宇電AIFCS溫控系統在翔鷺滌綸紡纖的應用

概述

翔鷺滌綸紡纖HDT-3T機臺現場總線型溫控系統采用AIBUS現場總線型總體設計，以AI-2000工業級觸摸屏電腦作為上位機，多臺AI調節器通過AIBUS通訊協議現場聯接，觸摸屏電腦直接與AI調節器通過RS-485串行通訊實現90個通道溫度集中監控。AI調節器上的所有參數可以在觸摸屏中顯示，也可用觸摸屏電腦設定下載，數據顯示刷新率高，便于實時監控，溫度控制在±0.1℃。本系統同時監控四條拉絲生產線。

制程工藝要求

在滌綸紡纖后道生產工序中，每個滌綸拉絲HDT-3T假捻機臺有45個加熱缸存放聯苯熱媒分液相與氣相，所需控制的溫控加熱區共有45個液相，45個氣相檢測點，為了對滌綸長絲改變其物理特性，需要軟化過程，在滌綸拉絲HDT-3T假捻機臺加熱缸中的聯苯熱媒加熱控制來軟化長絲創造拉升條件，不同的長絲拉升軟化溫度不同。由于原機臺溫控系統老舊，控制品質不高，不適應制程要求，擬對現有T機臺的溫控系統進行改造，每個T臺假捻機有45個加熱缸，分兩層：下層聯苯熱媒液相加熱控制輸出驅動SSR至加熱管，上層汽相45個監測，每T臺控制系統有90個通道。經系統改造采用AI調節器、AI巡檢儀通訊表與AI-2000液晶觸摸式工業平板電腦之間通訊，*實現集中控制。一臺觸摸屏電腦可以同時與90個測控點通訊，通訊方式為RS-485串行通訊，這樣所有溫控表中的控制信息與數據信息都在觸摸屏電腦上統一管理、分配。

系統組成

系統結構圖如下 ：
 
 

測控系統

整個測控系統包括AI-2000觸摸屏電腦、AI調節器、鉑電阻PT100、SSR固態繼電器、電加熱管。

觸摸屏電腦選用宇電AI-2000工業級觸摸屏電腦（TOUCH PC），不僅可運行WINDOWSCE 、LINUX等各種嵌入式操作系統及軟件，也可運行WINDOWS 98等PC操作系統及軟件，應用豐富靈活，能全面取代無紙記錄儀、人機界面等產品。顯示屏采用10.4英寸TFT真彩色液晶屏幕，配合觸摸式屏幕操作，顯示畫面直觀清晰，操作簡便。同時采用CF電子盤，解決了普通硬盤不耐震動的問題，可應用于工業現場。具有一個RS232通訊接口、1個RS485通訊接口，1個并行打印口、1個USB接口、1個PS/2鼠標接口，1個鍵盤接口、1個RJ45以太網口。

觸摸屏電腦中安裝有宇電工控組態軟件AIFCS產品，用戶無需系統組態即可直接使用，該軟件與宇光儀表配套使用共同構成智能儀表現場總線系統，本工程與該軟件配套的儀表有AI708、AI708M，共90個通道。觸摸屏電腦上的并行口還可以直接和打印機連接實時或定時打印當前或歷史數據。利用觸摸屏中電腦內置的RS485通訊口與AI708、AI708M溫控表直接通訊。通訊方式RS485；儀表采用AIBUS通訊協議，8個數據位，1個或2個停止位，無校驗位，數據采用16位求和校驗，它的糾錯能力比奇偶校驗高數萬倍，可確保通訊數據的正確可靠。

溫控儀表選用宇電具有通訊功能的AI系列儀表，該儀表采用AI人工智能調節方式，是利用模糊規則進行PID調節的一種新型算法，在誤差大時，運用模糊算法進行調節，以消除PID飽和積分現象，當誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調節，并能在調節中自動學習和記憶被控對象的部分特征以使效果*化，具有無超調，高精度，參數確定簡單，對復雜對象也能獲得較好的控制效果等特點。其整體調節效果比一般PID算法及模糊調節算法均更*。

主要功能描述

本系統由上位機（工業極觸摸屏電腦）和下位機（宇光AI智能儀表）二層結構組成：上位機負責對現場設備連接的所有智能儀表的數據進行監控、處理和輔助控制；下位機（宇光AI智能儀表）負責對現場設備的數據采集并控制現場設備的正常運行。

• 現場設備實時數據的采集和保存

同時采集機臺90個通道的熱電阻（PT100）的實時數據，在同一畫面顯示所有儀表數據的數值及狀態，并同時把數據保存成文件進行歷史數據儲存。

• 工藝流程的動態顯示

按客戶的工藝流程在畫面上顯示虛擬的現場設備的布置情況，動態的顯示設備的在線狀態，在傳感器及其他相關設備實際安裝的位置標上相應的標號和數據，更直觀的讓用戶了解畫面上的數據的實際來源，在事故發生時更能提高解決事故的效率。

• 設備報警的產生、處理、保存及查詢

系統按照客戶的要求設置好報警產生時間、形式、長短和解除方式，實時快速準確的進行報警。并保存每一次報警的報警類型、報警時間、應答時間、結束時間、報警時報警后的實時數據、操作人員等，客戶需要的信息，對報警數據的查詢更可方便客戶進行事故分析。

• 歷史數據的顯示及查詢

實時數據保存成文件后，可在歷史數據查詢畫面進行數據查詢，客戶可以很方便的調出進行數據比較和數據分析，以便吸取經驗更好的控制整個系統，提高生產效率。數據也可以保存成Excel可以打開的文件，用USB口拷貝到其他工控機進行保存備份。

• 實時曲線和歷史曲線的顯示

曲線功能使數據的顯示更為易懂，同時顯示氣相和液相兩個傳感器的數據趨勢，使產品質量更容易控制。實時曲線、歷史曲線的切換和強大曲線查詢功能使曲線的使用更簡便靈活。

• 對多臺智能儀表內部參數的統一設置和分別設置

同時控制所有儀表的啟動、停止、報警限值、儀表設定值進行設定，也可單獨任意設定一臺儀表的參數值，使上位機輔助控制變得快速準確。

• 對操作人員的權限管理

系統登錄方式分為系統啟動登錄、系統運行期間登錄、退出系統時登錄。權限按照客戶要求進行多重分級，防止不相關的操作員誤操作，造成事故。設置管理員權限使用戶能夠在系統運行時增加、刪除用戶、分配權限、修改密碼。

結語

本系統在廈門翔鷺滌綸紡纖（廈門）有限公司已經成功運行二年多，現場運行證明基于AIBUS現場總線和AI-2000工業級觸摸屏電腦的AIFCS計算機監控系統，無論從軟件還是硬件設計上均較為合理，運行可靠，操作方便，具有很強的抗干擾性，大大提高了企業生產效率，使其工業自動化水平又躍上一個新的臺階。