翔鷺滌綸紡纖AIFCS溫控系統(tǒng)
概述
翔鷺滌綸紡纖HDT-3T機(jī)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線型溫控系統(tǒng)采用AIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線型總體設(shè)計(jì)，以AI-2000工業(yè)級(jí)觸摸屏電腦作為上位機(jī)，多臺(tái)AI調(diào)節(jié)器通過AIBUS通訊協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)接，觸摸屏電腦直接與AI調(diào)節(jié)器通過RS-485串行通訊實(shí)現(xiàn)90個(gè)通道溫度集中監(jiān)控。AI調(diào)節(jié)器上的所有參數(shù)可以在觸摸屏中顯示，也可用觸摸屏電腦設(shè)定下載，數(shù)據(jù)顯示刷新率高，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控，溫度控制在±0.1℃。本系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)控四條拉絲生產(chǎn)線。
制程工藝要求
在滌綸紡纖后道生產(chǎn)工序中，每個(gè)滌綸拉絲HDT-3T假捻機(jī)臺(tái)有45個(gè)加熱缸存放聯(lián)苯熱媒分液相與氣相，所需控制的溫控加熱區(qū)共有45個(gè)液相，45個(gè)氣相檢測(cè)點(diǎn)，為了對(duì)滌綸長絲改變其物理特性，需要軟化過程，在滌綸拉絲HDT-3T假捻機(jī)臺(tái)加熱缸中的聯(lián)苯熱媒加熱控制來軟化長絲創(chuàng)造拉升條件，不同的長絲拉升軟化溫度不同。由于原機(jī)臺(tái)溫控系統(tǒng)老舊，控制品質(zhì)不高，不適應(yīng)制程要求，擬對(duì)現(xiàn)有T機(jī)臺(tái)的溫控系統(tǒng)進(jìn)行改造，每個(gè)T臺(tái)假捻機(jī)有45個(gè)加熱缸，分兩層：下層聯(lián)苯熱媒液相加熱控制輸出驅(qū)動(dòng)SSR至加熱管，上層汽相45個(gè)監(jiān)測(cè)，每T臺(tái)控制系統(tǒng)有90個(gè)通道。經(jīng)系統(tǒng)改造采用AI調(diào)節(jié)器、AI巡檢儀通訊表與AI-2000液晶觸摸式工業(yè)平板電腦之間通訊，完全實(shí)現(xiàn)集中控制。一臺(tái)觸摸屏電腦可以同時(shí)與90個(gè)測(cè)控點(diǎn)通訊，通訊方式為RS-485串行通訊，這樣所有溫控表中的控制信息與數(shù)據(jù)信息都在觸摸屏電腦上統(tǒng)一管理、分配。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下 ：
測(cè)控系統(tǒng)
整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)包括AI-2000觸摸屏電腦、AI調(diào)節(jié)器、鉑電阻PT100、SSR固態(tài)繼電器、電加熱管。
觸摸屏電腦選用宇電AI-2000工業(yè)級(jí)觸摸屏電腦（TOUCH PC），不僅可運(yùn)行WINDOWSCE 、LINUX等各種嵌入式操作系統(tǒng)及軟件，也可運(yùn)行WINDOWS 98等PC操作系統(tǒng)及軟件，應(yīng)用豐富靈活，能全面取代無紙記錄儀、人機(jī)界面等產(chǎn)品。顯示屏采用10.4英寸TFT真彩色液晶屏幕，配合觸摸式屏幕操作，顯示畫面直觀清晰，操作簡便。同時(shí)采用CF電子盤，解決了普通硬盤不耐震動(dòng)的問題，可應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。具有一個(gè)RS232通訊接口、1個(gè)RS485通訊接口，1個(gè)并行打印口、1個(gè)USB接口、1個(gè)PS/2鼠標(biāo)接口，1個(gè)鍵盤接口、1個(gè)RJ45以太網(wǎng)口。
觸摸屏電腦中安裝有宇電工控組態(tài)軟件AIFCS產(chǎn)品，用戶無需系統(tǒng)組態(tài)即可直接使用，該軟件與宇光儀表配套使用共同構(gòu)成智能儀表現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，本工程與該軟件配套的儀表有AI708、AI708M，共90個(gè)通道。觸摸屏電腦上的并行口還可以直接和打印機(jī)連接實(shí)時(shí)或定時(shí)打印當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)。利用觸摸屏中電腦內(nèi)置的RS485通訊口與AI708、AI708M溫控表直接通訊。通訊方式RS485；儀表采用AIBUS通訊協(xié)議，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)或2個(gè)停止位，無校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)采用16位求和校驗(yàn)，它的糾錯(cuò)能力比奇偶校驗(yàn)高數(shù)萬倍，可確保通訊數(shù)據(jù)的正確可靠。
溫控儀表選用宇電具有通訊功能的AI系列儀表，該儀表采用AI人工智能調(diào)節(jié)方式，是利用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法，在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果優(yōu)化，具有無超調(diào)，高精度，參數(shù)確定簡單，對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn)。其整體調(diào)節(jié)效果比一般PID算法及模糊調(diào)節(jié)算法均更優(yōu)越。
主要功能描述
