主控系統(tǒng) 本臺機(jī)組主控系統(tǒng)共有26＋2對（公用系統(tǒng)）控制器，設(shè)計(jì)了現(xiàn)場總線通訊柜35只、51個(gè)冗余PROFIBUS-DP網(wǎng)段、11個(gè)非冗余PROFIBUS-DP網(wǎng)段、124個(gè)PROFIBUS-PA網(wǎng)段，其中PROFIBUS-DP連接358個(gè)現(xiàn)場總線設(shè)備（包括電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、馬達(dá)控制器、分析儀表、變頻器等）、PROFIBUS-PA連接628個(gè)現(xiàn)場總線設(shè)備（包括壓力變送器、溫度變送器、流量計(jì)、定位器及液位計(jì)等），涵蓋了25個(gè)工藝系統(tǒng)，采用了13種類型的現(xiàn)場總線設(shè)備，基本包括了主機(jī)過程控制系統(tǒng)中的所有典型設(shè)備。鑒于爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽機(jī)本體緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、給水泵汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MEH）和給水泵汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（METS）對機(jī)組安全運(yùn)行至關(guān)重要，回路處理速度要求高，因此對上述系統(tǒng)還是采用常規(guī)控制方式，不納入FCS系統(tǒng)。輔控系統(tǒng) 補(bǔ)給水、凝結(jié)水精處理、凈水、廢水、脫硫系統(tǒng)均采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。輔控范圍內(nèi)總線設(shè)備數(shù)量達(dá)665 個(gè)。

項(xiàng)目背景隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，為了提高生產(chǎn)效率，國內(nèi)眾多卷煙廠通過技術(shù)改造和引進(jìn)高速卷煙設(shè)備提升卷煙機(jī)的卷煙速度。在煙機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，卷煙紙容易出現(xiàn)搭接錯(cuò)位、斷裂等問題。為解決上述生產(chǎn)過程中的難題，西門子將Simotion和Sinamics S120系統(tǒng)成功應(yīng)用于煙草行業(yè)高速接紙機(jī)。該機(jī)型通過使用全伺服控制方案和無膠粘接技術(shù)，能對高速運(yùn)行的紙道進(jìn)行在線不停機(jī)粘接，并極大簡化機(jī)器結(jié)構(gòu)，提升煙紙粘接成功率。西門子高速接紙機(jī)的成功開發(fā)，將會(huì)取代當(dāng)前我國各大煙廠的機(jī)械式供紙?jiān)O(shè)備，有著巨大的市場潛力。挑戰(zhàn)與困難 在我國傳統(tǒng)的香煙生產(chǎn)中，濾棒成型機(jī)和卷煙機(jī)都需要在前道工序供應(yīng)濾棒紙或卷煙紙。由于供應(yīng)濾棒紙或卷煙紙的速度達(dá)到了600-800m/min，在該速度下要保證連續(xù)生產(chǎn)，在我國一直都使用機(jī)械輔助設(shè)備完成不停機(jī)在線粘接。然而，國內(nèi)傳統(tǒng)的機(jī)械式涂膠粘接技術(shù)存在以下缺陷：機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)繁瑣，運(yùn)行不穩(wěn)定，易出現(xiàn)粘接失敗或粘接后新帶和舊帶不重合等故障，運(yùn)行速度只能達(dá)到600m/min；傳統(tǒng)放卷方式為被動(dòng)放卷，通過磁粉離合器或磁阻剎車完成放卷工藝，該方式不可能達(dá)到800m/min運(yùn)行速度，且維護(hù)流程復(fù)雜，剎車構(gòu)件易磨損；膠料使粘接部位厚度增加，在送進(jìn)卷煙機(jī)后易造成斷裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞卷煙機(jī)；傳統(tǒng)機(jī)械式涂膠粘接，對零部件的加工和裝配要求極高，我國現(xiàn)今加工水平難以達(dá)到零部件的量產(chǎn)。西門子產(chǎn)品、技術(shù)或解決方案的應(yīng)用 由于各大煙廠生產(chǎn)的需要，客戶對西門子提供的接紙機(jī)提出了較高的要求，即在800m/min運(yùn)行速度下，需保證煙紙粘接成功。為確保高速運(yùn)行速度下的成功粘接率，西門子提供的高速接紙機(jī)運(yùn)用了Simotion和Sinamics S120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，1FK7和1FT6電機(jī)，同時(shí)采用收放卷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用軟件包Simotion Winder。