工控工程師中級職稱論文

　　工控指的是工業自動化控制，主要利用電子電氣、機械、軟體組合實現。下面是由小編整理的，謝謝你的閱讀。

　　篇一

　　先進工控系統 服務企業物流

　　為了適應市場需求不斷變化，玻璃纖維製造企業必須要適時地、有效地組織大規模大批量的生產。為解決這個問題，需要建立先進的工廠物流自動控制系統，以完成在庫房、生產車間和包裝車間之間的自動生產配送任務。

　　西門子具有世界上最先進的工控技術，利用這一技術，西門子公司提出了面向眾多行業先進的整合物流自動輸送系統的系列解決方案。西門子公司的整合物流自動輸送系統具有公共資料管理、組態、程式設計和通訊功能，具有開放式的產品結構，可安全地實現生產及過程自動化，為客戶量身訂做解決方案。

　　下面結合玻璃纖維製造行業特點，介紹西門子公司承建的某大型玻璃纖維製造企業先進的工業控制自動化物流輸送系統及應用情況。

　　一、系統介紹

　　1.控制系統簡介

　　玻璃纖維製造企業的產品品類不多，但產品特殊，具有非常規的產品形狀、規格及特點，要求整個工業控制自動化物流輸送系統需要完成幾十個不同品種玻璃纖維成品從拉絲機上線經過空中轉運、智慧分配車、烘乾爐、立體庫到最終包裝完成的整個自動化物流輸送、分揀和分類儲存過程。

　　根據以上的要求，該企業整個自動化物流輸送系統主要包括：

　　***1***兩條積放式懸掛輸送鏈;

　　***2***4個智慧分配小車;

　　***3***2個雙巷道6層立體庫;

　　***4***1條絡紗合股板鏈;

　　***5***1條直接紗輸送及自動包裝系統;

　　***6***1條絡紗輸送及自動包裝系統;

　　***7***1條空小車返回輸送線;

　　***8***3套工業機器人及系統排程、管理和監控系統。

　　整個系統使用了以下系列的工業控制自動化產品：

　　***1***5個S7-300 315-2DPCPU，兩個S7-300317-2DP CPU及若干本地I/O組成主線控制系統，並且通過DP網路連線了10個ET200M從站、34個現地遠端I/O模組和32臺MM440變頻器;

　　***2***4個S7-300 313C-2DPCPU及若干本地I/O、8臺MM440變頻器組成4臺智慧分配車控制系統;

　　***3***4個S7-300 315-2DPCPU及若干本地I/O、8臺MM440變頻器組成立體倉庫4個堆垛機控制系統;

　　***4***3個S7-300 315-2DPCPU及若干本地I/O組成3個工業機器人控制系統;

　　***5***中央控制室採用5臺DELL計算機作為伺服器和監控計算機執行WINCC控制中心軟體***系統監控***，資料分析處理軟體***系統排程、管理***。

　　整個系統除智慧分配車同主線採用紅外DP通訊以外，PLC之間和PLC同管理系統之間全部採用10/100M快速光線乙太網絡進行資料交換。

　　2.整個系統工藝流程

　　整個物流輸送、儲存過程大概有300米長，一個物料小車走一個迴圈大致需要2.5小時，行程近1.2公里。由於涉及的裝置很多，所以工藝比較複雜，大致如下：

　　***1***拉絲區

　　拉絲區共分為上、下兩個分割槽，每個分割槽左右兩側各放置132臺拉絲機，共分8個工位作為成品絲進入物流系統的上線點;每個工位可以生產一種或不同品種的原絲，最多為4個品種;每個拉絲區有獨立的懸掛式積放鏈完成空小車等待和滿小車輸送，裝滿原絲的小車通過工位的自動頂升臺升至離地面60釐米後通過自動掛鉤機構同積放鏈的吊具結合;掛鉤完成後，工人利用發車按鈕發車，此時發車按鈕的資訊由排程系統作記錄，將小車編號、工位號、紗型號等資訊進行繫結，存入資料庫。

　　***2***烘乾區

　　具攜帶滿車離開相應的拉絲區後，分別進入上、下兩個烘箱區，系統通過頂升臺將小車接到地面輸送線，在到達爐前智慧分配車前，PLC將小車編碼上報給排程系統，系統根據前面繫結的資訊，自動根據紗性類別和現場生產情況選擇對應的烘乾爐，並且將去向下達給爐前智慧分配車，爐前智慧分配車根據排程指令將貨物準確送到指定的烘乾爐。

