关于PLC和VB在杀菌釜改造中的应用

[摘 要]基于PLC-S7300，VB，利用PLC程序软件设计改造，完成程序工艺配方修改、实时工艺参数和不良生产的记录，以实现控制工艺过程的实时性、可追溯性，为设备维护提供有力的技术支持，同时为后续的节能改造提供便利。

[关键词]西门子PLC；WINCC；PID模块；CP5611，OPC；VB

中图分类号：TP329 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0315-01

引言

（原来的现状和改造后的现况）原来控制器使用的是国外技术，操作屏使用LED数码管显示和大量的按钮操作来实现程序和参数的选择，其操作复杂，不便于操作人员及时的发现和处理问题；另外供应商为保护其知识产权，不提供修改程序的权限，有些节能改造的措施也无法实现。改造后，继续使用原来的硬件，只是将控制器改为西门子PLC，实现模块化控制，在达到了较理想的工艺要求情况下，解决了上述种种问题。另外增加网络远程计算机监视功能，实现了工艺参数实时记录和查询。

1、硬件的组成

现场设备：杀菌釜体 热交换器 冷却水和蒸汽比例阀 压缩空气进、排阀 进、排水水阀 22KW循环泵 温度传感器 压力传感器。 控制器系统硬件： 西门子PLCS7-314C- 2DP，CPU自带数字量输入输出模块 DI24/DO16，模似量接口AI5/AO2，另增加一个PS307 5A电源和一个数字输入输出模块DI16/DO16，触摸操作屏TP270，10’’彩屏。 上位机的配置：操作系统WINDOWS XP，内存512M，西门子CP5611支持PCI接口，软件使用：西门子

SIMATIC NET2006和VB6.0软件编程。

2、改造后用户操作

2.1 操作员步骤： 产品的进釜、程序选择、程序参数目视确认、启动程序、关键怛温阶段的记录、程序结束、出釜。完全简化了操作的复杂性，又具直观和可靠性。

2.2 在做CIP清洗时直接选择调用CIP清洗程序，所有的过程无需人员盯守和操作。

2.3 对于不同的工艺配方，可在现场的操作屏上规定的权限允可内更改，也可在远程计算机中作统一修改，以快速可靠适应不同的产品工艺生产要求。

3、程序的设计和工艺特点

3.2 考虑到系统运行的稳定可靠和互不影响，三台杀菌釜现场独立使用三套控制系统，每台控制和工艺相同。为了达到较好的控制温度和压力曲线，在升温、恒温和降温阶段使用PLC软件自带PID功能块来控制加热和冷却水比例阀来控制产品杀菌温度。难点问题就是压力控制，因为它受温度的影响较大因而具有较大的不确定性，现场进、出压缩空气阀为气动控制阀，在进、排气、升温、跳步时很易产生压力振荡谐波。观察中发现釜底温度测量点的温度隐定和变化缓慢接近产品温度，这样可将杀菌压力与釜底温度实行联动，以实现控制温度来达到控制压力的目的，在实际生产中被证明性能可靠能满足要求，且较为节能。

4 操作屏设计

使用西门子WINCC编写操作屏界面，以实现手动操作、程序工艺的编写和不同工艺配方程序的选择、修改控制参数以满足生产需求，实现现场监视和参数的记录。

4.1 主界面如下：实现工艺过程参数实况和实时报警提示。为实现不同程序工艺参数设定和命名报警记录，还可增加其它一些控制界面在此就不一一列出。

5 网络组态设计

5.1 利用plc DP接口建立现场触摸屏与PLC的子网连接；

5.2 将cp5611安装于计算机内，安装驱动软件，通过 cp5611实现pc计算机和三台杀菌釜控制器PLC的 MPI接口连接组成网络实现通信。具体组态方式请查阅相关资料介绍，在这不再详述。

5.3 在完成网络正确组态情况下后，进行OPC功能组态Station configuration editor，实现OPC功能，有了OPC服务器后就可实现VB对OPC接口ActiveX调用。

6 远程上位机（pc）设计

6.1 远程计算机使用VB语言编写界面，VB语言有其强大计算机功能作支持，更便于数据的的处理和查询，数据的共享。实现较长时间段工艺过程可追溯。可及时发现现场操作人员的不合理操作或有损食品质量安全的信息，集合成邮件的形式通过互联网及时发送给相关的管理者提示管控。

6.2 主界面：界面中的各个阀和管线都会根据实况变色动态变化。可以选择不同釜来进行监视。可直观看到当前工艺步和状态温度和上图操作屏界面相似在此不再列出。

6.3 报警界面：生产中的报警和状态实时记录

可分别查询三台杀菌釜的历史报警记录和实时报警记录，步运行时长等。提供生产中出现的异常情况，给问题的发现处理提供便利。报警信息与上图的时实曲线可配合使用。

6.4 实时温压曲线界面：生产中的温度压力实时曲线时间记录。

可分别查询三台杀菌釜的历史参数记录和实时参数记录。历史参数记录可按不同日期时间点的温度和压力曲线查询。这样可通过每天记录的温度和压力曲线比对可及时发现三台杀菌釜生产效率问题或存在设备硬件上问题的征兆。

7 结束语

通过改造后现场的使用来看效果非常好，完全达到了设计目的，随着科学技术及工业自动化的发展，通过计算机语言VB，VC类高级语言，实现了工业现场控制和计算机网络无缝对接，使工业生产过程实现远程监视，安全生产全过程得到更好的管控，同时也为实现工程技术专业人员远程排障提供便利。不只是在食品行业改造中，对于冶金工艺，矿业开采都能借鉴，以达到节能与安全生产的目的。

参考文献

控制装置标准化通信：OPC服务器开发设计与应用，机械工业出版社，陆会明，等 著 2010-10-01

VB程序设计教程（第2版）南开大学出版社 李立宗，刘云，张志强编著2012-9-1

西门子S7-300/400PLC编程与应用机械工业出版社 刘华波，何文雪，王雪 著2011-06-01

组态软件WinCC及其应用 机械工业出版社 刘华波，王雪，何文雪，等 著 2009-07-01

程序设计 北京交通大学出版社，清华大学出版社 江红，余青松 著 2011-09-01

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