| 高速拉丝漆包复合生产线电气控制系统 |
| 清梳联合生产线集中控制电气系统 |
| 3万吨涤纶短纤后处理联合机生产线电气控制系统 |
| SD688,868挤压型速冻隧道生产线电气控制系统研制项目 |
| 超细粉体分级机电气控制系统研制项目 |
| 4000T浮吊船推进电机,侧推电机可行性研究及实施项目 |
| 利乐包装(昆山)有限公司工厂BA控制系统项目 |
| CARR核电装卸料机电气控制系统 |
| 6万吨涤纶短纤后处理及成型联合机生产线电气控制系统 |
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高速拉丝漆包复合生产线电气控制系统
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高速拉丝漆包复合生产线用于高速生产漆包线,过去我国的漆包线生产设备一直比较落后,尤其是拉丝漆包机一体的高速线,长期以来一直依赖进口,而这些设备的制造技术一直被MAG等少数几家外国公司掌握着。随着近年来我国国民经济的飞速发展,我国的铜消耗量跃居世界第一,而漆包线的产量也大幅增长,但用于家电电器及电子行业的高中档漆包线都必须依靠进口设备才能生产,国家每年都花大量外汇来引进这些设备。
为了改变这种现状,无锡梅达电工有限公司在参考了各类进口生产线的前提下,提出制造国产拉丝漆包机的项目,本公司从2002年开始与无锡梅达电工有限公司合作,是该项目电气控制部分的唯一合作伙伴,承担了控制方案的制定,设备的选型,电气成套的技术指导,及所有控制程序的软件开发、调试等任务。
经过将近一年的艰苦工作,国产的第一条高速拉丝漆包机已经开始投入正式生产,其用户铜陵精达股份有限公司,对整个生产线的电气控制系统给予了高度的评价。原来该公司打算把国产高速线作为进口高速线的后备与补充设备,现在已经在其新扩展的项目中全部采用国产高速线。
本公司研发的该项目电气控制系统主要特点如下:
1.
吸收了进口设备的优点,并根据国内的使用情况加以改进。控制系统的界面实现了全部汉化,参数设置及操作更适合中国工人的操作习惯,维护简便,学习容易。
2.
电气控制系统中的硬件设备,采用当今最先进的可编程序控制系统,控制软件上我们坚持模块化,通用化的方针,编制了许多标准软件包,达到一个系列产品采用同一套软件来控制的目的,极大地提高了生产设备的适应性,以满足不同用户的要求,并大大降低了生产调试周期。
3. 在生产线的关键部分收线机的控制系统中,我们又作了重大改进。把原来的采用步进电机驱动的排线机构,改为用直流伺服电机驱动,在速度控制的基础上,又引入了定位控制,使排线的精度达到了0.1mm,可以精确控制排线的位置。
排线方式原来分为两种。一种是行程开关排线,通过上下限位的行程开关来控制排线机构的往复排线,这种方式需要根据收线盘的大小,人工调节行程开关的位置。另一种是光电排线,利用激光反射原理来控制排线机构的往复排线,光电排线可以自动适应收线盘的大小尺寸,排线效果表面整齐度优于行程开关排线。采用不同的收线方式,对进口设备来说就是两台不同的收线机,其电气和控制程序都不同。本公司在对行程开关排线方式作了相应改进后,(即用接近开关代替机械行程开关,并采用与光电排线一样的信号原理来控制行程开关排线,结果取得了与光电排线一样的排线效果。)将二种排线方式合二为一,用户只要通过操作界面选择采用哪种方式排线即可。而从行程开关排线到光电排线的改变,用户也只须加装激光头,并在操作界面做设置修改即可,不像原先还要修改设备程序。这些工作用户可自行完成,无须生产厂派人,这都降低了双方的成本。我们将这种排线方式统称为数控排线。
在数控排线的基础上,我们仅通过软件的改变就实现了不同收线盘规的不停机切换。原进口设备,更换一种盘规收线,就必须停机,而重新开机的准备工作需要40分钟,还会造成大量废线,而数控排线的定位功能正好解决了该问题,降低了能耗、废品率,使用不同盘规的不同订单也可连续生产,大大提高了生产效率。
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清梳联合生产线集中控制电气系统
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清梳联合生产线用于纺织生产的前道工序,即将成品棉包开松,均匀混合,滤尘,除金属,并梳理成棉条,用于后道生产。清梳联合生产线包括抓包机,多仓混棉机,主除杂机,及梳棉机。一般一条生产线包括一台抓包机,一或二台多仓混棉机,一或二台主除杂机以及8~16台梳棉机。
