化纤生产过程监控系统设计原料溶解子系统(附件)
随着化纤工业的快速发展，如何提高生产过程的自动化程度成为了业界研究的重要课题。本文主要针对某化纤公司原料溶解监控系统设计项目进行研究，基于西门子S7-300系列PLC、WinCC flexible组态软件提出了原料溶解监控系统设计方案，构建了一主三从DP通讯网络，实现PLC站点间的数据通讯。WinCC flexible组态软件经MPI与PLC进行实时通信，监控泵、阀、电机等执行部件动作以及热工参数传感器采集数据，实现了系统的实时监测、自动控制、运行诊断。调试结果表明系统设计合理，满足了系统可靠性、稳定性和时效性要求。关键词 原料溶解监控系统，PLC，触摸屏，通讯目 录
1 绪论 1
1.1本课题来源与研究意义 1
1.2 锦纶国内外生产现状 1
1.2.1国外锦纶生产现状 1
1.2.2国内锦纶生产现状 2
1.3 本课题的研究内容 2
2 原料溶解系统总体设计 3
2.1原料溶解系统工作过程 4
2.1.1溶解釜工艺 5
2.1.2物料输送工艺 5
2.1.3浆液接收槽工艺 5
2.2溶解系统的控制方式 6
2.3控制算法 6
2.4输送泵变频调速系统 7
2.5系统保护 8
3 PLC总体设计 8
3.1PLC选型 8
3.2 PLC硬件配置........................................................ 10
3.3输入输出点位分配 10
3.4主程序设计 12
3.4.1程序的构成 12
3.4.2溶解釜温度压力控制 13
3.4.3溶解釜温度控制 13
3.5.4溶解釜输送泵控制 16
4 触摸屏设计 18
4.1组态软件的组成 18
4.2 组态软件的特点 19
4.3触摸屏选型 19
4.4 人机界面组态 20
5 PLC与触摸屏的集成与调试 26
5.1 WinCC f
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
力控制 13
3.4.3溶解釜温度控制 13
3.5.4溶解釜输送泵控制 16
4 触摸屏设计 18
4.1组态软件的组成 18
4.2 组态软件的特点 19
4.3触摸屏选型 19
4.4 人机界面组态 20
5 PLC与触摸屏的集成与调试 26
5.1 WinCC flexible与PLC的集成 26
5.2系统调试 27
5.2.1 登录/用户管理调试 28
5.2.2 基本功能的调试 28
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
1 绪论
从上世纪八十年代到现在，自动化技术得到了很大的发展，并在工业和国民经济的各行各业起到了至关重要的作用，尤其在化纤生产行业中显得更加关键。化纤生产由于其复杂的工艺过程，严格的工艺要求，大型化的生产装置，连续化的生产过程，同时介质具有剧毒，腐蚀性，易爆等特性对生产自动化的要求也越来越高。因此，对化纤生产过程运用自动化技术进行提前预警，实时监控，自动生产很有必要。
1.1本课题来源与研究意义
本课题来源于某锦纶化纤有限公司，该公司主要生产锦纶浸胶帘子布，该产品是专门供轮胎厂使用的。该公司的生产的原料是己内酰胺，是一种重要的有机化工原料，主要用途通过聚合生成聚酰胺切片，可进一步加工成纺织纤维、塑料等。该公司虽然在全国各地拥有大量的客户，但是由于时代久远，生产技术陈旧，公司的发展前景堪忧。为了进一步提高生产过程中的自动化监控水平，减轻工人的生产负担，增加系统的稳定性、可靠性及安全性，设计一套操作简单，可靠安全，性价比高，相对自动化监控系统很有必要。
化纤工业发展很快。目前，我国十分重视这方面的发展，国内生产已经有关锦纶化纤的企业达到数百家，企业的竞争也相当激烈。但是在过程控制方面，有的企业采用现场仪表控制和现场人工操作的方式来实现，对日常参数采用人工记录的方式，对日常调节仍采用手动的方式。这种传统的生产模式，使得生产过程的控制精度不高，产品的合格率不能得到保证，而且生产安全性得不到保证，对于设备故障检修的难度也非常大，增加了劳动强度，降低生产效率。因此，在化纤行业的过程生产中急需提升自动化控制的程度，降低人工操作的比重显得非常的重要。设计一个生产监控系统能够显著提高产品质量，降低劳动强度，提高运行设备的稳定性。这不仅能够给企业的发展注入新的活力，还能为企业创造巨大的财富。可以说，该课题具有十分重大的研究意义。
