1 引言
聚乙烯蠟是一
種化工材料，其中聚乙烯蠟的成色為白色小微珠狀/片狀，由乙烯聚合橡膠加工劑而形成的，其具有熔點(diǎn)較高、硬度大、光澤度高、顏色雪白等特點(diǎn)，聚乙烯蠟是廣泛應(yīng)用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚體。
在工業(yè)環(huán)境下，可編程控制器（PLC）已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心裝置，為此本文提出了以和利時(shí)LM PLC為下位的控制系統(tǒng)，它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，高精度模擬量采集及處理功能，還能完成各種順序或定時(shí)的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、體積小、編程簡(jiǎn)單、開放性好等功能，上位監(jiān)控采用HollyView進(jìn)行組態(tài)的聚乙烯蠟系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了控制過程中的穩(wěn)定性、可靠性，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)、合理和高效。
2 聚乙烯蠟系統(tǒng)原理及工藝
聚乙烯蠟的作用原理：聚乙烯蠟在高溫中（約100-140℃）溶解于溶劑中，而在冷卻至常溫時(shí)析出，以微晶形式存在于涂料中，因其觸變性有利于涂料的貯存，而在涂料施工應(yīng)用之后，在溶劑揮發(fā)過程中能遷移到涂膜表層，最終與涂料其他組分形成一個(gè)“蠟化”的表層，裂解聚乙烯蠟采用高分子量聚乙烯，為主要原料，加入其他輔助材料，通過一系列解聚反應(yīng)而制成。解聚反應(yīng)是聚乙烯生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一環(huán)，解聚反應(yīng)全過程應(yīng)在密閉的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行。 控制程序是用和利時(shí)PowerPo V2.1.5B編程軟件來實(shí)現(xiàn)的，控制環(huán)節(jié)大致分為如下幾部分：融化、過濾、精餾、蒸餾塔等。
融化系統(tǒng)：不同的原材料進(jìn)入對(duì)應(yīng)的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行融化，在融化過程中通過釜內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度對(duì)相應(yīng)的閥門進(jìn)行PID控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過程，融化后通過粗濾器和上料泵送到上料線進(jìn)行上料，具體融化系統(tǒng)圖2-1所示
2-1 融化TICA-101A調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)示意圖
過濾系統(tǒng)：將上料線輸送來的料液進(jìn)行過濾并將混合物輸送至精餾過程
2-2 過濾系統(tǒng)示意圖
2-3 精餾系統(tǒng)示意圖
2-4 蒸餾塔系統(tǒng)示意圖
2-5 歷史趨勢(shì)1示意圖
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主要以北京和利時(shí)公司LM系列PLC為核心、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲控報(bào)警、儀表系統(tǒng)等組成，主要通過不同模擬量數(shù)據(jù)通過PID手自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)閥門，同時(shí)控制部分泵等元件。在中央控制室設(shè)置操作員站，方便人員對(duì)整廠的系統(tǒng)監(jiān)控與管理，硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1所示。
3-1 硬件結(jié)構(gòu)示意圖
ì PLC硬件配置
以下是聚乙烯蠟生產(chǎn)系統(tǒng)主要配置，PLC硬件配置清單如下：
表 3-1 PLC硬件及點(diǎn)表清單
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序號(hào)
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設(shè)備名稱
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型號(hào)及規(guī)格描述
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數(shù)量
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生產(chǎn)商
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1
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CPU模塊
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LM3109，CPU模塊，AC220V供電，自帶40點(diǎn)I/O，DI 24×DC24V，DO 16×繼電器
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2
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和利時(shí)
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2
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8通道模擬量輸入模塊
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LM3313，8通道模擬量輸入（-10～+10V/-20～+20mA可選，12A/D，精度0.5％，單端輸入，響應(yīng)時(shí)間15ms）
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3
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和利時(shí)
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3
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2通道模擬量輸出模塊
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LM3320，2通道模擬量輸出（0～20mA/0～10V可選）
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8
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和利時(shí)
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ì 上位機(jī)操作系統(tǒng)
上位機(jī)操作系統(tǒng)采用和利時(shí)公司的HollyView進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC控制站的監(jiān)視與控制，保證了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)時(shí)性，確保監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。
4 應(yīng)用特點(diǎn)
基于LM系列PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)線系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
ì 穩(wěn)定性、可靠性
系統(tǒng)采用和利時(shí)公司LM系列PLC，LM系列PLC主要針對(duì)中小型或?qū)煽啃砸蟾叩目刂葡到y(tǒng)，在惡劣的工作環(huán)境下仍然可以保證長(zhǎng)時(shí)間可靠的工作，LM系列PLC還通過了UL和CE兩大國(guó)際認(rèn)證。
ì 運(yùn)算速度
Ø LM系列PLC運(yùn)算速度高達(dá)0.37 us，用戶程序容量：最大可達(dá)120KB；數(shù)據(jù)容量：最大可達(dá)32 KB；掉電保持：6 K；支持LD、ST等六種語(yǔ)言混合編程， LM編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過配置參數(shù)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算功能。
ì 數(shù)據(jù)采集
實(shí)時(shí)、高精度、模擬信號(hào)采集經(jīng)過PLC轉(zhuǎn)換再通過RS485傳送至上位機(jī)，采樣周期只有6ms。
ì 輸出控制
通過PID調(diào)節(jié)各路閥門開度，聯(lián)鎖控制各閥門、泵、電機(jī)，實(shí)時(shí)顯示輸出狀態(tài)。
ì 畫面顯示功能
畫面顯示整個(gè)工藝流程及控制控制環(huán)節(jié)，，各種采信號(hào)的趨勢(shì)圖、PID調(diào)節(jié)參數(shù)、常用的數(shù)據(jù)表格等，顯示內(nèi)容包括開關(guān)狀態(tài)、泵的運(yùn)行停止及故障狀態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示各測(cè)量值。
ì 歷史數(shù)據(jù)查詢功能
通過上位機(jī)可以方便的查詢、統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，保存歷史數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)相關(guān)量的趨勢(shì)曲線，根據(jù)用戶的需要可以提供報(bào)表功能，根據(jù)年月日的操作情況做成報(bào)表的形式，提供有效的技術(shù)參數(shù)。
5 結(jié)束語(yǔ)
基于和利時(shí)LM PLC的聚乙烯蠟生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行，且性能穩(wěn)定可靠，較好地滿足了控制過程中的控制與管理相結(jié)合的要求，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了由于操作人員操作失誤而造成的事故。其系統(tǒng)的安全可靠性和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性方面獨(dú)到的優(yōu)越性、友好性以及其自動(dòng)化程度都達(dá)到了先進(jìn)水平。技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，LM系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系統(tǒng)的控制任務(wù)。