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          ControlNet大豆分離蛋白生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

          作者: 時間:2012-07-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          一、引言
          大豆分離蛋白的生產(chǎn)工藝復雜、質(zhì)量控制要求嚴格。我國現(xiàn)有的絕大部分大豆分離蛋白生產(chǎn)線工藝設(shè)備落后,生產(chǎn)過程控制水平低下,因而產(chǎn)品質(zhì)量不高,無法形成競爭優(yōu)勢。2000年哈爾濱某大豆食品公司引進國外先進的工藝及關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備,聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)單位設(shè)計了一套以為主的包括羅克韋爾自動化NetLinx三層網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng),建成了一條具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高質(zhì)量現(xiàn)代化大豆分離蛋白自動控制生產(chǎn)線。

          二、大豆分離蛋白生產(chǎn)工藝簡介
          大豆分離蛋白工藝過程主要有以下幾道工序:(1)浸出工序,(2)酸沉分離工序,(3)中和工序,(4)閃蒸工序,(5)干燥工序。
          整個生產(chǎn)車間分為濕區(qū)和干區(qū)。濕區(qū)完成浸出、酸沉分離及中和三道工序,工藝較復雜,檢測控制點較多,有溫度、流量、酸堿度等被控量,并要求對這些被控量進行實時監(jiān)測控制;干區(qū)完成閃蒸和干燥兩道工序,被控量主要是壓力和溫度,且生產(chǎn)中干區(qū)的壓力和溫度都較高,對工藝過程有嚴格的先后順序要求及互鎖要求,需要嚴格的安全保護。為提高控制系統(tǒng)的實時響應(yīng)速度,保證控制系統(tǒng)的正常運行,要求對濕區(qū)和干區(qū)分別進行控制,并進行通信、相互協(xié)調(diào)。

          大豆分離蛋白生產(chǎn)線生產(chǎn)的蛋白粉可作為多種食品的原料,其生產(chǎn)配方多達十幾種。在不同的配方工藝生產(chǎn)過程中,需要添加的組份種類不同、甚至配比也不同,而且生產(chǎn)過程的酸堿度、浸出酸沉溫度、老化溫度及時間、噴霧干燥壓力及溫度等也都各不相同,需要靈活方便的配方生產(chǎn)控制。

          三、以為主的控制系統(tǒng)
          針對生產(chǎn)線分散程度大、對實時控制及互鎖邏輯控制要求高、需要靈活方便的配方生產(chǎn)控制等特點,采用了以羅克韋爾自動化公司的為主的控制系統(tǒng),實現(xiàn)了大豆分離蛋白生產(chǎn)全過程的自動控制。系統(tǒng)能夠可靠有效地完成實時、精確的過程控制、順序邏輯控制、連鎖保護、參數(shù)報警、歷史記錄、趨勢圖、數(shù)據(jù)處理和打印報表等功能,并具有優(yōu)異的開放式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),擴展方便靈活、可靠性高。

          系統(tǒng)以羅克韋爾自動化公司A-B品牌的系列產(chǎn)品為核心,包含NetLinx的所有三層網(wǎng)絡(luò):信息層、控制層、設(shè)備層。信息層采用EtherNet,它主要連接兩個操作站計算機和控制器,實現(xiàn)計算機與控制器之間大量信息的高速交換,對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控,并可用于組建企業(yè)信息網(wǎng)??刂茖硬捎酶咚佟⒋_定性的ControlNet網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)控制器之間的通信及對遠程擴展I/O的控制。設(shè)備層采用高效、低價的DeviceNet網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)對底層現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。

          系統(tǒng)中應(yīng)用了4個機架:ControlLogix1至ControlLogix4。ControlLogix1至ControlLogix3主要用于對濕區(qū)的控制,ControlLogix4主要作為干區(qū)的控制單元。ControlLogix1機架中插有2個處理器模塊Logix5550,1個ControlNet通信模塊1756-CNBR,1個EtherNet通信模塊1756-ENET,1個DeviceNet掃描器模塊1756-DNB,多個1756I/O模塊。ControlLogix2和ControlLogix3機架中各插有1個ControlNet通信模塊和多個I/O模塊,機架中沒有處理器,通過ControlNet通信模塊連接到ControlNet網(wǎng)絡(luò)上,作為ControlLogix1的遠程擴展I/O。ControlLogix1處理器控制本機架中的I/O模塊以及ControlLogix2和ControlLogix3的遠程擴展I/O模塊,并處理EtherNet、ControlNet以及DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的信息,其任務(wù)非常繁重,因此采用雙處理器熱備,以提高系統(tǒng)的可靠性。ControlLogix4作為干區(qū)的控制單元,機架上插有1個處理器模塊、1個ControlNet通信模塊及多個I/O模塊。其處理器完成對干區(qū)閃蒸和干燥兩道工序的控制,實現(xiàn)各工藝環(huán)節(jié)的邏輯控制、互鎖控制以及生產(chǎn)中過程量的實時控制,并通過ControlNet通信模塊與ControlLogix1處理器進行通信協(xié)調(diào),以將生產(chǎn)信息實時傳輸?shù)讲僮髡?和操作站2。

          ControlLogix1處理器通過DeviceNet掃描器控制DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上連接的多個變頻器和軟啟動器,完成對現(xiàn)場電動機的驅(qū)動與控制。
          本系統(tǒng)按照工藝要求采用PID和模糊控制等控制手段完成大豆分離蛋白生產(chǎn)線上設(shè)備的電氣自動控制、順序邏輯控制、儀表控制、回路調(diào)節(jié)等功能,并對工藝過程信息進行檢測、記錄及數(shù)據(jù)處理,實現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)控制及工藝過程的自動調(diào)節(jié)、報警等,從而完成對整個生產(chǎn)過程的自動控制。系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地完成各項控制功能,各檢測點及控制點都能達到控制要求的檢測精度及控制精度,同時系統(tǒng)具有很強的抗干擾性,能夠在比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中正常工作。操作站1和操作站2由技術(shù)人員操作,分別監(jiān)控濕區(qū)和干區(qū),并可實現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理以及報表打印等功能。兩年來系統(tǒng)的運行實踐表明,系統(tǒng)使生產(chǎn)產(chǎn)品完全達到了質(zhì)量要求,使生產(chǎn)效率大幅度提高,節(jié)約了大量資源,有效提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。專家對本系統(tǒng)評定后一致認為,本系統(tǒng)居國內(nèi)大豆精深加工行業(yè)技術(shù)的領(lǐng)先地位,達到了國際先進水平。


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