青岛宏大纺织机械有限责任公司(原青岛纺织机械厂)是国内主要生产清梳联合生产线的两家企业之一,原先所有设备的电气控制系统全部从德国ERKO公司进口。本公司从1997年开始与该公司合作,对其生产的清梳联合生产线的所有电气控制系统进行国产化研发。先后完成了多仓混棉机,主除杂机电气控制系统的设计及控制软件的设计,并于1999年开始批量生产。从2000年开始又对生产线中最复杂的抓包机电气控制系统进行国产化设计,并完成控制软件的设计与调试。到2002年,整个清梳联合生产线的所有电气控制系统都完成了国产化设计,并投入大批量生产。
本公司研发的所有电气控制系统均已达到了进口设备的水平。为了进一步提高国产生产线的控制水平,达到更先进完善的控制要求,从2003年开始,本公司开始为青岛宏大纺织机械有限责任公司研发清梳联合生产线的集中控制系统。以前,生产线上的设备都是独立运行,最多有几个连锁信号,随着工业网络技术的发展,这种控制方法显得非常落后,设备之间无法交换控制数据,棉纺厂也只能用人工进行生产数据的记录。
本公司研发该生产线的集中控制系统具有如下特点:
1. 生产线上所有设备通过现场总线网络PROFIBUS连接起来,各设备间通过网络互相交换控制命令和运行状态,并可交换运行关键数据,而这些数据可以帮助对方设备进行更加完善的自我控制,提高了控制精度。
2.
生产线的所有运行数据,如总产量,班产量,日产量,机器运行与停止时间,生产原料型号,机器故障状态等均通过网络进行归档记录,并可方便地与棉纺厂的企业管理网络联网,将这些历史数据传送到企业管理层,用于生产管理。
3.
生产线设备维修方便。通过网络,维护人员可以在生产线的任何地方通过检查工具(如便携式计算机)检查所有设备的运行情况或修改程序,排除故障。
4.
具备远程服务功能。即技术人员(如本公司人员或青岛宏大纺织机械有限责任公司的技术人员)可以通过电话线进行异地诊断,维护生产线的运行,降低人员出差成本,减少故障停车时间,增加棉纺厂的生产效率。
5.
生产线操作简单。操作员只需在一个地方就能通过操作员界面了解整个生产线的运行情况,提高了效率,降低了棉纺厂的人员成本。
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3万吨涤纶短纤后处理联合机生产线电气控制系统
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3万吨涤纶短纤后处理联合机生产线是涤纶化纤生产的最后一道工序。目的是将前道生产出来的涤纶化纤进行上油及牵伸,使涤纶化纤丝束具备一定的韧性和强度,最后烘干,切断,打包。
过去该类生产线的电气控制系统都依赖进口,国内最大的机械配套生产厂是郑州纺织机械厂。本公司自2004年开始与郑纺机合作,为其生产线研制电气控制系统。
该生产线最主要的目的是对涤纶丝束的三道牵伸。整个生产线由9个主传动电机组成,其中18.5KW 1个,90KW
1个,110KW 2个,315KW 3个,400KW 1个及500KW
1个,丝束由这9个传动电机带动,为了保证丝束的质量,满足工艺要求的牵伸比,控制系统必须保证9个主传动电机的同步运行,即在生产线启动,升速,运行,降速,停止整个过程中,9个主传动电机都能保持一个恒定的速比。如果做不到同步运行,就达不到正确的牵伸比,也就无法保证丝束的质量,而且还容易造成断丝或绕丝,降低生产效率,因此,同步问题是整个生产线的技术关键问题。一般进口设备用驱动装置同步卡来完成这项工作,但其成本比较昂贵,而国内设备为降成本,不用同步卡,而是用驱动装置本身的升降速时间来凑,让9个电机做到大致的同步运行。但这样现场调试的工作量非常大,需要几周的时间,而且即使凑到了一组数值,但如果涤纶丝束的原料有所变化,或电机负载有所变化,这组数据就需要调整,而且很难保证在升降速过程中的牵伸比。为此,我们研制了一种基于现场总线网络PROFIBUS
DP的同步控制方法,即9个主传动电机的驱动装置用PROFIBUS
DP总线与PLC联接,PLC只控制其中最大功率电机(主电机)的速度,其它电机的速度通过网络用级联的方式获取。如图一中,V4是主电机驱动装置,它直接从PLC获取给定速度,而相邻的两个装置V3,V5则通过网络获取V4的当前运行速度,乘以一个设定的速比(根据牵伸比而定)得出自身的给定速度,依次类推,V2从V1中获取速度,V6从V5中获取速度等等,因此,所有传动电机的速度都源自于V4。当V4升速到给定速度时,其它驱动装置也同步达到给定速度,V4降速到零速时,其它驱动装置也同步降到零速。整个启动,升速,运行,降速,停止过程中都能保证设定的牵伸比,保证了丝束的牵伸质量,保证了生产效率。
