自動控制系統在滴灌帶生產線連續自動換網裝置中的應用

徐濤

摘 要：本文簡述了自動控制系統在滴灌帶生產線連續自動換網裝置中的應用。

關鍵詞：自動控制系統；連續自動換網裝置

目前節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，破壞了土壤的結構，使透氣性變差，不利于作物生長，對土地和環境造成污染，，對農業和生態環境的可持續發展將產生嚴重的不良影響。廢塑料的循環與再造，不僅僅具有經濟上的意義，在環保上的意義更加重大。

1、自動控制系統開發目的

為了提高勞動生產效率，開發了一種用于滴灌帶生產線的帶式連續自動換網裝置，該裝置能夠實現不停機自動換網，尤其對于多次回收再利用的廢舊滴灌帶再生料的生產，效果非常明顯。由此，開發了一套適合本裝置的自動控制系統。

2、自動控制系統的構成

自動控制系統是由現場控制系統和上位監控系統組成，現場控制系統和上位監控系統是基于現場總線的網絡自動控制程序，多個外部傳感器以及其他接受的信號，通過現場總線網絡反饋到上位控制系統進行處理，根據對其的編程來實現所需要的動作，進而再輸出相應的動作指令，達到集中控制的目的，即使用網絡集中控制程序來實現單機的控制。

上位監控系統選用西門子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，能為工業領域提供完備的監控與數據采集系統，能夠為當前的應用和今后進一步的擴展提供更加優越的性能、更大的靈活性和更高的效率。SIMATIC WINCC V7.0集成了SCADA、組態、腳本語言和OPC等先進技術，可以與多種自動化設備及控制軟件集成，具有豐富的設置項目、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、編程和數據管理，可形成所需的操作畫面、監控畫面、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、形象直觀的操作環境，不僅縮短了軟件設計周期，而且提高了工作效率。

上位監控系統由Siemens Simatic WinCC V7.0 Multilanguage進行變量管理和畫面組態，組態完成后設定各個現場控制系統的工藝參數，主要由視頻監控、工藝參數曲線、工藝參數監控、工藝參數設定和設備運行狀態等子系統結構。現場控制系統采用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等通訊協議，該控制系統采用Modebus TCP/IP協議構建現場總線系統，實現網絡控制和集中管理。

上位控制系統能夠在線設置換網時間、換網壓力、換網溫度等參數，可以實時監控換網狀態、換網溫度、換網壓力、主機電流、收卷狀態、管徑狀態等參數并自動繪制成曲線，并能夠通過視頻監控系統實時監控現場換網裝置的運行狀況。通過設置軟件的網絡發布功能，可以在任何連接互聯網的電腦上登錄系統，監控設備的運行狀態和調整運行參數。

通過在反復實驗中的調試，優化完善的自動控制程序的各個功能，在生產過程中，體現了良好的可靠性和連續性，解決了滴灌帶生產過程中人為因素的影響，能夠更好的提高勞動生產率和生產的連續性。

該系統投產以后，控制系統的現場裝置和上位控制系統改變了當前離散式現場管理模式，提供集中遠程管理模式，實現了資源共享。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%，換網停機從5小時/次降低至三只四天一次，一次半小時，單件產品能耗由18.5度電降低到15.3度電，勞動生產率提高了20%左右。

該系統的使用提高了再生塑料利用率，減少廢舊塑料對環境的污染，生產過程的自動化大幅提高，降低了產品的成本，節約了資源，保護了生態環境，降低了滴灌帶生產線的生產能耗，實現了滴灌帶生產線的連續低功耗運轉，為塑料節水產業的可持續發展提供了有利的技術基礎。

參考文獻：

（1）楊平，翁思義，郭平. 自動控制原理[M].中國電力出版社，2006

（2）張萬忠.可編程控制器應用技術[M].化學工業出版社，2007