該高速接紙機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用全伺服無膠粘接技術(shù)，該技術(shù)使用機(jī)械壓痕的方式將新紙帶和舊紙帶通過壓印粘接在一起，無需涂膠，可避免卷煙機(jī)損壞；機(jī)械結(jié)構(gòu)大大減少，避免由于機(jī)械加工的不一致造成設(shè)備不穩(wěn)定；伺服電機(jī)主動(dòng)放卷技術(shù)，運(yùn)行速度大大提升，可以達(dá)到800m/min甚至于達(dá)到1000m/min的水平；可以配套目前國外的高速卷煙機(jī)生產(chǎn)。性能及效益經(jīng)過測試，西門子提供的高速接紙機(jī)放卷紙帶速度為800m/min，能完成在線不停機(jī)粘接，完全符合客戶的需求，并能幫助客戶節(jié)省成本，提升產(chǎn)能：此機(jī)型可取代國內(nèi)目前所有煙廠現(xiàn)有的放卷輔助設(shè)備，使煙廠生產(chǎn)更穩(wěn)定可靠，大幅減少機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械加工成本；可以配套目前世界進(jìn)的高速卷煙機(jī)，有效提升煙廠的生產(chǎn)能力；大量節(jié)省了工程師放卷應(yīng)用編程工作，可將工作精力集中在無膠粘接工藝研發(fā)上。

不僅如此，玻璃表面的微裂紋在這種壓應(yīng)力下變得更加細(xì)微，也在一定程度上提高了玻璃的強(qiáng)度。目前普遍采用的物理鋼化法是將玻璃加熱到軟化點(diǎn)附近（650℃左右），這時(shí)玻璃仍能保持原來的形狀，但玻璃中粒子已有一定的遷移能力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，以使內(nèi)部存在的應(yīng)力很快消除，然后將玻璃進(jìn)行吹風(fēng)驟冷，當(dāng)溫度平衡后，玻璃表面產(chǎn)生了壓應(yīng)力，內(nèi)層產(chǎn)生了張應(yīng)力，即玻璃產(chǎn)生了一種均勻而有規(guī)律分布的內(nèi)應(yīng)力，提高了玻璃作為脆性材料的抗張強(qiáng)度，從而使玻璃抗彎曲和抗沖擊強(qiáng)度得到提高。同時(shí)，由于玻璃內(nèi)部均勻應(yīng)力的存在，一旦玻璃局部受到超過其強(qiáng)度能承受的沖擊發(fā)生破裂時(shí)，在內(nèi)部應(yīng)力的作用下自爆為小顆粒，提高了其安全性。因此，鋼化玻璃亦可稱為預(yù)應(yīng)力玻璃或安全玻璃。玻璃在鋼化的過程中，一般都會(huì)產(chǎn)生風(fēng)斑和應(yīng)力斑，風(fēng)斑是在冷卻過程中，由于受冷不均而導(dǎo)致玻璃應(yīng)力不均而形成的，其在某種特殊角度下觀察會(huì)看到玻璃表面呈明暗相間的條紋。應(yīng)力斑也是因?yàn)閼?yīng)力不均造成的，比如在加熱過程中，爐邊部和中部存在溫差而導(dǎo)致應(yīng)力不均。應(yīng)力斑目前還沒有辦法完全避免，但設(shè)計(jì)良好的鋼化設(shè)備可以程度的減少應(yīng)力斑的可見性。 玻璃鋼化爐設(shè)備 鋼化爐（glass tempering furnace)是用物理或化學(xué)方法生產(chǎn)鋼化玻璃的設(shè)備，目前主要采用物理式鋼化爐，物理式玻璃鋼化爐按照加熱方式特性可以分為對流式強(qiáng)制對流加熱鋼化爐和輻射式加熱鋼化爐。對流式鋼化爐以加熱時(shí)間短、加熱均勻，生產(chǎn)的鋼化玻璃平整度好、風(fēng)斑少、玻金少在近幾年得到了廣泛的應(yīng)用。鋼化爐機(jī)組一般由放片臺、加熱爐、冷卻風(fēng)柵、取片臺等組成。外加風(fēng)機(jī)、空氣分配中心、電氣控制系統(tǒng)以及電腦終端等設(shè)施組成。原片玻璃從裝片臺入爐，在加熱爐內(nèi)加熱到適合鋼化的溫度，完成加熱過程，電爐內(nèi)部空間被爐內(nèi)水平、相隔一定間距放置的數(shù)十根陶瓷輥道分隔為上下兩個(gè)加熱空間，分別由頂部與底部的電熱絲加熱，PLC自動(dòng)控制整個(gè)加熱過程。加熱后的玻璃進(jìn)入冷卻風(fēng)柵后均勻迅速地淬冷鋼化，上下風(fēng)柵的冷卻壓力可以調(diào)節(jié)。然后進(jìn)入卸片臺卸片包裝。鋼化爐的鋼化工藝過程，在操作人員對相應(yīng)的工藝參數(shù)進(jìn)行選擇、設(shè)定后，由PLC控制系統(tǒng)對工藝流程進(jìn)行自動(dòng)控制。玻璃鋼化系統(tǒng)工藝 玻璃鋼化工藝一般采用優(yōu)質(zhì)玻璃為原料，以鋼化爐為主要生產(chǎn)設(shè)備。整個(gè)生產(chǎn)線的長度20-30米不等，依次分布為放片臺、加熱段、風(fēng)柵冷卻段、取片臺，各工段均有不同材質(zhì)的輥?zhàn)舆\(yùn)送玻璃。輔助設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、控制柜等。其生產(chǎn)過程分成上片、自動(dòng)往復(fù)加熱、往復(fù)急冷、往復(fù)吹風(fēng)、取片五個(gè)工藝階段。