因此,基于PROFIBUS
DP的同步控制方法,既省掉了驱动装置的同步控制卡,大大降低了成本,又保证了传动电机的同步运行,这是该生产线电气控制系统的最大特点。其它特点还包括:
1. 使用了分布式电机起动模块。这种电机起动模块体积小,可以直接安装在现场分布式I/O站上,通过PROFIBUS
DP现场总线网络接受PLC的控制指令,并将电机运行状态反回给PLC,减少了现场大量长距离分布的电机电缆,大大减少了布线工作量,同时方便了设备的维护。
2. 对于生产线中大量的模拟量,如温度,压力,压差,流量等均采用闭环调节,提高控制精度。
3. 上位监控采用组态软件,对生产线进行实时监控,并将生产数据及报警事件进行归档保存,以便将来查看,分析。
4.
由于涤纶联合机生产线一般都是一个车间两条线,我们将原来上位工业计算机与PLC的点对点连接改成通过以太网交换机的联接,使两条生产线的上位机可以同时与自身及另一条生产线的PLC通讯。这样就做到了两台计算机互为备用,即使一台上位计算机发生故障,另一条生产线的上位机也能对这条生产线进行监控,不影响正常生产。
5.
现场增加一个人机操作员界面,使操作更加方便,可靠,并可应急替代上位机的作用,确保生产线不会轻易停车,提高了生产效率。

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SD688,868挤压型速冻隧道生产线电气控制系统研制项目
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本公司于2004年6月及9月受南京浦园机械制造有限公司委托,为其生产的挤压型速冻隧道生产线研制配套的电气控制系统,用户对象分别是蒙牛乳业及一家俄罗斯企业。我们用西门子公司S7-300
PLC及MM4系列变频器作为主要控制元器件。采用远程分布式I/O及PROFIBUS-DP网络通讯方式进行电气控制,PLC通过网络对5个变频器作无轴同步控制,实现主输送链电机与两个插棒电机,两个抓取机械手电机实现精确联动,这种用软件方法实现多电机同步,即解决了机械同步的缺点(机械结构庞大复杂,更换产品时,必须更换机械结构,费时费力),又降低了用变频器同步卡带来的高成本支出,深受用户的欢迎,电气控制系统用多台人机界面实现对整个生产过程的监控。
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超细粉体分级机电气控制系统研制项目
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2004年9月,本公司受广福建材(海城)精化有限公司及广福建材(蕉岭)精化有限公司委托,为其公司的超细粉体分级机研制配套的电气控制系统。在粉体加工过程中一般均需将原料矿石经粉体机,球磨机加工成粉状,然后经过分级机将符合要求的细粉分离出来,粗粉仍返回球磨机重新研磨。由于物理性的极限,当需要分级超细微产品时,分级轮的直径必须相对较小,在电气控制上,我们采用6个马达独立驱动6个分级轮,而且6个分级轮转速可调,根据工艺要求进行转速调节,因此既保证可以对超细粉体进行分离,而同时又保证了产量。6个分级轮驱动装置选用西门子MM440系列变频器,用户根据生产要求的粉体粗细程度,通过改变变频器的输出频率,从而调节分级电机速度,在粉体细度和产量之间找到一个最佳转速,达到最大生产效率,而且起动,停止均很平滑,延长了机械使用寿命。
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4000T浮吊船推进电机,侧推电机可行性研究及实施项目 |
本公司于2004年受中船重工集团711研究所自动化中心委托,对4000T浮吊船的电力推进系统进行调研及论证,并帮助711所实施具体方案。4000T浮吊船是靖江造船厂为振华港机定制的浮吊船,船东要求使用目前世界上刚起步的电机推进系统作为船的动力系统,在国内,自行生产尚属首次。本公司的主要工作内容包括:①可行性研究;②电机选型,并列出完整部件清单;③完成电机装配,接线原理图,及使用说明书的认可图,工作图及完工图;④对711所相关技术人员进行培训;⑤帮助德国西门子外籍专家对711所技术人员进行培训;⑥帮助建立模拟实验室等。
