工业自动化项目设计流程优化

工业自动化项目依托一定的工业生产背景, 根据设计目标提出相应的要求。 自动化技术应用范围涉及生产、 生活的方方面面, 农业、 林业、 矿业、 地质、 电力、 新能源和制造等行业都离不开自动化技术。 面对国际化的竞争和自动化技术的持续发展, 企业需要随之进行生产系统的升级改造或研发新的生产系统, 这个过程就成为自动化工程项目。

1. 确定任务及设计要求

了解机械运动与电气执行元件之间的关系, 仔细分析被控对象的控制过程和控制要求, 熟悉工艺流程及设备性能, 明确各项任务的要求、 约束条件及控制方式。 对于较复杂的控制系统, 还可将控制任务分成几个独立的部分, 这样可以化繁为简, 有利于编程和调试。

2. 制定电气控制方案

根据生产工艺和机械运动的控制要求, 确定控制系统的工作方式, 如全自动、 半自动、手动、 单机运行或多机联线运行等。 还要确定控制系统应有的其他功能, 如故障诊断与显示报警、 紧急情况的处理、 管理功能和网络通信等。 对于执行电器的控制, 还需要绘制标准的电气控制原理图, 包括主电路和控制电路。

3. 控制系统硬件设计

根据被控对象对控制系统的功能要求, 分析控制对象, 明确控制对象的输入/输出(I/O) 信号类型及数值范围, 然后进行硬件选型与配置, 并进行I/O 地址分配。

硬件选型与配置的主要依据如下:

(1) 已经确定的I/O 信号类型、 信号数值范围及I/O 点数;

(2) 特殊功能需求, 如现场有高速计数或高速脉冲输出要求、 位置控制要求等;

(3) 控制系统要求的信号传输方式所需要的网络接口形式, 如现场总线网络、 工业以太网络或点对点通信等。

考虑到生产规模的扩大、 生产工艺的改进、 控制任务的增加, 以及维护重接线的需要,在选择硬件模块时要留有适当的余量。 例如, 选择I/O 信号模块时, 预留10% ～15%的容量。(www.xing528.com)

通过对I/O 设备的分析、 分类和整理, 进行相应的I/O 地址分配, 应尽量将相同类型的信号、 相同电压等级的信号地址安排在一起, 以便施工和布线, 并绘制I/O 接线图。

4. 软件程序设计

按照控制系统的要求进行PLC 程序设计是工业自动化项目设计的核心。 程序设计时应将控制任务进行分解, 编写完成不同功能的程序块, 包括循环扫描主程序、 急停处理子程序、 手动运行子程序、 自动运行子程序, 以及故障报警子程序等。

编写的程序要进行模拟运行与调试, 检查逻辑及语法错误, 观察在各种可能的情况下各个输入量、 输出量之间的变化关系是否符合设计要求, 若发现问题及时修改设计。

5. 组态软件的上位机监控

通过在计算机组态软件的上位机监控系统, 可以对控制系统的运行情况进行实时监视,还可以对某些数据进行修改设置, 对某些功能进行上位控制。 最关键的是, 通过计算机组态软件上位机监控系统, 可以对关键数据进行趋势显示和数据归档, 对故障报警信息和状态进行实时显示和归档, 实际工业自动化项目中非常需要这些功能。

6. 联机调试

在工业现场所有的设备都安装到位且所有的硬件都连接调试好后, 要进行程序的现场运行与调试。 在调试过程中, 不仅要进行正常控制过程的调试, 还要进行故障情况的测试, 应当尽量将可能出现的情况全部加以测试, 避免程序存在缺陷, 确保控制程序的可靠性。 只有经过现场运行的检验, 才能证明设计是否成功。

7. 项目归档

在设计任务完成后, 要编制工业自动化项目的技术文件。 技术文件包括总体说明、 电气原理图、 电器布置图、 硬件组态参数、 符号表、 软件程序清单及使用说明等, 它是用户使用、 操作和维护的依据, 也是控制系统档案保存的重要材料。