翔鷺滌綸紡纖AIFCS溫控系統
概述
翔鷺滌綸紡纖HDT-3T機臺現場(chǎng)總線(xiàn)型溫控系統采用AIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)型總體設計，以AI-2000工業(yè)級觸摸屏電腦作為上位機，多臺AI調節器通過(guò)AIBUS通訊協(xié)議現場(chǎng)聯(lián)接，觸摸屏電腦直接與AI調節器通過(guò)RS-485串行通訊實(shí)現90個(gè)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(shí)時(shí)監控，溫度控制在±0.1℃。本系統同時(shí)監控四條拉絲生產(chǎn)線(xiàn)。
制程工藝要求
在滌綸紡纖后道生產(chǎn)工序中，每個(gè)滌綸拉絲HDT-3T假捻機臺有45個(gè)加熱缸存放聯(lián)苯熱媒分液相與氣相，所需控制的溫控加熱區共有45個(gè)液相，45個(gè)氣相檢測點(diǎn)，為了對滌綸長(cháng)絲改變其物理特性，需要軟化過(guò)程，在滌綸拉絲HDT-3T假捻機臺加熱缸中的聯(lián)苯熱媒加熱控制來(lái)軟化長(cháng)絲創(chuàng )造拉升條件，不同的長(cháng)絲拉升軟化溫度不同。由于原機臺溫控系統老舊，控制品質(zhì)不高，不適應制程要求，擬對現有T機臺的溫控系統進(jìn)行改造，每個(gè)T臺假捻機有45個(gè)加熱缸，分兩層：下層聯(lián)苯熱媒液相加熱控制輸出驅動(dòng)SSR至加熱管，上層汽相45個(gè)監測，每T臺控制系統有90個(gè)通道。經(jīng)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(yè)平板電腦之間通訊，完全實(shí)現集中控制。一臺觸摸屏電腦可以同時(shí)與90個(gè)測控點(diǎn)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(gè)測控系統包括AI-2000觸摸屏電腦、AI調節器、鉑電阻PT100、SSR固態(tài)繼電器、電加熱管。
觸摸屏電腦選用宇電AI-2000工業(yè)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(wú)紙記錄儀、人機界面等產(chǎn)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(huà)面直觀(guān)清晰，操作簡(jiǎn)便。同時(shí)采用CF電子盤(pán)，解決了普通硬盤(pán)不耐震動(dòng)的問(wèn)題，可應用于工業(yè)現場(chǎng)。具有一個(gè)RS232通訊接口、1個(gè)RS485通訊接口，1個(gè)并行打印口、1個(gè)USB接口、1個(gè)PS/2鼠標接口，1個(gè)鍵盤(pán)接口、1個(gè)RJ45以太網(wǎng)口。
觸摸屏電腦中安裝有宇電工控組態(tài)軟件AIFCS產(chǎn)品，用戶(hù)無(wú)需系統組態(tài)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(chǎng)總線(xiàn)系統，本工程與該軟件配套的儀表有AI708、AI708M，共90個(gè)通道。觸摸屏電腦上的并行口還可以直接和打印機連接實(shí)時(shí)或定時(shí)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(xié)議，8個(gè)數據位，1個(gè)或2個(gè)停止位，無(wú)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(wàn)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(jìn)行PID調節的一種新型算法，在誤差大時(shí)，運用模糊算法進(jìn)行調節，以消除PID飽和積分現象，當誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調節，并能在調節中自動(dòng)學(xué)習和記憶被控對象的部分特征以使效果優(yōu)化，具有無(wú)超調，高精度，參數確定簡(jiǎn)單，對復雜對象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn)。其整體調節效果比一般PID算法及模糊調節算法均更優(yōu)越。
主要功能描述
本系統由上位機（工業(yè)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(chǎng)設備連接的所有智能儀表的數據進(jìn)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(chǎng)設備的數據采集并控制現場(chǎng)設備的正常運行。
- 現場(chǎng)設備實(shí)時(shí)數據的采集和保存
同時(shí)采集機臺90個(gè)通道的熱電阻（PT100）的實(shí)時(shí)數據，在同一畫(huà)面顯示所有儀表數據的數值及狀態(tài)，并同時(shí)把數據保存成文件進(jìn)行歷史數據儲存。
- 工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示
按客戶(hù)的工藝流程在畫(huà)面上顯示虛擬的現場(chǎng)設備的布置情況，動(dòng)態(tài)的顯示設備的在線(xiàn)狀態(tài)，在傳感器及其他相關(guān)設備實(shí)際安裝的位置標上相應的標號和數據，更直觀(guān)的讓用戶(hù)了解畫(huà)面上的數據的實(shí)際來(lái)源，在事故發(fā)生時(shí)更能提高解決事故的效率。
- 設備報警的產(chǎn)生、處理、保存及查詢(xún)
系統按照客戶(hù)的要求設置好報警產(chǎn)生時(shí)間、形式、長(cháng)短和解除方式，實(shí)時(shí)快速準確的進(jìn)行報警。并保存每一次報警的報警類(lèi)型、報警時(shí)間、應答時(shí)間、結束時(shí)間、報警時(shí)報警后的實(shí)時(shí)數據、操作人員等，客戶(hù)需要的信息，對報警數據的查詢(xún)更可方便客戶(hù)進(jìn)行事故分析。
- 歷史數據的顯示及查詢(xún)
實(shí)時(shí)數據保存成文件后，可在歷史數據查詢(xún)畫(huà)面進(jìn)行數據查詢(xún)，客戶(hù)可以很方便的調出進(jìn)行數據比較和數據分析，以便吸取經(jīng)驗更好的控制整個(gè)系統，提高生產(chǎn)效率。數據也可以保存成Excel可以打開(kāi)的文件，用USB口拷貝到其他工控機進(jìn)行保存備份。
- 實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)的顯示
曲線(xiàn)功能使數據的顯示更為易懂，同時(shí)顯示氣相和液相兩個(gè)傳感器的數據趨勢，使產(chǎn)品質(zhì)量更容易控制。實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史曲線(xiàn)的切換和強大曲線(xiàn)查詢(xún)功能使曲線(xiàn)的使用更簡(jiǎn)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(shí)控制所有儀表的啟動(dòng)、停止、報警限值、儀表設定值進(jìn)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(dòng)登錄、系統運行期間登錄、退出系統時(shí)登錄。權限按照客戶(hù)要求進(jìn)行多重分級，防止不相關(guān)的操作員誤操作，造成事故。設置管理員權限使用戶(hù)能夠在系統運行時(shí)增加、刪除用戶(hù)、分配權限、修改密碼。
結語(yǔ)
本系統在廈門(mén)翔鷺滌綸紡纖（廈門(mén)）有限公司已經(jīng)成功運行二年多，現場(chǎng)運行證明基于A(yíng)IBUS現場(chǎng)總線(xiàn)和AI-2000工業(yè)級觸摸屏電腦的AIFCS計算機監控系統，無(wú)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(yè)生產(chǎn)效率，使其工業(yè)自動(dòng)化水平又躍上一個(gè)新的臺階。