由于属国内自行研制的第一个船用电推项目,因此可行性调研花费了大量人力物力,经过反复验证,并通过实验室试验,最终制定出了4000T浮吊船上电推系统具体实施的方案。
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利乐包装(昆山)有限公司工厂BA控制系统项目 |
本公司受利乐包装(昆山)有限公司委托对利乐昆山工厂的厂房自动化控制系统进行改造,包括整个工厂的空调系统,供热系统,供水系统,通风系统,电力管理系统及消防系统,这些系统原先均使用分立元件控制。这次改造选用最新型的楼宇控制产品,做到集成控制,网络管理。传感器,执行机构等也均以当今最新产品代替原先的产品,并增加上位监控系统,监视整个工厂自动化管理的过程,并执行历史数据归档,可随时查阅相关历史数据并打印,同时,上位监控系统记录所有报警事件发生的时间并归档。对于工厂电力管理系统,用带通讯功能的计量电表替代以前的电表,用可编程控制器通过RS485通讯方式读取电表数据,如电流,电压,有功功率,无功功率,功率因素,电耗量等,并将这些数据传送给上位监控系统进行归档记录。这些数据可直接导入到利乐公司的工厂管理软件中应用,替代了以前人工抄表,人工输入数据的落后方法。
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CARR核电装卸料机电气控制系统 |
本公司与上海起重运输机械厂有限公司于2004年达成初步合作意向,为中国原子能研究院的CARR核电装卸料机研制电气控制系统。该装卸料机用于核燃料的装卸,共分5个工作层面,分别为大车,移动监控小车,同位素小车,南北单晶硅小车,燃料小车,系统计15个轴位,需认证的轴位13个,定位点共853个,要求定位精度:X、Y方向±3mm,Z方向±0.5mm,大车行程12.85m,运行速度0~5米/分,小车行程约7.3m,各小车运行速度0~6米/分,燃料组件及单晶硅吊篮提升速度0~6米/分,同位素提升速度0~4米/分。目前该项目进入前期方案论证阶段,初步确定将采用基于PC-Based控制系统,以西门子公司WinAC
Slot
CPU作为主控制器,智能伺服系统将采用西门子IFT60系列伺服驱动电机,其电气定位精度可达到0.1mm,整个系统由PROFIBUS总线网络构成,在人机操作界面上,配合使用触摸屏及组态软件WinCC,整个电气系统设计方案的特点是:响应速度快,定位正确,工作效率高。
该项目将于2005年下半年正式启动,至2008年完成,
目前公司已成立了5人项目小组,并添置了大量的开发工具,包括开发软件包,工控机,SINAMICS伺服系统,WinAC
Slot CPU,WinCC组态软件等,确保项目的顺利完成。
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6万吨涤纶短纤后处理及成型联合机生产线电气控制系统 |
本公司已于2004年为郑州纺织机械厂提供了叁套3万吨涤纶短纤后处理联合机生产线电气控制系统。目前国外生产厂商已生产出了6万吨生产线,郑纺机为此也准备生产相同吨位数的生产线以提高国内生产线的水平,为此本公司也投入了6万吨生产线电气控制系统的前期研制工作。因为6万吨生产线的电机功率增加非常大,整流单元启动时对电网的影响非常大,因此在电网接入端需要采用12脉动技术,而不同于3万吨生产线的6脉动。另外,由于丝束运行的线速度加快,对主传动装置的同步控制需要更快的响应速度,控制程序结构将作重大调整,以期达到更好的同步效果。
上位监控软件将改用基于SQL Serve 2000数据库的WinCC
V6.0版本,过程数据,历史数据,报警数据等,可以直接嵌入企业ERP,MES管理软件。
过去联合机生产线烘干,切断,打包控制由独立PLC完成,这次电气控制设计方案中将这部分控制也纳入同一PLC中,以降低成本,完善整个生产线控制的统一性。
6万吨生产线电气控制系统的研制将提高国内涤纶短纤后处理联合机生产线的制造水平,同时也为公司在今后的市场竞争中赢取更大的成绩。
目前项目组已经成立,并特地购买了电能质量分析仪,
红外测温仪等较昂贵的设备,预计2005年~2006年间开始制造。
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