開車前逐步使加熱段呈矩陣分布的上下電爐升溫至650℃，做好鋼化準(zhǔn)備。玻璃進(jìn)入加熱爐后，由陶瓷輥道支撐，在連續(xù)正、反向轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)的陶瓷輥道帶動(dòng)下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成均勻加熱。玻璃上表面吸收熱量主要依靠頂部電熱絲的熱輻射、玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)造成的氣體對流和自然對流傳熱。此時(shí)熱輻射是為首要的加熱形式；玻璃中部溫度的升高是靠玻璃表面向內(nèi)的熱傳導(dǎo)以及吸收輻射熱得以實(shí)現(xiàn)的；玻璃下表面除了下部輻射板熱輻射、玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成的氣體對流和自然對流加熱外，玻璃下表面與處于高溫狀態(tài)的陶瓷輥道直接接觸，陶瓷輥道以熱傳導(dǎo)方式直接對玻璃下表面?zhèn)鬟f熱量。運(yùn)動(dòng)中的陶瓷輥道不斷接受來自下部輻射板輻射熱以及下部空間的對流傳熱。由于熱傳導(dǎo)的作用，在相同溫度條件下，下表面的升溫速率大于上表面的升溫速率，這在玻璃進(jìn)爐初期非常明顯。加熱后期，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行。加熱完畢，打開后爐門，加熱主傳動(dòng)和風(fēng)柵主傳動(dòng)按出爐速度同步高速出爐，熾熱的玻璃快速進(jìn)入風(fēng)柵急冷鋼化。急冷之后，風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行至冷卻結(jié)束，然后減速停機(jī)，風(fēng)柵轉(zhuǎn)動(dòng)和取片轉(zhuǎn)動(dòng)按取片速度同步出柵到達(dá)取片臺。系統(tǒng)同時(shí)具有多種報(bào)警。緊急停車時(shí)有安全位置，運(yùn)行時(shí)有安全連鎖。 玻璃強(qiáng)制快速冷卻，是形成玻璃終均勻應(yīng)力的關(guān)鍵。玻璃板被繞有仿綸繩的輥道支撐，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)玻璃均勻、快速冷卻。冷卻風(fēng)的總風(fēng)壓以及上下冷卻速率的平衡，上下風(fēng)柵氣流壓力的平衡也直接影響鋼化玻璃的平整度。鋼化爐氣控制系統(tǒng) 鋼化爐控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)為西門子WINCC+MP 270控制系統(tǒng)，下位機(jī)除PLC的CPU機(jī)架外，還有一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，用于控制大量的SSR模塊。另外，通過Profibus總線擴(kuò)展了三個(gè)ET200M遠(yuǎn)程I/O站和四套風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)。PLC是剛化爐控制系統(tǒng)的核心，基于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能以及適用性、安全性、可靠性，選用了西門子S7-300PLC作為主控制，SIEMENS S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，各種功能模塊 可以滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制功能，簡單、實(shí)用、模塊化和分散式結(jié)構(gòu)使其應(yīng)用十分靈活，當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展。

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三極管開關(guān)速度快、繼電器開關(guān)速度慢開關(guān)三極管由于沒有機(jī)械觸點(diǎn)，所以其開關(guān)速度可以很快（微秒級），而繼電器由于機(jī)械觸點(diǎn)的存在，其開關(guān)速度（毫秒級）要明顯低于三極管的開關(guān)速度。開關(guān)功能只是三極管功能的一部分三極管的開關(guān)功能只是其功能的一部分，三極管還具有電流放大和穩(wěn)壓的作用，這點(diǎn)繼電器是不能夠做到的。繼電器和接觸器作用類似繼電器和接觸器的作用非常相似，但是接觸器主要用來控制更大的電流的通斷。繼電器的驅(qū)動(dòng)電路通常用三極管實(shí)現(xiàn)繼電器線圈需要流過較大的電流(約50mA)才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進(jìn)行擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。
李軍旗：工業(yè)富聯(lián)已做好未來10年規(guī)劃