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1、甘油脂供给系统电气控制改造方案1.甘油脂供给系统的运行控制要求1）系统简介甘油脂供给系统目前结构如图所示：储罐分为低位罐和高位罐，其中低位罐分南罐和北罐，高位罐的南边为系统 1，北边为系统2。液泵分为送液泵和高位送液泵，液泵向低位罐送液的泵为送液泵，从低位罐向高位罐送液的泵为高位送液泵。甘油脂油首先用送液泵打入低位罐，作为中间储备，再由高位送液泵打入高位罐，而后利用液体的自然高低落差，送入车间各机台使用。在高位送液泵前有一板式过滤器。2）目前系统电气控制系统所具有的功能：对甘油脂供给系统的控制主要为高、低位罐的液位控制，控制原则采用一般储罐“低位开始加料，高位停止加料”的基本控制方式。具体而言
2、控制过程如下：高位罐和低位罐都装有液位开关，当液位到达低位报警液位时，发出声光报警，液位到达高位报警液位时，也发出声光报警，同时送液泵或高位送液泵停止。在发出声光报警的同时，系统还发出信号，触发无线通信设备，向看管人员发送报警短信。送液泵只工作在“手动”控制方式下，即向低位罐加油的过程完全是人工管理的，但在液位达到高位或高位报警液位时系统自动停泵。向低位罐加油的操作过程如下（以南罐为例）：第一步：将“北/南罐切换” 、 “北/南罐低位报警” 、 “北/南罐高位报警”三个旋钮打在“南罐”位置，其目的是使报警信号指示的是南罐的状况；第二步：打开南罐甘油酯阀进口阀，试液管的上、下阀门；第三步：按下“
3、底罐开”按钮，送液泵启动， “底罐指示”灯亮，开始添加甘油酯（添加过程中，可根据实际情况的需要，按“底罐停”按钮，停止添加，或者是液位达到高位时送液泵自动停止，如继续加油到达高位报警液位时“底罐高位报警”指示灯亮，声光报警）第四步：北罐送液方法和南罐相同，只要将“北/南罐切换” “北/南罐低位报警” 、 “北/南罐高位报警”三个旋钮打在北罐位置，打开北罐甘油酯进口阀；第五步：添加完毕，关闭甘油酯阀进口阀、试液管的上、下阀门。高位送液泵分“手动” 、 “自动”控制方式，当“手动/自动”档位于“自动”档时为“自动”控制方式，高位罐液位到达低位时自动启动高位送液泵（如液位进一步低于低位报警液位则也要
4、自动启动高位送液泵，同时声光报警） ，高位罐液位到达高位时自动停止高位送液泵（如液位进一步升高到高位报警液位则也要自动停止高位送液泵，同时声光报警） ；高位送液泵“自动/手动”按钮在“手动”档时为“手动”控制方式，此时高位送液泵不受液位控制，而是手动启/停高位送液泵。具体操作过程如下（以系统 1 为例）：第一步：打开南罐甘油酯阀出口阀（系统 1 使用时南罐的出口阀处于打开状态；系统 2 使用时北罐的出口阀处于打开状态） ，高位送液切换阀打向系统 1。第二步：将“系统 2/系统 1 切换” 、 “系统 2/系统 1 低位报警” 、 “系统 2/系统 1 高位报警”三个旋钮打在“系统 1”上，其目
5、的是使报警信号指示的是系统 1 的状况；第三步：将“自动/手动”档先打到“自动”档立即回到“手动”档，此时启动高位送液泵，系统对高位罐送液，直到系统 1 液位达到高位或高位报警液位时，高位送液泵自动停止，出现液位达到高位报警液位时发声光报警；第四步：系统 2 送液方法同系统 1，只要打开北罐甘油酯阀出口阀，将“系统 2/系统 1 切换” 、“系统 2/系统 1 低位报警” 、 “系统 2/系统 1 高位报警”三个旋钮打在“系统 2”上，高位送液切换阀打向系统 2。其余相同；“高位送液泵启/停”按钮为高位送液泵电源总开关，按钮位于“停”位置时，无论“手动”、 “自动”均不能开启高位送液泵。因此要
