大型烟火制品压药生产线自动控制系统应用案例

一、 系统概述

自动控制系统是为齐齐哈尔建华机械厂大型烟火制品压药生产线而设计的，系统包含两个自动控制部分，即火药自动称量部分和半自动压药部分。自动称量部分：分别自动完成基本药、过渡药、点火药的称量，并将称量好的药剂自动输送至装药处。半自动压药部分：自动完成壳体合模、压药、退料、出料及模具的的传送，人工完成装药和装塑料垫操作。两部分可独立成线单独工作，也可连成一个生产线生产。为调试、调整、检修方便，设置单机循环和全线油缸的手动。

系统在设计和施工过程中，将严格遵守本公司9001质量体系文件的要求，确保系统的质量。本系统是根据《大型烟火制品压药生产线设计任务书》的要求而设计，符合兵器行业《火药、炸药、弹药、引信及火工制品工厂设计安全规范》、《WJ2404-97弹药装药装配生产安全要求》、《WJ1911-90烟火药生产放静电安全规程》等国家相关的劳动安全标准、规程要求。系统所选用的电气设备符合中华人民共和国国家标准《爆炸环境用防爆电气设备通用要求》中的有关规定。

二、 系统架构

控制系统架构如下图所示：

控制系统使用三菱的A系列PLC作为主控制器。尽管使用PLC首次投入要大些，但从全面及长远看，使用PLC还是经济的。这是因为：使用PLC的投资虽大，但它体积小所占空间小、辅助设施的投入少、使用时省电，运行费用少；工作可靠，停工损失少；维修简单，维修费用少。PLC具有功能丰富、使用方便、工作可靠及经济合算的特点，其抗干扰能力强，是现代工业自动控制的专用计算机。

在控制台上设一工业控制计算机，用于人机界面，实现人与PLC的交互。操作人员通过这台计算机对PLC发布指令并对控制过程进行监控，实现操作人员控制生产线和修改控制参数的目标。操作人员可以通过计算机实时监控设备运行状态、运行参数和故障指示等，所有界面为图形界面，操作简单明了。控制系统软件采用力控科技的ForceControl。

另外，在每个防爆间各设一台电视摄像机，在控制室即可监控两防爆间关键工位的工作情况。还需要配备一对对讲机，用于设备调试、维护时的通讯联络。

三、 功能特点

1、 完整的分布式体系结构。早在70年代中期 络技术不发达的时候，DCS已经是分布式的体系结构了，力控的体系结构正是采用了DCS的设计思想，才具备了可自由伸缩的体系结构。可以说在分布式 络应用中，没有力控解决不了的问题。这主要原因就是力控最初的设计结构就是分布式的，在 络技术高度发达的今天，这种结构显示出很大的优越性。这与为了满足 络功能而打补丁的软件性能差别是非常大的。

2、 良好的实时性能。实时性是衡量组态软件性能的最重要指标，除了操作系统的实时性对组态软件实时性的限制外，最能够体现组态软件实时性的就是分布式实时数据库了，众所周知Windows操作系统本身就是一个图形操作系统，其图形处理能力较强，而组态软件最终要完成的主要工作又是人机界面，因此很多用户甚至误以为人机界面是组态软件的核心，其实不然。实时数据处理乃是组态软件的核心内容，而人机界面只是其中一个组成部分。历史/实时 警的处理，历史/时实趋势数据的检索处理，数据的输入处理与计算只有在分布式实时数据库中才能得到较好的处理，实时数据库的性能和可靠性直接关系到组态软件的可靠性。 力控采用DCS思想设计的实时数据库是力控的核心组件，可单独使用，也可与其它组件分布式使用，以实时数据库为核心可以构筑任何复杂的应用。

3、 支持丰富的图形模板、数组变量和间接变量。用户大大地减少了重复画面数量和编程的工作量，运用间接变量或者画形模板，相似的画面只需要一幅，便可以适用于所有的点。使用数组变量和For/While循环，可以减轻脚本语言编程工作量，使编程更容易、更灵活。

4、 实时数据库根据工业装置的工艺特点，划分为若干区域。具备完备的数据库分区功能，每个区域又划分为若干的单元，可以对应实际的生产车间和工段，极大地方便了数据的管理，在总貌画面中可以按区域和单元浏览数据。在 警画面中，可以按区域显示 警。这使您开发应用的功能更强大，更能满足工业生产控制的需要。管理起来实时数据也更加简便。