1.2 锦纶国内外生产现状
1.2.1国外锦纶生产现状
一直以来，化纤的生产能力是衡量一个国家经济水平和科技水平的重要指标。纵观目前化纤的主要产地，都集中在发达国家，其中以美国、日本和欧洲等国家为主。这些国家化纤的生产过程都呈现出可视化、规模化、高性能化、高科技化，监控系统也比较完善。美国涤纶长丝生产量在世界上排第四，从涤纶长丝主要企业中可以看到企业数量少，生产能力大，没有低于5000t/a规模的企业，主要以杜邦公司、赫斯特塞拉尼斯公司、南亚塑胶公司、阿兰德公司等大型涤纶长丝生产企业为支柱。追溯到上世纪三十年代，美国杜邦公司开始工业化生产锦纶，自此开始化纤工业迅速发展。美国杜邦公司1994年中期在Kinston，NC工厂建设全自动涤纶长丝生产线，产量增加4.5万t/a。截止到2000年，世界化纤产量已经将近5000万t，其中化学纤维约2600万t，而合成纤维约为2400万t，占到了很大的比重。目前，国外化纤生产企业生产能力最大可达50kt/a，产品质量稳定，主要用于纺丝生产。
表1-1 国外锦纶生产型号和能力
公司名称
主要产品型号
生产能力/(kt/a)
巴斯夫
PA6、PA66
285
罗地亚
PA6、PA66
210
霍尼韦尔
PA6、RX66
150
宇部兴产
PA6、PA66
80
DSM
PA6、PA66
75
拜尔
PA6、PA66
65
Radici
PA6、PA66
60
1.2.2国内锦纶生产现状
我国的化纤工业起步于二十世纪五十年代末。到七十年代，国家加大投资，使得我国的化纤工业取得了长足的发展，跃居世界前列。在这段时间，化纤工业的发展可以说是很大程度上是为应对穿衣难问题，但是进入到九十年代以后，人们生活水平己经有了很大的提高，视野也不仅仅局限于此，更多的开始追求高品质。在这段时间，化纤工业受到了一定的冲击，但是国家和各企业高瞻远瞩，及时调整战略，化纤工业依旧保持着较高的发展速率。现阶段，我国化纤生产依然持续高速增长，总体来讲，产品布
1 绪论 1
1.1本课题来源与研究意义 1
1.2 锦纶国内外生产现状 1
1.2.1国外锦纶生产现状 1
1.2.2国内锦纶生产现状 2
1.3 本课题的研究内容 2
2 原料溶解系统总体设计 3
2.1原料溶解系统工作过程 4
2.1.1溶解釜工艺 5
2.1.2物料输送工艺 5
2.1.3浆液接收槽工艺 5
2.2溶解系统的控制方式 6
2.3控制算法 6
2.4输送泵变频调速系统 7
2.5系统保护 8
3 PLC总体设计 8
3.1PLC选型 8
3.2 PLC硬件配置........................................................ 10
3.3输入输出点位分配 10
3.4主程序设计 12
3.4.1程序的构成 12
3.4.2溶解釜温度压力控制 13
3.4.3溶解釜温度控制 13
3.5.4溶解釜输送泵控制 16
4 触摸屏设计 18
4.1组态软件的组成 18
4.2 组态软件的特点 19
4.3触摸屏选型 19
4.4 人机界面组态 20
5 PLC与触摸屏的集成与调试 26
5.1 WinCC f
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
力控制 13
3.4.3溶解釜温度控制 13
3.5.4溶解釜输送泵控制 16
4 触摸屏设计 18
4.1组态软件的组成 18
4.2 组态软件的特点 19
4.3触摸屏选型 19
4.4 人机界面组态 20
5 PLC与触摸屏的集成与调试 26
5.1 WinCC flexible与PLC的集成 26
5.2系统调试 27
5.2.1 登录/用户管理调试 28
