廣西柳州1784-SD1A使用方法

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徐少春：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)是數(shù)字化孿生工廠
廣西柳州1784-SD1A使用方法
物理接口采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榫€性總線兩端加終端電阻。根據(jù)總線結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)的不同，PROFIBUS由3個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS- FMS、PROFIBUS-DP、PROFIBUS- PA。其中，PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)．診斷和報(bào)警處理。PROFIBUS-DP采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，通訊介質(zhì)可以是雙絞線．雙線電纜或光纜。波特率可以從9.6K bit/s到12M bit/s之間選擇。PROFIBUS-PA適用于PROFIBUS 的過程自動(dòng)化。PROFIBUS-PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力．濕度和液位變送器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來(lái)，PROFIBUS-PA可用來(lái)替代4-20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA具有如下特性：（1）適合過程自動(dòng)化應(yīng)用的行規(guī)使不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互換性。（2）增加和去除總線站點(diǎn)，即使在本征安全地區(qū)也不會(huì)影響到其它站。（3）在過程自動(dòng)化的PROFIBUS-PA段與制造業(yè)自動(dòng)化的PROFIBUS-DP總線段之間通過藕合器連接，并使可實(shí)現(xiàn)兩段間的透明通信。（4）使用與IEC1158－2技術(shù)相同的雙絞線完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送。（5）在潛在的危險(xiǎn)區(qū)可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。在確定使用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)后，華能南京金陵電廠與多家自動(dòng)化系統(tǒng)廠商進(jìn)行了深入技術(shù)交流，并與設(shè)計(jì)院確定重點(diǎn)品牌范圍，積極聯(lián)系各總線設(shè)備廠商提供設(shè)備樣品送自動(dòng)化系統(tǒng)廠商進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)測(cè)試，西安熱工院作為技術(shù)支持方出具測(cè)試報(bào)告，終設(shè)備僅在通過測(cè)試的產(chǎn)品中選擇。經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試與綜合論證，華能南京金陵電廠選用了基于PROFIBUS的西門子基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的DCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。具體實(shí)施主控系統(tǒng) 本臺(tái)機(jī)組主控系統(tǒng)共有26＋2對(duì)（公用系統(tǒng)）控制器，設(shè)計(jì)了現(xiàn)場(chǎng)總線通訊柜35只、51個(gè)冗余PROFIBUS-DP網(wǎng)段、11個(gè)非冗余PROFIBUS-DP網(wǎng)段、124個(gè)PROFIBUS-PA網(wǎng)段，其中PROFIBUS-DP連接358個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備（包括電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、馬達(dá)控制器、分析儀表、變頻器等）、PROFIBUS-PA連接628個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備（包括壓力變送器、溫度變送器、流量計(jì)、定位器及液位計(jì)等），涵蓋了25個(gè)工藝系統(tǒng)，采用了13種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，基本包括了主機(jī)過程控制系統(tǒng)中的所有典型設(shè)備。