自動控制系統(tǒng)在滴灌帶生產(chǎn)線連續(xù)自動換網(wǎng)裝置中的應(yīng)用

徐濤

摘 要：本文簡述了自動控制系統(tǒng)在滴灌帶生產(chǎn)線連續(xù)自動換網(wǎng)裝置中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng)；連續(xù)自動換網(wǎng)裝置

目前節(jié)水器材大部分是塑料制品，大量廢棄的塑料分散與土壤中，形成固體垃圾，破壞了土壤的結(jié)構(gòu)，使透氣性變差，不利于作物生長，對土地和環(huán)境造成污染，，對農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生嚴重的不良影響。廢塑料的循環(huán)與再造，不僅僅具有經(jīng)濟上的意義，在環(huán)保上的意義更加重大。

1、自動控制系統(tǒng)開發(fā)目的

為了提高勞動生產(chǎn)效率，開發(fā)了一種用于滴灌帶生產(chǎn)線的帶式連續(xù)自動換網(wǎng)裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不停機自動換網(wǎng)，尤其對于多次回收再利用的廢舊滴灌帶再生料的生產(chǎn)，效果非常明顯。由此，開發(fā)了一套適合本裝置的自動控制系統(tǒng)。

2、自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成

自動控制系統(tǒng)是由現(xiàn)場控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)組成，現(xiàn)場控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)是基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)自動控制程序，多個外部傳感器以及其他接受的信號，通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)反饋到上位控制系統(tǒng)進行處理，根據(jù)對其的編程來實現(xiàn)所需要的動作，進而再輸出相應(yīng)的動作指令，達到集中控制的目的，即使用網(wǎng)絡(luò)集中控制程序來實現(xiàn)單機的控制。

上位監(jiān)控系統(tǒng)選用西門子SIMATIC WINCC V7.0軟件與下位可編程控制器相配套，該軟件基于Windows平臺，能為工業(yè)領(lǐng)域提供完備的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠為當前的應(yīng)用和今后進一步的擴展提供更加優(yōu)越的性能、更大的靈活性和更高的效率。SIMATIC WINCC V7.0集成了SCADA、組態(tài)、腳本語言和OPC等先進技術(shù)，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全，在其界面下進行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)控畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計周期，而且提高了工作效率。

上位監(jiān)控系統(tǒng)由Siemens Simatic WinCC V7.0 Multilanguage進行變量管理和畫面組態(tài)，組態(tài)完成后設(shè)定各個現(xiàn)場控制系統(tǒng)的工藝參數(shù)，主要由視頻監(jiān)控、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)監(jiān)控、工藝參數(shù)設(shè)定和設(shè)備運行狀態(tài)等子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)采用XC3標準型可編程控制器，控制成本低，易于維護，并能兼容TCP/IP和Modebus等通訊協(xié)議，該控制系統(tǒng)采用Modebus TCP/IP協(xié)議構(gòu)建現(xiàn)場總線系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和集中管理。

上位控制系統(tǒng)能夠在線設(shè)置換網(wǎng)時間、換網(wǎng)壓力、換網(wǎng)溫度等參數(shù)，可以實時監(jiān)控換網(wǎng)狀態(tài)、換網(wǎng)溫度、換網(wǎng)壓力、主機電流、收卷狀態(tài)、管徑狀態(tài)等參數(shù)并自動繪制成曲線，并能夠通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控現(xiàn)場換網(wǎng)裝置的運行狀況。通過設(shè)置軟件的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能，可以在任何連接互聯(lián)網(wǎng)的電腦上登錄系統(tǒng)，監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)和調(diào)整運行參數(shù)。

通過在反復(fù)實驗中的調(diào)試，優(yōu)化完善的自動控制程序的各個功能，在生產(chǎn)過程中，體現(xiàn)了良好的可靠性和連續(xù)性，解決了滴灌帶生產(chǎn)過程中人為因素的影響，能夠更好的提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)的連續(xù)性。

該系統(tǒng)投產(chǎn)以后，控制系統(tǒng)的現(xiàn)場裝置和上位控制系統(tǒng)改變了當前離散式現(xiàn)場管理模式，提供集中遠程管理模式，實現(xiàn)了資源共享。將可再生塑料利用率從42.9%提高到70.1%，一次制成率提高到98%，換網(wǎng)停機從5小時/次降低至三只四天一次，一次半小時，單件產(chǎn)品能耗由18.5度電降低到15.3度電，勞動生產(chǎn)率提高了20%左右。

該系統(tǒng)的使用提高了再生塑料利用率，減少廢舊塑料對環(huán)境的污染，生產(chǎn)過程的自動化大幅提高，降低了產(chǎn)品的成本，節(jié)約了資源，保護了生態(tài)環(huán)境，降低了滴灌帶生產(chǎn)線的生產(chǎn)能耗，實現(xiàn)了滴灌帶生產(chǎn)線的連續(xù)低功耗運轉(zhuǎn)，為塑料節(jié)水產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有利的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻：

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