孙 峰 (北京和利时机器控制技术有限公司)

  摘要：本文介绍了和利时LM PLC在化工材料聚乙烯蜡生产线中的应用，结合生产中配料的实际需求，介绍了和利时控制系统原理、主要性能及特点。PLC除采集现场仪表的数据信息并进行处理以外，还完成了对现场十几台电动调节阀的自动控制，HollyView上位机组态软件使聚乙烯蜡生产系统的可操作性变得更加方便、灵活，满足了用户的要求。

  关键词： LM PLC；聚乙烯蜡；HollyView；控制系统。

  1 引言

  聚乙烯蜡是一种化工材料，其中聚乙烯蜡的成色为白色小微珠状/片状，由乙烯聚合橡胶加工剂而形成的，其具有熔点较高、硬度大、光泽度高、颜色雪白等特点，聚乙烯蜡是广泛应用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚体。

   在工业环境下，可编程控制器（PLC）已经成为电气控制系统中应用最为广泛的核心装置，为此本文提出了以和利时LM PLC为下位的控制系统，它不仅能实现复杂的逻辑控制，高精度模拟量采集及处理功能，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单、开放性好等功能，上位监控采用HollyView进行组态的聚乙烯蜡系统，通过此系统的应用大大提高了控制过程中的稳定性、可靠性，从而实现整个系统运营的经济、合理和高效。

   2 聚乙烯蜡系统原理及工艺

  聚乙烯蜡的作用原理：聚乙烯蜡在高温中（约100-140℃）溶解于溶剂中，而在冷却至常温时析出，以微晶形式存在于涂料中，因其触变性有利于涂料的贮存，而在涂料施工应用之后，在溶剂挥发过程中能迁移到涂膜表层，最终与涂料其他组分形成一个“蜡化”的表层，裂解聚乙烯蜡采用高分子量聚乙烯，为主要原料，加入其他辅助材料，通过一系列解聚反应而制成。解聚反应是聚乙烯生产中最关键的一环，解聚反应全过程应在密闭的反应釜内进行。 控制程序是用和利时PowerPo V2.1.5B编程软件来实现的，控制环节大致分为如下几部分：融化、过滤、精馏、蒸馏塔等。

  融化系统：不同的原材料进入对应的反应釜内进行融化，在融化过程中通过釜内的实时温度对相应的阀门进行PID控制，从而实现自动控制过程，融化后通过粗滤器和上料泵送到上料线进行上料，具体融化系统图2-1所示
 
             
                      2-1 融化TICA-101A调节阀系统示意图

过滤系统：将上料线输送来的料液进行过滤并将混合物输送至精馏过程
 
              
                        2-2 过滤系统示意图
 
               
                   2-3 精馏系统示意图
               
                    2-4 蒸馏塔系统示意图
 
                
                            2-5 历史趋势1示意图

  3 系统设计

  系统主要以北京和利时公司LM系列PLC为核心、执行机构、声控报警、仪表系统等组成，主要通过不同模拟量数据通过PID手自动控制对应阀门，同时控制部分泵等元件。在中央控制室设置操作员站，方便人员对整厂的系统监控与管理，硬件结构示意图如图3-1所示。
 
              
                             3-1 硬件结构示意图

  PLC硬件配置

 以下是聚乙烯蜡生产系统主要配置，PLC硬件配置清单如下：

  表 3-1 PLC硬件及点表清单
  
       
  上位机操作系统

   上位机操作系统采用和利时公司的HollyView进行开发，实现对PLC控制站的监视与控制，保证了系统的可靠性，实时性，确保监控系统的不间断运行。

   4 应用特点

  基于LM系列PLC的聚乙烯蜡生产线系统具有如下特点：

  稳定性、可靠性

   系统采用和利时公司LM系列PLC，LM系列PLC主要针对中小型或对可靠性要求高的控制系统，在恶劣的工作环境下仍然可以保证长时间可靠的工作，LM系列PLC还通过了UL和CE两大国际认证。
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   运算速度

  LM系列PLC运算速度高达0.37 us，用户程序容量：最大可达120KB；数据容量：最大可达32 KB；掉电保持：6 K；支持LD、ST等六种语言混合编程， LM编程软件中带有增量PID功能块，通过配置参数就可以很方便的实现PID运算功能。

   数据采集

  实时、高精度、模拟信号采集经过PLC转换再通过RS485传送至上位机，采样周期只有6ms。

  输出控制

   通过PID调节各路阀门开度，联锁控制各阀门、泵、电机，实时显示输出状态。

   画面显示功能

  画面显示整个工艺流程及控制控制环节，各种采信号的趋势图、PID调节参数、常用的数据表格等，显示内容包括开关状态、泵的运行停止及故障状态、动态显示各测量值。

   历史数据查询功能

   通过上位机可以方便的查询、统计历史数据，保存历史数据，并可以根据历史数据预测相关量的趋势曲线，根据用户的需要可以提供报表功能，根据年月日的操作情况做成报表的形式，提供有效的技术参数。

   5 结束语

  基于和利时LM PLC的聚乙烯蜡生产控制系统的设计与实现，已经投入实际运行，且性能稳定可靠，较好地满足了控制过程中的控制与管理相结合的要求，降低了人员的劳动强度，避免了由于操作人员操作失误而造成的事故。其系统的安全可靠性和网络互联性方面独到的优越性、友好性以及其自动化程度都达到了先进水平。技术指标也达到了设计要求，LM系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系统的控制任务。

  参考文献

[ 1 ] PowerPro 2.1.5B用户手册
[ 2 ] 王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社
[ 3 ] 孙叔平，刘广峰，吴幼华，工业自动化仪表与系统手册[M].中国电力出版社
[ 4 ] 顾战松.可编程控制器原理与应用[M].国防工业出版社