鑒于爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽機(jī)本體緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、給水泵汽機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（MEH）和給水泵汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（METS）對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行至關(guān)重要，回路處理速度要求高，因此對(duì)上述系統(tǒng)還是采用常規(guī)控制方式，不納入FCS系統(tǒng)。輔控系統(tǒng) 補(bǔ)給水、凝結(jié)水精處理、凈水、廢水、脫硫系統(tǒng)均采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。輔控范圍內(nèi)總線設(shè)備數(shù)量達(dá)665 個(gè)。

項(xiàng)目背景隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，為了提高生產(chǎn)效率，國(guó)內(nèi)眾多卷煙廠通過技術(shù)改造和引進(jìn)高速卷煙設(shè)備提升卷煙機(jī)的卷煙速度。在煙機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，卷煙紙容易出現(xiàn)搭接錯(cuò)位、斷裂等問題。為解決上述生產(chǎn)過程中的難題，西門子將Simotion和Sinamics S120系統(tǒng)成功應(yīng)用于煙草行業(yè)高速接紙機(jī)。該機(jī)型通過使用全伺服控制方案和無(wú)膠粘接技術(shù)，能對(duì)高速運(yùn)行的紙道進(jìn)行在線不停機(jī)粘接，并極大簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)，提升煙紙粘接成功率。西門子高速接紙機(jī)的成功開發(fā)，將會(huì)取代當(dāng)前我國(guó)各大煙廠的機(jī)械式供紙?jiān)O(shè)備，有著巨大的市場(chǎng)潛力。挑戰(zhàn)與困難 在我國(guó)傳統(tǒng)的香煙生產(chǎn)中，濾棒成型機(jī)和卷煙機(jī)都需要在前道工序供應(yīng)濾棒紙或卷煙紙。由于供應(yīng)濾棒紙或卷煙紙的速度達(dá)到了600-800m/min，在該速度下要保證連續(xù)生產(chǎn)，在我國(guó)一直都使用機(jī)械輔助設(shè)備完成不停機(jī)在線粘接。然而，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的機(jī)械式涂膠粘接技術(shù)存在以下缺陷：機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)繁瑣，運(yùn)行不穩(wěn)定，易出現(xiàn)粘接失敗或粘接后新帶和舊帶不重合等故障，運(yùn)行速度只能達(dá)到600m/min；傳統(tǒng)放卷方式為被動(dòng)放卷，通過磁粉離合器或磁阻剎車完成放卷工藝，該方式不可能達(dá)到800m/min運(yùn)行速度，且維護(hù)流程復(fù)雜，剎車構(gòu)件易磨損；膠料使粘接部位厚度增加，在送進(jìn)卷煙機(jī)后易造成斷裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞卷煙機(jī)；傳統(tǒng)機(jī)械式涂膠粘接，對(duì)零部件的加工和裝配要求極高，我國(guó)現(xiàn)今加工水平難以達(dá)到零部件的量產(chǎn)。西門子產(chǎn)品、技術(shù)或解決方案的應(yīng)用 由于各大煙廠生產(chǎn)的需要，客戶對(duì)西門子提供的接紙機(jī)提出了較高的要求，即在800m/min運(yùn)行速度下，需保證煙紙粘接成功。為確保高速運(yùn)行速度下的成功粘接率，西門子提供的高速接紙機(jī)運(yùn)用了Simotion和Sinamics S120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，1FK7和1FT6電機(jī)，同時(shí)采用收放卷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用軟件包Simotion Winder。該高速接紙機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用全伺服無(wú)膠粘接技術(shù)，該技術(shù)使用機(jī)械壓痕的方式將新紙帶和舊紙帶通過壓印粘接在一起，無(wú)需涂膠，可避免卷煙機(jī)損壞；機(jī)械結(jié)構(gòu)大大減少，避免由于機(jī)械加工的不一致造成設(shè)備不穩(wěn)定；伺服電機(jī)主動(dòng)放卷技術(shù)，運(yùn)行速度大大提升，可以達(dá)到800m/min甚至于達(dá)到1000m/min的水平；可以配套目前國(guó)外的高速卷煙機(jī)生產(chǎn)。