图1
2.1.2 主要硬件组成
①工控机:采用研祥IPC-810工控机;
②组态软件:采用 MCGS6.2,512点;
③PLC:采用台达DVP48EH00R2,24DI/24DO;
④AD采集模块:采用台达DVP04AD-H2模块;
⑤通讯模块:采用泓格I-7520通讯模块;
⑥PH值电极、仪表:采用耐高温,发酵专用电极,仪表与电极配套,4~20mA输出;
⑦电磁阀:AC220电源,需耐强碱腐蚀;
⑧固态继电器:DC24V控制/AC220V输出。
2.1.3 现场方案
①工控机
工控机放在车间值班办公室,通过RS232/485通讯模块与PLC控制柜进行数据交换,通讯距离理论上在1.2KM,但考虑通讯速度,应尽量减少通讯距离。
②PLC控制柜
PLC控制柜安装位置根据现场情况而定,尽量选择清洁,环境温度低于40度的环境安装。
③PH值仪表柜
安装在发酵罐附近,电极与仪表之间的距离应小于10m,防止电极产生的微弱信号衰减。
④电磁阀
电磁阀安装在原手动加碱阀与空气进气管道之间,电磁阀进口处应安装过滤网,以防止颗粒物进入电磁阀,影响电磁阀工作。
现场图如图2所示。
图2
2.2 软件部分
2.2.1工控机主界面
工控机程序主界面如图3所示。
图3
软件主界面反映了所有发酵罐的基本运行数据和状态,运行数据包括:PH值目标值,PH值测量值和发酵罐的启动时间,状态数据包括:运行启停状态,报警状态,手/自动状态,报警禁止/允许状态。
如果要了解其中某个发酵罐的详细运行数据和状态,可以在主界面上点击“进入”,即可进到对应的某一个发酵罐界面,如图4所示。
在此界面上,能详细的反映了此发酵罐的运行数据和状态,包括:
①运行状态指示,报警指示,手/自动状态,手/自动控制按钮,手动加碱按钮,电磁阀开关状态,电磁阀动作次数,历史报警记录。
②批次输入和显示,发酵罐启停时间,启动计时,数据导出,
③PH值测量值,加碱时间系数,循环检测时间设定,PH值目标值设定,PH值上下限值设定。
④PH值历史曲线,PH值实时曲线。
2.2.2 界面操作
图4
(1)启动操作
①步输入本次发酵的批次;
②步设定系统运行参数;
③步选择手动/自动方式;
④步把PLC控制柜上的选择开关旋到“启动”。
(2)停止操作
①步把PLC控制柜上的选择开关旋到“停止”,处于停止状态时,PLC程序不执行该发酵罐的程序,不能进行手动或自动的加碱。
(3)数据导出
①步在发酵罐停止状态时,点击“**罐本批次PH值数据导出”即可,必须是在发酵罐停止状态时才能导出数据。
(4)手动加碱
①步选择“手动”按钮,再点击“手动加碱”即可打开电磁阀,打开时间在“加碱计时”显示。
(5)自动加碱
①步选择“自动”按钮,系统根据循环时间设定值自动循环检测加碱。
(6)曲线浏览
实时曲线:双击实时曲线,可放大实时曲线以方便查看。
历史曲线:把鼠标移到历史曲线上,可以看到某时刻的PH值。
2.2.3 保护策略
在电磁阀打开过程中,不管是手动加碱还是自动加碱,只要测量值超过了目标值,系统会自动关闭电磁阀,以保护过量加碱。
2.2.4报警策略
当测量值高于上限报警值或低于下限报警值时,系统延时10s后发出声光报警,PLC控制柜的蜂鸣器发出报警声,在软件界面上对应的发酵罐报警显示框变成红色并闪烁。
3 结束语
采用自动加碱后,PH值控制精度为:目标值±0.05,克服了人为手动加碱带来的不定因素,改善了发酵罐PH稳定性,提高了产品的质量稳定性,系统集成了整个车间的发酵罐管理,操作工人只需在电脑旁边,就可以了解和操作整个生产车间每个发酵罐的工作状态,降低了操作工人的劳动强度。
作者简介
肖先忠(1977-) 男 工程师,任职于英伟力新能源科技(上海)有限公司。
参考文献(略)
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