　　***3***積放區

　　滿車通過烘乾爐後，在積放區等待，爐後智慧分配車不斷往復運動，將滿車從烘箱運送至立體倉庫外圍輸送線。

　　***4***立體倉庫

　　上、下兩個半區的立體倉庫分別接收來自各自烘箱區的滿車，特設條件下也可以接收來自另一個區的滿車。堆垛機根據不同的紗型將滿車按不同區域存放，等待原絲溫度自然冷卻。

　　上、下兩個立體庫根據排程系統的命令，自動將符合條件的滿車從庫中取出，通過輸送線分別進入直接紗或絡紗包裝輸送線。

　　***5***包裝與分揀

　　包裝線設有機器人和包膜機等裝置，協助工人進行自動包裝和分揀。

　　***6***返程待料

　　被取空紗團的空小車通過自動空小車返回線，進入拉絲區等待上料。

　　二、控制系統構成

　　1.控制方案的確定

　　整個系統的控制物件多，每個單獨物件的動作都很複雜，它們之間需要協調一致地動作，相互間的介面、資料交換也很複雜。因此從系統維護、使用等角度考慮，全部採用一個公司的產品會更加經濟、有效。

　　我們根據國內外類似系統的執行管理情況以及在該行業中的實踐經驗，依照國際自動控制領域的發展趨勢，本著安全可靠、簡單實用、先進的原則，充分發揮西門子自動產品的技術優勢，以S7控制平臺和開放的現場匯流排網路ProfinetTM、ProfibusTM體系為核心，採用最新的控制器、驅動、網路架構及工控軟體產品為使用者提供了一個有計算機、PLC、現場分散式I/O組成的多級的、開放的、模組化的、實時多工的集散型可擴充套件資料採集和控制系統。

　　該系統採用整合工業現場匯流排、控制匯流排和10/1OOM高速乙太網組成的混合三層體系結構，既支援基於瀏覽器的B/S結構體系，也支援C/S結構體系，系統的模型如圖1所示。

　　2.系統功能分析

　　整個工廠的輸入/輸出資訊形式多樣***包括影象、圖形、文字、語音、數字等多媒體形式***，資訊量大，對系統功能要求高。控制監視任務不僅僅限於單機的檢測和控制問題，而且還要求實現對整個物流系統的監控、診斷、優化、預報、排程。以PLC和計算機為核心的資訊處理機制完成對綜合資訊的管理、生產過程的計劃、排程、監視和自動化控制，系統必須具有以下3個主要方面的功能：

　　***1***現場生產資料的採集、分析、處理、動態跟蹤、工藝控制等前臺生產現場檢測和控制;

　　***2***紗型資料、裝置故障資訊、工位管理等後臺資訊管理;

　　***3***物流過程監控與計劃排程指揮系統。

　　3.系統的特點分析

　　為了充分發揮西門子自動化產品的優勢，我們提供了以下設計原則：

　　***1***系統的可靠性

　　生產線工程可靠性問題至關重要。系統的可靠性是我們設計中遵守的第一或最高原則。

　　***2***技術的先進性

　　應用國際上最先進的自動化技術，將體現出我國工業自動化的最高水準。在考慮採用先進技術的同時，還要考慮技術的成熟性。成熟的技術是可靠性的基礎，正確地選擇使用先進技術也是增強系統可靠性的有效途徑。因此我們將仔細權衡利弊，在選擇先進性與成熟性上達到平衡。

　　***3***系統的易操作性和易維護性

　　大量的工程經驗說明，成功的專案，系統使用和維護必須都是成功的。從設計角度出發，系統必須是易操作、易維護的。系統的可靠性保證了系統在正常條件下可以長期、可靠、無故障執行***平均無故障時間***。另一方面，系統在異常條件下發生故障後，應能夠在儘可能短的時間內修復***平均修復時間***，這就是系統的易維護性。可靠性與易維護性指標的綜合就是系統的可用性，應使可使用率接近100%。

　　***4***系統的開放性

　　參與整個工程建設的廠家、設計、技術來自不同的國家和地區。而整個工程將成為一個系統執行，不同裝置、技術上的連線是非常重要的。因此，系統的開放性為不同廠家裝置連結提供可能。廣泛採用國家及國際有關行業標準是保證系統互連及開放性的一個有效措施。

　　根據以上設計原則，我們系統構架的示意圖如圖2所示。

　　三、結束語

　　該玻璃纖維製造企業的自動化物流輸送系統從2004年12月底投入執行到現在，充分發揮了其先進性、可靠性、開放性、易操作與維護的特點，大大提高了企業物料搬運效率，發揮了了現代自動化物流系統的優勢，為使用者帶來了巨大效益。

　　此外，不僅體現在經濟方面上，作為世界上最大的玻璃纖維自動化輸送系統，其示範效應和展示作用帶來的影響也是巨大的。先進的工業自動化控制物流系統吸引了全球同行的眼光，為使用者擴大了宣傳影響，增加了大量訂單。

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