6、操作高位送液泵，必须将“高位送液泵启/停”按钮置于“启”的位置。甘油酯不能混用， “南罐和系统 1”对应， “北罐和系统 2”对应；高位送液泵的“手动/自动”切换按钮平时都置于“自动”档上， “高位送液泵启/停”平时位于“启”的位置；若喇叭报警，可暂时关闭，但故障排除后，请务必打开喇叭开关。3）改造的要求和改造后新增加的功能将原来的继电控制线路改为 PLC+触摸屏控制，完全实现原有功能。 一个改动是在高位送液泵“手动”控制方式下，加设“启” 、 “停”按钮，相应的原“高位送液泵启/停”按钮改名为“高位送液泵开/关”按钮。所有按钮，除非必要尽量使用触摸屏实现。南罐、北罐、系统 1、系统 2 各加
7、装一套非接触式液位检测装置，在该检测信号和原有机械报警信号中选择一种可靠的做为液位的控制信号（或两种信号进行逻辑运算？） ，另一种用作备用紧急处理和报警信号防止误报警实现报警信号冗余。检测的液位能在触摸屏上显示，并保存供查询。将板式过滤器出口处流量计的流量取出来，显示屏能显示累计流量并提供查询功能。板式过滤器加一套压差报警，显示屏能显示报警信息。在室内加装温度测量装置，并能设定报警范围，显示屏显示报警信息。通过对液位的实时模拟量检测以及新增的检测报警装置，要增加系统的报警状况的项目数，并要能做到使无线通信设备能对不同的报警状况发送不同的短信。加装一个能维持 15 分钟供电的UPS220AC 电
8、源供报警装置工作，断电就报警。所有 PLC 的信号均要求能通过厂内局域网利用标准的 profibus_DP 或者 modbus485 通讯接口上传到生产管理系统。高位送液切换阀改装为电动阀，均在下面控制箱上控制。为保证甘油酯的不混用，切换阀到控制要互锁。喇叭报警的暂时关闭采用加用消音按钮，但为保证故障排除后，打开喇叭开关的要求，在出现故障消音时间过长后要屏显提醒打开开关，或自动恢复可以发声。2.系统改造方案1）系统组成根据系统的运行控制要求，改造好后系统的结构如图所示：M o d b u s 4 8 5高 、 低 位 罐 液 位 报 警 信 号 4 4 = 1 6 点继 电 线 路送液泵高位送
9、液泵高 位 送 液 切 换 阀 组报警喇叭GSM发射器南罐液位北罐液位系统1液位系统2液位过滤器压差温度送液流量R S 2 3 2厂 内 局 域 网其中：（1）系统功能介绍整个系统的原有功能及新增功能的人工操作界面除必要的按钮外均通过触摸屏实现，触摸屏设置控制菜单和可灵活切换的多个控制界面，初步设想的界面有：实时工况，实时趋势曲线，控制操作界面，历史趋势曲线，历史数据列表，参数设置，各界面之间的关系和可实现的功能介绍如下：各界面之间的关系如图所示：菜 单实 时 工 况（ 开 机 画 面 ）控 制 操 作界 面实时趋势曲线历史数据查询历史趋势曲线历史数据列表参数设置各界面的功能如下：实时工况：模
10、拟显示甘油脂供给系统实际场景，并显示各有关参数和设备工作状态。以及必要的操作按钮。实时趋势曲线：实时显示液位、温度、压差的趋势曲线。控制操作界面：相当与原来的控制箱按钮界面（但控制操作不局限于该界面，在实时工况界面下也可实现部分操作功能） 。历史趋势曲线：保存的趋势曲线历史数据仍以曲线形式供查询显示。历史数据列表：保存的趋势曲线历史数据以表格形式供查询显示，并可上传供打印。参数设置：送液泵、高位送液泵运行启停液位、报警值设置等。（2）新增设备选型与系统配置主要新增的设备有 PLC，触摸屏，非接触式液位检测装置，温度传感器和变送器， USP 不间断电源，高位罐出口电动阀，选型考虑的因素和初步确定
11、型号如下：PLC：考虑到系统开发的熟悉程度，选用三菱 FX2N 系列 PLC 主机外加 A/D 模块的形式。触摸屏：考虑到系统开发的熟悉程度，以及为实现向厂级局域网传送数据的方便，选用MCGS 嵌入式系统触摸屏。 （型号 TPC1561H，是一套以嵌入式低功耗 CPU 为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了 15 英寸高亮度 TFT 液晶显示屏（分辨率 1024768） ，八线电阻式触摸屏（分辨率 10241024） ，以及具有良好的电磁屏蔽性，美观坚固的铝合金结构。同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统 WinCE.NET（中文版）和 MCGS 嵌入式组态软