5.2.2 基本功能的调试 28
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
1 绪论
从上世纪八十年代到现在，自动化技术得到了很大的发展，并在工业和国民经济的各行各业起到了至关重要的作用，尤其在化纤生产行业中显得更加关键。化纤生产由于其复杂的工艺过程，严格的工艺要求，大型化的生产装置，连续化的生产过程，同时介质具有剧毒，腐蚀性，易爆等特性对生产自动化的要求也越来越高。因此，对化纤生产过程运用自动化技术进行提前预警，实时监控，自动生产很有必要。
1.1本课题来源与研究意义
本课题来源于某锦纶化纤有限公司，该公司主要生产锦纶浸胶帘子布，该产品是专门供轮胎厂使用的。该公司的生产的原料是己内酰胺，是一种重要的有机化工原料，主要用途通过聚合生成聚酰胺切片，可进一步加工成纺织纤维、塑料等。该公司虽然在全国各地拥有大量的客户，但是由于时代久远，生产技术陈旧，公司的发展前景堪忧。为了进一步提高生产过程中的自动化监控水平，减轻工人的生产负担，增加系统的稳定性、可靠性及安全性，设计一套操作简单，可靠安全，性价比高，相对自动化监控系统很有必要。
化纤工业发展很快。目前，我国十分重视这方面的发展，国内生产已经有关锦纶化纤的企业达到数百家，企业的竞争也相当激烈。但是在过程控制方面，有的企业采用现场仪表控制和现场人工操作的方式来实现，对日常参数采用人工记录的方式，对日常调节仍采用手动的方式。这种传统的生产模式，使得生产过程的控制精度不高，产品的合格率不能得到保证，而且生产安全性得不到保证，对于设备故障检修的难度也非常大，增加了劳动强度，降低生产效率。因此，在化纤行业的过程生产中急需提升自动化控制的程度，降低人工操作的比重显得非常的重要。设计一个生产监控系统能够显著提高产品质量，降低劳动强度，提高运行设备的稳定性。这不仅能够给企业的发展注入新的活力，还能为企业创造巨大的财富。可以说，该课题具有十分重大的研究意义。
1.2 锦纶国内外生产现状
1.2.1国外锦纶生产现状
一直以来，化纤的生产能力是衡量一个国家经济水平和科技水平的重要指标。纵观目前化纤的主要产地，都集中在发达国家，其中以美国、日本和欧洲等国家为主。这些国家化纤的生产过程都呈现出可视化、规模化、高性能化、高科技化，监控系统也比较完善。美国涤纶长丝生产量在世界上排第四，从涤纶长丝主要企业中可以看到企业数量少，生产能力大，没有低于5000t/a规模的企业，主要以杜邦公司、赫斯特塞拉尼斯公司、南亚塑胶公司、阿兰德公司等大型涤纶长丝生产企业为支柱。追溯到上世纪三十年代，美国杜邦公司开始工业化生产锦纶，自此开始化纤工业迅速发展。美国杜邦公司1994年中期在Kinston，NC工厂建设全自动涤纶长丝生产线，产量增加4.5万t/a。截止到2000年，世界化纤产量已经将近5000万t，其中化学纤维约2600万t，而合成纤维约为2400万t，占到了很大的比重。目前，国外化纤生产企业生产能力最大可达50kt/a，产品质量稳定，主要用于纺丝生产。
表1-1 国外锦纶生产型号和能力
公司名称
主要产品型号
生产能力/(kt/a)
巴斯夫
PA6、PA66
285
罗地亚
PA6、PA66
210
霍尼韦尔
PA6、RX66
150
宇部兴产
PA6、PA66
80
DSM
PA6、PA66
75
拜尔
PA6、PA66
65
Radici
PA6、PA66
60
1.2.2国内锦纶生产现状
我国的化纤工业起步于二十世纪五十年代末。到七十年代，国家加大投资，使得我国的化纤工业取得了长足的发展，跃居世界前列。在这段时间，化纤工业的发展可以说是很大程度上是为应对穿衣难问题，但是进入到九十年代以后，人们生活水平己经有了很大的提高，视野也不仅仅局限于此，更多的开始追求高品质。在这段时间，化纤工业受到了一定的冲击，但是国家和各企业高瞻远瞩，及时调整战略，化纤工业依旧保持着较高的发展速率。现阶段，我国化纤生产依然持续高速增长，总体来讲，产品布
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