性能及效益經(jīng)過測(cè)試，西門子提供的高速接紙機(jī)放卷紙帶速度為800m/min，能完成在線不停機(jī)粘接，完全符合客戶的需求，并能幫助客戶節(jié)省成本，提升產(chǎn)能：此機(jī)型可取代國(guó)內(nèi)目前所有煙廠現(xiàn)有的放卷輔助設(shè)備，使煙廠生產(chǎn)更穩(wěn)定可靠，大幅減少機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械加工成本；可以配套目前世界進(jìn)的高速卷煙機(jī)，有效提升煙廠的生產(chǎn)能力；大量節(jié)省了工程師放卷應(yīng)用編程工作，可將工作精力集中在無(wú)膠粘接工藝研發(fā)上。

不僅如此，玻璃表面的微裂紋在這種壓應(yīng)力下變得更加細(xì)微，也在一定程度上提高了玻璃的強(qiáng)度。目前普遍采用的物理鋼化法是將玻璃加熱到軟化點(diǎn)附近（650℃左右），這時(shí)玻璃仍能保持原來(lái)的形狀，但玻璃中粒子已有一定的遷移能力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，以使內(nèi)部存在的應(yīng)力很快消除，然后將玻璃進(jìn)行吹風(fēng)驟冷，當(dāng)溫度平衡后，玻璃表面產(chǎn)生了壓應(yīng)力，內(nèi)層產(chǎn)生了張應(yīng)力，即玻璃產(chǎn)生了一種均勻而有規(guī)律分布的內(nèi)應(yīng)力，提高了玻璃作為脆性材料的抗張強(qiáng)度，從而使玻璃抗彎曲和抗沖擊強(qiáng)度得到提高。同時(shí)，由于玻璃內(nèi)部均勻應(yīng)力的存在，一旦玻璃局部受到超過其強(qiáng)度能承受的沖擊發(fā)生破裂時(shí)，在內(nèi)部應(yīng)力的作用下自爆為小顆粒，提高了其安全性。因此，鋼化玻璃亦可稱為預(yù)應(yīng)力玻璃或安全玻璃。玻璃在鋼化的過程中，一般都會(huì)產(chǎn)生風(fēng)斑和應(yīng)力斑，風(fēng)斑是在冷卻過程中，由于受冷不均而導(dǎo)致玻璃應(yīng)力不均而形成的，其在某種特殊角度下觀察會(huì)看到玻璃表面呈明暗相間的條紋。應(yīng)力斑也是因?yàn)閼?yīng)力不均造成的，比如在加熱過程中，爐邊部和中部存在溫差而導(dǎo)致應(yīng)力不均。應(yīng)力斑目前還沒有辦法完全避免，但設(shè)計(jì)良好的鋼化設(shè)備可以程度的減少應(yīng)力斑的可見性。 玻璃鋼化爐設(shè)備 鋼化爐（glass tempering furnace)是用物理或化學(xué)方法生產(chǎn)鋼化玻璃的設(shè)備，目前主要采用物理式鋼化爐，物理式玻璃鋼化爐按照加熱方式特性可以分為對(duì)流式強(qiáng)制對(duì)流加熱鋼化爐和輻射式加熱鋼化爐。對(duì)流式鋼化爐以加熱時(shí)間短、加熱均勻，生產(chǎn)的鋼化玻璃平整度好、風(fēng)斑少、玻金少在近幾年得到了廣泛的應(yīng)用。鋼化爐機(jī)組一般由放片臺(tái)、加熱爐、冷卻風(fēng)柵、取片臺(tái)等組成。外加風(fēng)機(jī)、空氣分配中心、電氣控制系統(tǒng)以及電腦終端等設(shè)施組成。原片玻璃從裝片臺(tái)入爐，在加熱爐內(nèi)加熱到適合鋼化的溫度，完成加熱過程，電爐內(nèi)部空間被爐內(nèi)水平、相隔一定間距放置的數(shù)十根陶瓷輥道分隔為上下兩個(gè)加熱空間，分別由頂部與底部的電熱絲加熱，PLC自動(dòng)控制整個(gè)加熱過程。加熱后的玻璃進(jìn)入冷卻風(fēng)柵后均勻迅速地淬冷鋼化，上下風(fēng)柵的冷卻壓力可以調(diào)節(jié)。然后進(jìn)入卸片臺(tái)卸片包裝。鋼化爐的鋼化工藝過程，在操作人員對(duì)相應(yīng)的工藝參數(shù)進(jìn)行選擇、設(shè)定后，由PLC控制系統(tǒng)對(duì)工藝流程進(jìn)行自動(dòng)控制。玻璃鋼化系統(tǒng)工藝 玻璃鋼化工藝一般采用優(yōu)質(zhì)玻璃為原料，以鋼化爐為主要生產(chǎn)設(shè)備。整個(gè)生產(chǎn)線的長(zhǎng)度20-30米不等，依次分布為放片臺(tái)、加熱段、風(fēng)柵冷卻段、取片臺(tái)，各工段均有不同材質(zhì)的輥?zhàn)舆\(yùn)送玻璃。輔助設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、控制柜等。其生產(chǎn)過程分成上片、自動(dòng)往復(fù)加熱、往復(fù)急冷、往復(fù)吹風(fēng)、取片五個(gè)工藝階段。開車前逐步使加熱段呈矩陣分布的上下電爐升溫至650℃，做好鋼化準(zhǔn)備。