5、 具备标准ODBC组件实现数据转储功能。采用标准ODBC及SQL技术，根据力控的体系结构，开发了功能完备的关系数据库的SQL接口函数。既简单又实用，可以利用这些SQL函数，创建关系数据库的表，向表中插入数据，更新数据，查询并显示数据。从而满足了管控一体化工程项目的需求。

6、 具备功能强大的内嵌式 表精灵。具备功能强大的内嵌式 表精灵，可以生成、组态任意格式的二维 表。 表中的项可以是实时量、历史数据，也可以是最大值、最小值、平均、累积等统计量，还可以是脚本运算的表达式。从而满足用户生成实时 表统计数据 表、计算 表的需求。另外，力控的历史 表图形对象，可以方便地创建各个时段的历史数据 表。

7、 特有的压缩包备份功能。可以将用户组态的数据信息压缩到一个包内，压缩率很高，便于用户备份保存。避免因意外情况造成的组态数据丢失。当组态的应用丢失时，只需用备份的压缩包进行简单的恢复。力控的Setup生成功能，可以将用户组态的应用信息和ForceControl的运行环境压缩到几个文件中，形成Setup盘。当工程交接时，可以将这样一张光盘交到场用户手中，当机器发生严重故障使控制应用受到破坏时，用户可以用这张Setup盘进行安装，一次性恢复完整的力控控制系统。确保了系统的安全，大大地减少了您的维护工作量。

8、 历史数据实现了压缩的连续存储。该功能既减少了存储的数据量，又保证了存储历史数据的精确性。使您可以查询到任意时刻的精确的历史数据。使保存的历史趋势曲线不失真。而保存历史数据的时间长度和精度可以由您确定。为了便于事故追忆，力控除了进行详实的历史数据存储外，还进行了事件记录。记录了系统启停，系统状态的变化，操作人员的操作动作（如设置参数变量）等重要事件。当发生事故时，可以此做为分析事故原因的依据。为减少事故、吸取事故教训提供了第一手材料。

9、 提供完备的外部扩展接口。可以通过ActiveX、DLL、DDE等方式与力控进行数据通讯。使力控即具有结构的优越性，也具备细节完备性。力控还可以在画面中插入别人开发的标准ActiveX控件。并在脚本中引用它的属性，调用它的方法。使力控在扩展能力方面显示出强大的优越性。

10、 提供大量的子图和子图精灵。特别是使用子图精灵时，用户可以通过属性页窗口随意修改子图精灵的刻度数，刻度值范围、形状特征等特性，从而满足不同用户对于子图的不同需求。其技术含量已经达到了国际先进水准。

11、 控制策略生成器。新一代控制策略自动化软件，符合IEC1131-3标准，为您提供功能强大，易于使用、图形化的设计工具，让您快速开发控制逻辑程序，减少您的开发时间，并提供仿真调试功能，大大提高了您的效率，可增强您开发控制逻辑的可靠性。

12、 警功能。除标准的低 、高 、低低 、高高 、PV变化率 警、偏差 警外，还有可选的延时 警功能，使因噪声、干扰产生 警被过滤掉，发生的 警都是生产中的真正 警。提高了 警的准确性，保证了 警的及时性。

13、 多人协作开发。可以将几个人开发的几个应用的画面、数据库合并到当前工程中，使一个应用几个人同时做成为可能。从而提高了用户的开发效率，缩短了用户的开发时间。

14、 采用事件驱动机制。具备数据改变动作脚本、键动作脚本、条件动作脚本功能，用户可以在指定数据改变、特定的键被按下或释放时，指定的条件满足时执行一段脚本。让用户能更加灵活地设计控制策略，实现复杂的控制功能。

四、 应用总结

力控ForceControl在大型烟火制品压药生产线自动控制系统的实施中，其采集和转发协议都符合中华人民共和国国家标准《爆炸环境用防爆电气设备通用要求》的有关规定，通过此协议实现与中心站实时历史数据的传输。经过现场的实际运行，整个系统稳定可靠，很好地满足了用户生产工艺的要求，达到了对整个生产过程在线监测、控制的要求。