12、件（运行版） ） 。非接触式液位检测装置：考虑到厂家的改造要求（非接触式）以及系统本身有一定的耐酸要求，选用反腐型超声波液位变送器，进口 E+H 公司产品。温度传感器和变送器：考虑到温度的测量范围（室温） ，厂家的改造要求，选用带模拟量输出的工业级壁挂式温湿度计。只有国产产品。压差传感器：由于目前不知道压差的测量范围，只有选用防腐型微压差传感器，罗斯蒙特进口产品。USP 不间断电源：选用市面上较为流行的山特品牌 MT1000VA/600W，备用时间6 分钟。高位罐切换阀：由于现有管径为 DN50，考虑到所输送甘油脂的微酸性、粘稠性、食品性以及输送高度，选用不锈钢材质，飞碟活塞电磁阀，上海厚浦阀
13、门有限公司产品，该厂为中德合资企业。系统主要设备部件的配置表如下：序号 名称 规格 数量 价格 备注1 控制柜 高宽厚=1000700300（mm） （具体要求详见图纸）1 700 尺寸待进一步商定2 PLC 主机 FX2N-48MT 1 2520 实际只需 32点3 PLC A/D 模块 FX2N-4A/D 2 10402=20804 嵌入式一体化工控机TPC1561H 1 8000 北京昆仑通态产品5 工业组态软件 MCGS 无限点 1 7000 北京昆仑通态产品6 继电器 HH52P-44FL/DC24V 616 3316=528 或类似产品7 接触器 LC1-D0910 AC220V
14、2 652=1308 热继电器 LR07KN 1.6-2.5A 2 702=1409 空开 C65N D10 10A 2 极 1 8010 开关电源 S-145-24 AC220V/DC24V 4.5A 1 12011 熔断器 RT18-32 4A 5 45=2012 端子排 JH5B-1.5 50 113 导线 0.75 mm2 多芯软线 200M 902=18014 走线槽 300350 6M 20其他辅材 100小计 21668FMU230E-AA32 一体化超声波料液位计4 45004=18000 上海 E+H(恩德斯豪斯)15 液位变送器JCS-04NF 防腐型超声波物位计 3670
15、4=14680 北京昆仑海岸产品116 温度变送器JWSK-6ACWDB 工业级壁挂式温湿度计660 北京昆仑海岸产品3051CD 型 1 7000 罗斯蒙特17 压差变送器JYB-3151-3102M3E1B2G2 数字化电容压力变送器3200 北京昆仑海岸产品18 电磁阀 HOPE91-50 飞碟活塞电磁阀-可加手动功能（DN50）4 24004=9600 上海厚浦阀门有限公司19 USP 电源 山特 MT1000VA/600W 1 35020 流量计 LWY-50 4-40m3/h 智能涡轮流量计1 常州迅通仪表有限公司（现场已安装）小计 35610合计 572783.系统改造的工作量与
16、进度安排系统的改造总体上以全面更换控制系统（即整个控制箱）为交接界面，除此之外还有新增现场设备的安装、放线及控制箱的现场安装，接线等，具体工作及进程列表如下：序号 具体工作 完成单位 时间进程 备注1 系统电气设计与图纸绘制 电气学院 第 1 周 时间从项目实施开始日计器件采购 双方 第 2 周2 PLC 程序设计 电气学院 第 2-3 周3 触摸屏软件设计 电气学院 第 2-3 周4 控制柜安装 电气学院 第 3-4 周5 软件调试 电气学院 第 4-5 周6 控制柜现场安装 厂方 第 6 周7 液位变送器等现场安装接线 厂方 第 6 周8 系统联调 电气学院 第 7-8 周9104.系统改造报价序号 项目 计算方法 金额 备注1 硬件成本控制柜部分 按询价结果 21668硬件成本现场部分 按询价结果 35610系统集成 硬件成本25% 14319.5税收 硬件成本8% 4585.24学校管理费 除硬件成本外25%4726.2合计
