基于PLC的真空蒸发废油处理自动控制(2)

2009-09-05 张贤明 重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心

2、控制系统结构

  该系统采用上位机和下位机相结合的架构。下位机以PLC为核心,通过数据采集模块,采集废油再生设备的运行状态参数,由RS-232/485 通讯电缆进行连接并传输到上位机。上位机以工控计算机为核心, 运用VisualBasic 6.0编程开发自动监控系统,其开发周期短,完全可以满足工业软件的开发要求,从而实现对真空净化设备的运行仿真,并在上位机上通过PLC 实现对废油再生设备的实时控制。其控制系统结构如图2 所示。

废油再生设备自动监控流程图

图2 废油再生设备自动监控流程图

2.1、下位机(PLC)控制

  下位机选用经济可靠的日本OMRON公司生产的CP1H-XA40型PLC。CP1H-XA40 PLC为模块式结构,CPU单元为系统的核心,包括电源、微处理器、系统存储器、控制逻辑和接口电路等,自带有24点数字量输入、16点数字量输出、4路模拟量输入和2 路模拟量输出。基本I/O单元和智能I/O单元提供现场输入设备和控制输出设备与CPU的接口电路。采用CX-Programmer 6.1编程软件,以梯形图方式对下位机PLC进行编程,以直接实现对真空净化设备传感器数据采集和执行器的自动/手动控制。

  根据废油再生设备的蒸发室油位和管路流量,PLC对现场各个测试点参数进行控制,包括真空度、温度、流量、压力、液位等传感器。同时PLC 通过PID 调节器对加热器电源的导通角进行控制,实现对温度的控制等。

2.2、上位机(IPC)监控

  上位机采用工控计算机作监控管理,配备显示器、打印机等外围设备,在Windows操作系统下运行由VB 6.0编程开发的监控系统。

  Visual Basic作为一种可视化编程语言,在开监测系统中具有其独特的优势,开发界面友好,并能提供强大的串行通讯控件,可以开发串行通讯的系统程序。此VB开发的监控系统承担着真空净化设备的监控界面仿真、运行状态显示、传感器数据显示、实时和历史趋势图显示等工作任务。

3、自动控制程序的设计

3.1、设备系统的控制模式

  该设备的控制系统采用手动控制和自动控制两种控制模式。前一种方式一般只在设备调试或维修时使用, 正常情况下系统主要以自动控制方式运行。在这种方式下,所有设备的启、停、各种模式的转换都由PLC 按照预先编制的程序自动运行, 不需要操作人员的干预。

3.2、控制程序设计

  VB 6.0中自带有串行通讯控件MSComm、数据库操作控件Adodc、数据库显示控件DataGrid、图像显示控件MSChart、Image 控件等,按照工艺处理流程,VB 监控程序应具备如下的功能:

  (1)人机对话与图形界面显示。实现监测真空净化设备的运行状态、人机对话功能并提供友好实用的用户操作,同时显示工艺流程图画面、分组画面、实时/ 历史趋势图、系统报表生成、报警、打印等,并对图片进行处理达到满意的图形界面效果,且每个画面均可自由切换。

  (2)监测与控制功能。上位机通过与PLC的通讯实现对真空净化设备的自动/手动控制。将PLC采集的实时工况、过程变量、油质指标、工艺参数,实时在显示器上直观显示出来。管理人员通过鼠标和键盘下达各种调度指令,进行工艺参数的设定。

  (3) 建立动态实时数据库功能。自动监控系统不仅要实时监测工业生产的当前工况,还应具备存储数据和查询历史数据的功能。如果不采取建立动态实时数据库来处理数据存储,将会造成数据堆积的危险,导致影响系统的正常运行。

  (4) 通讯功能。VB提供了MSComm通信控件,此控件用于支持VB对串口的访问。同时VB可以调用外部DLL或应用程序,通过DLL将数据变量传递到监控系统,形成一个C/S的框架结构。

  (5)报警功能。在无报警时,自动隐藏报警功能;有报警时,声讯/光电报警并立即弹出当前报警信息框,所有报警信息均可在报警记录中查询,方便以后的运行分析。

4、结束语

  随着我国对环境保护投资力度的不断加大,国内对“第四废”即废油治理的研究也越来越重视。本文创新在于:利用VB 6.0自主开发了自动监控程序,构建了PC-PLC自动控制系统。该系统配置合理、可靠性高、控制精度高和系统成本低,实现了废油再生设备的自动监控,可以很好地满足真空净油过程的自控要求,从而避免了真空净化设备的人工误操作,提高了真空净化设备净油过程的控制水平,并进一步为工业废油处理设备的智能控制构建良好的平台。