玻璃進(jìn)入加熱爐后，由陶瓷輥道支撐，在連續(xù)正、反向轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)的陶瓷輥道帶動(dòng)下，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成均勻加熱。玻璃上表面吸收熱量主要依靠頂部電熱絲的熱輻射、玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)造成的氣體對(duì)流和自然對(duì)流傳熱。此時(shí)熱輻射是為首要的加熱形式；玻璃中部溫度的升高是靠玻璃表面向內(nèi)的熱傳導(dǎo)以及吸收輻射熱得以實(shí)現(xiàn)的；玻璃下表面除了下部輻射板熱輻射、玻璃往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成的氣體對(duì)流和自然對(duì)流加熱外，玻璃下表面與處于高溫狀態(tài)的陶瓷輥道直接接觸，陶瓷輥道以熱傳導(dǎo)方式直接對(duì)玻璃下表面?zhèn)鬟f熱量。運(yùn)動(dòng)中的陶瓷輥道不斷接受來(lái)自下部輻射板輻射熱以及下部空間的對(duì)流傳熱。由于熱傳導(dǎo)的作用，在相同溫度條件下，下表面的升溫速率大于上表面的升溫速率，這在玻璃進(jìn)爐初期非常明顯。加熱后期，啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行。加熱完畢，打開后爐門，加熱主傳動(dòng)和風(fēng)柵主傳動(dòng)按出爐速度同步高速出爐，熾熱的玻璃快速進(jìn)入風(fēng)柵急冷鋼化。急冷之后，風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行至冷卻結(jié)束，然后減速停機(jī)，風(fēng)柵轉(zhuǎn)動(dòng)和取片轉(zhuǎn)動(dòng)按取片速度同步出柵到達(dá)取片臺(tái)。系統(tǒng)同時(shí)具有多種報(bào)警。緊急停車時(shí)有安全位置，運(yùn)行時(shí)有安全連鎖。 玻璃強(qiáng)制快速冷卻，是形成玻璃終均勻應(yīng)力的關(guān)鍵。玻璃板被繞有仿綸繩的輥道支撐，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)玻璃均勻、快速冷卻。冷卻風(fēng)的總風(fēng)壓以及上下冷卻速率的平衡，上下風(fēng)柵氣流壓力的平衡也直接影響鋼化玻璃的平整度。鋼化爐氣控制系統(tǒng) 鋼化爐控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，上位機(jī)為西門子WINCC+MP 270控制系統(tǒng)，下位機(jī)除PLC的CPU機(jī)架外，還有一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，用于控制大量的SSR模塊。另外，通過Profibus總線擴(kuò)展了三個(gè)ET200M遠(yuǎn)程I/O站和四套風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)。PLC是剛化爐控制系統(tǒng)的核心，基于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能以及適用性、安全性、可靠性，選用了西門子S7-300PLC作為主控制，SIEMENS S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，各種功能模塊 可以滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制功能，簡(jiǎn)單、實(shí)用、模塊化和分散式結(jié)構(gòu)使其應(yīng)用十分靈活，當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展。

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三極管開關(guān)速度快、繼電器開關(guān)速度慢開關(guān)三極管由于沒有機(jī)械觸點(diǎn)，所以其開關(guān)速度可以很快（微秒級(jí)），而繼電器由于機(jī)械觸點(diǎn)的存在，其開關(guān)速度（毫秒級(jí)）要明顯低于三極管的開關(guān)速度。開關(guān)功能只是三極管功能的一部分三極管的開關(guān)功能只是其功能的一部分，三極管還具有電流放大和穩(wěn)壓的作用，這點(diǎn)繼電器是不能夠做到的。繼電器和接觸器作用類似繼電器和接觸器的作用非常相似，但是接觸器主要用來(lái)控制更大的電流的通斷。繼電器的驅(qū)動(dòng)電路通常用三極管實(shí)現(xiàn)繼電器線圈需要流過較大的電流(約50mA)才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進(jìn)行擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。
李軍旗：工業(yè)富聯(lián)已做好未來(lái)10年規(guī)劃