陶瓷墙地砖生产线实时监控系统设计.pdf

学兔象ww. KUHL ILL I
判进业些自や比
渔测姬
陶瓷墙地砖生产线实时嗌控系统设计
Design of real-time monitoring and control system for product line
in ceramic tile and brick works
吴启荣,胡国金
WU Qi-rong, HU Guo-jin
(广东科达机电股份有限公司,佛山528313)
摘要:首先,本文分析了陶瓷墙地砖生产企业当前面的困难和现有生产线买际的情兄;其,针对
不同规模大小的陶瓷企业,提出两种基于 PROFINET和 PROFBUS集成技术的陶瓷墙地砖整厂
自动化生产线买时临控系统的设计方案,并分别进行了说明。
关键词:陶瓷墙地砖; PROFINET; PROFIBUS;实时控系统
中國分类号:TP278
文献标识码:A
文查编号:1009-0134(2013)01(上)-0030-04
Doi:10.3969/].Issn.1009-0134.2013.01(上).09
0引言
于实时工业以太?技术的自动化总线标准。在国
近三十年来,我国建筑陶瓷行业得到持续高际上,P国际组织已经成立了27个P区域性协会,
速发展,陶瓷墙地砖的年产量多年保持着世界第拥有1400多家会员公司以及超过2500种不同的产
的水平。但在这“辉煌”的成绩背后,整个
品,覆盖了从生产自动化与过程自动化到运动
业却不仅仍处于能源和原材料消耗大、劳动生产
控制与安全应用的所有工业自动化技术领域,成
率较低、劳动力密集的发展水平,还处于科技含
为了全球最大的工业自动化技术社区组织。2011
量低、整体技术开发能力低、附加值低、无真正
年全世界 PROFIBUS设备总数量超过4010万件,
国际品牌、“质低价廉”的尴尬地位。当前我国 PROFINETI的节点数达到430万个。 PROFINET采
在陶瓷墙地砖的生产过程中需要众多产业人员在
用标准以太网作为连接介质,运用TCP/P协议加
充斥着大量废气、粉尘、废水、废料、噪音、高上应用层的 RPC/DCOM技术来完成节点之间的通
温的恶劣环境中工作,这种环境严重影响他们的
讯和网络寻址,可以通过代理设备( Proxy)挂接
身心健康,并引发各种职业病,使得陶瓷企业越
传统 PROFIBUS系统,也可以直接与支持该标准的
来越难招收员工,经营成本不断高涨。而近年来
新型智能现场设备集成。 PROFINET主要组成部分
随着集散控制技术、现场总线控制技术和现代网
为:分散式现场设备( PROFINET IO)、分布式
络控制系统等先进控制技术的飞速发展和在各个自动化、用于所有客户需要统一的通讯、网络安
工业领域中大量投入应用,使陶瓷生产企业构建
装、T集成及现场总线集成等。
工厂级现场控制通讯网络,实现现场设备层到车2系统分析及设计
间级监控的集散控制成为可能,并为实现陶瓷生2.1控制需求分析
产厂综合自动化和现场设备智能化提供可行的解
陶瓷墙地砖生产过程由原料制备、压制成
决方案。这将成为陶瓷行业在未来发展中有效地
型、施釉烧制、砖坯深加工、捡选包装等工序以
降低经营成本,提高劳动生产率和资源利用率
及制釉等辅助工序构成。整个生产过程使用很多
加快经营决策,提高市场竟争力的必然途径
设备,如原料制备工序的喂料机、球磨机、搅拌
1 PROFIBUS& PROFINET介绍
机、喷雾干燥塔、除铁震动筛、粉料陈腐和配
PROFINET是 Process Field Netf的缩写,是由现料系统等;压制成型工序使用布料系统、压砖
场总线 PROFIBUSE国际组织(PI)推出的新一代基机、翻坯机等;施釉烧制工序包括快速干燥器及
收日期:2012-06-20
基金项目:广东省第二批省战略性新兴产业发展专项资金(高端新型电子信息)项目(2011912038)
作者简介:吴启荣(1977-),男,广东佛山人,工程师,硕土,研究方向为工业自动化和电气控制等。
30】第35卷第1期2013-01(上
学兔象ww. KUHL ILL I
判出自他
其配套设备、施釉线设备、储坯系统、辊道窑,状,能够通过简单技改实现的,既分散又开放的
下砖机等;深加工工序是一条连续生产的设备网络控制技术作为支撑。经比较当今各种技术方
线,包括上砖机、刮平定厚机、磨边机、抛光案,比较符合要求的是采用开放的工业以太网标
机、纳米液打磨机、快速风干机、打蜡机、下砖准 PROFINET和现场总线 PROFIBUS结合的网络系
机等;检选包装工序使用上下砖机、自动/人工检统架构方案。其主要基于以下考虑:
测分选系统、垛砖机、捆扎包装系统等;还有辅
1)工业以太网标准 PROFINET和现场总线
助工序的设备包括煤气炉、制釉设备、污水处理 PROFIBUS/作为当今新型自动化通信标准,已经在
设备等。根据不同的生产目的,设备的配置也有多个行业中实际应用,其技术标准比较成熟,得
所差别,设备也可能是不同的设备制造商生产制到各个控制系统制造商、传感设备制造商的广泛
造。因此,这些单元设备基本都是用PLC或继电开支持。
关独立单机控制,而相互之间仅仅部分使用简单
2)由于两者由同一个技术协会提供支持,可
的联锁开关控制进行协同运行,各个单元设备之以很好的结合在一起,充分发挥这两种总线的特
间基本无信息通信,相互配合度差,生产动作配长,形成优势互补,提高网络控制系统的整体性
备需要靠有经验的生产人员来调整控制,每次更能。同时,它们具有的全开放、全分散、智能化
变生产目的都需要花费大量时间做相关调整准备特点,可以灵活组建各种不同网络系统,以便满
工作
足企业从生产现场到经营管理之间实时的、统一
现代陶瓷墙地砖生产线的设备在地理空间上的通信要求。
分布比较广,其生产工艺流程较长。而规模越来
3)由于陶瓷生产线中相当多的关键设备
越大的陶瓷生产企业更是呈现出多个生产基地、是使用西门子的PLC进行控制的,而西门子公
多个工厂、多个车间、多种品种、多条生产线混司正是这两种总线推广的最主要企业,西门子
合生产的特点。随着资源环境压力日益增大,陶的所有自动化产品稍微调整或添加相应的模块
瓷企业升级转型的需求日益紧迫,其经营管理者就能够无缝地使用这两种总线标准,这将大大
越来越希望能够把全部生产经营活动所需的信息降低技改的难度和成本,提高了系统的整体稳
集成起来,形成集控制、调度、管理、决策于一定性
体的新型综合管理模式。而生产过程信息的失3方案设计与实现
缺,正是当前该管理模式急待需要解决的问题。
根据新的综合管理模式要求,各个车间、各个
对于不同规模大小的陶瓷企业,经综合考
工厂都要有独立的监控系统,同时各个设备的
虑,选择基于西门子自动化系统的两种不同系统
控制系统、车间的监控系统又要相互紧密配合方案来实现。对于规模较小的企业或生产工厂,
起来,实现整个陶瓷墙地砖生产过程最佳的生
由于单元设备数量相对较少,设备的控制系统
产运作。因此,整厂中心监控系统不但要对各个
可以直接连接到以工业以太网 PROFINET为基础
单元设备的所有重要工艺参数进行全面实时监的通信网络中,实现统一的集中监控,如