本系統(tǒng)由上位機(jī)（工業(yè)極觸摸屏電腦）和下位機(jī)（宇光AI智能儀表）二層結(jié)構(gòu)組成：上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接的所有智能儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、處理和輔助控制；下位機(jī)（宇光AI智能儀表）負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行。
- 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和保存
同時(shí)采集機(jī)臺(tái)90個(gè)通道的熱電阻（PT100）的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在同一畫面顯示所有儀表數(shù)據(jù)的數(shù)值及狀態(tài)，并同時(shí)把數(shù)據(jù)保存成文件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。
- 工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示
按客戶的工藝流程在畫面上顯示虛擬的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的布置情況，動(dòng)態(tài)的顯示設(shè)備的在線狀態(tài)，在傳感器及其他相關(guān)設(shè)備實(shí)際安裝的位置標(biāo)上相應(yīng)的標(biāo)號(hào)和數(shù)據(jù)，更直觀的讓用戶了解畫面上的數(shù)據(jù)的實(shí)際來源，在事故發(fā)生時(shí)更能提高解決事故的效率。
- 設(shè)備報(bào)警的產(chǎn)生、處理、保存及查詢
系統(tǒng)按照客戶的要求設(shè)置好報(bào)警產(chǎn)生時(shí)間、形式、長短和解除方式，實(shí)時(shí)快速準(zhǔn)確的進(jìn)行報(bào)警。并保存每一次報(bào)警的報(bào)警類型、報(bào)警時(shí)間、應(yīng)答時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、報(bào)警時(shí)報(bào)警后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、操作人員等，客戶需要的信息，對(duì)報(bào)警數(shù)據(jù)的查詢更可方便客戶進(jìn)行事故分析。
- 歷史數(shù)據(jù)的顯示及查詢
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存成文件后，可在歷史數(shù)據(jù)查詢畫面進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，客戶可以很方便的調(diào)出進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和數(shù)據(jù)分析，以便吸取經(jīng)驗(yàn)更好的控制整個(gè)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率。數(shù)據(jù)也可以保存成Excel可以打開的文件，用USB口拷貝到其他工控機(jī)進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?/p>
- 實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示
曲線功能使數(shù)據(jù)的顯示更為易懂，同時(shí)顯示氣相和液相兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)趨勢(shì)，使產(chǎn)品質(zhì)量更容易控制。實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的切換和強(qiáng)大曲線查詢功能使曲線的使用更簡便靈活。
- 對(duì)多臺(tái)智能儀表內(nèi)部參數(shù)的統(tǒng)一設(shè)置和分別設(shè)置
同時(shí)控制所有儀表的啟動(dòng)、停止、報(bào)警限值、儀表設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定，也可單獨(dú)任意設(shè)定一臺(tái)儀表的參數(shù)值，使上位機(jī)輔助控制變得快速準(zhǔn)確。
- 對(duì)操作人員的權(quán)限管理
系統(tǒng)登錄方式分為系統(tǒng)啟動(dòng)登錄、系統(tǒng)運(yùn)行期間登錄、退出系統(tǒng)時(shí)登錄。權(quán)限按照客戶要求進(jìn)行多重分級(jí)，防止不相關(guān)的操作員誤操作，造成事故。設(shè)置管理員權(quán)限使用戶能夠在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)增加、刪除用戶、分配權(quán)限、修改密碼。
結(jié)語
本系統(tǒng)在廈門翔鷺滌綸紡纖（廈門）有限公司已經(jīng)成功運(yùn)行二年多，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明基于AIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線和AI-2000工業(yè)級(jí)觸摸屏電腦的AIFCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，無論從軟件還是硬件設(shè)計(jì)上均較為合理，運(yùn)行可靠，操作方便，具有很強(qiáng)的抗干擾性，大大提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，使其工業(yè)自動(dòng)化水平又躍上一個(gè)新的臺(tái)階。