一种甘蔗破碎、压榨及提汁生产线自动控制系统的制作方法

本实用新型涉及甘蔗制糖技术领域，是一种甘蔗破碎、压榨及提汁生产线自动控制系统。

背景技术：

集散控制系统－DCS及网络控制系统是当今世界上最先进可靠的生产线控制系统，也是制糖生产线今后发展的趋势。现有的预处理压榨生产线DCS控制系统，CPU冗余主站通过Y-LINK方式实现与远程I/O站的PROFIBUS_DP总线控制。但与现场执行层的压榨机及喂料器直流全数字调速整流柜、中输机变频柜、快速皮带机、主辅输蔗机变频柜以及各工艺泵群变频柜、油泵等辅机控制柜的控制及数据采集，大多数是用硬接线，以模拟量信号的形式得到，这种方式外部控制电缆及接线非常之多，故障率较高，可靠性较差。而且由于是模拟量信号采集，抗干扰能力较差。也有采用Y-LINK接口模块来完成PROFIBUS_DP总线控制的。但是，由于西门子DCS控制系统的Y-LINK接口模块的寄存器字节数受限制，一个Y-LINK接口模块最多字节数为244字节入/ 244字节出。而预处理及压榨生产线工段共有40多个现场级的从站（不含远程I/O站），各从站的数据量较大，如是采用Y-LINK的PROFIBUS_DP通信方式，需要配置较多的Y-LINK接口模块，这将给用户带来较大的投资成本。针对以上存在问题而开发的本实用新型，使问题得到了完美的解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对甘蔗制糖厂，预处理压榨生产线的西门子DCS控制系统，为解决上述技术问题，实现高可靠性、低成本、经济实用的场执行层PROFIBUS_DP网络控制系统而提供一种甘蔗破碎、压榨及提汁生产线自动控制系统。

本实用新型的技术方案为： 一种甘蔗破碎、压榨及提汁生产线自动控制系统，包括：2台西门子S7-410H CPU控制器（2）的PN总线接口，通过工业以太网交换机（3）连接构成相互冗余的第一主站；工业以太网交换机（3）通过以太网线缆与中控室的工程师站（ES）、预处理操作员站（0S1）、压榨操作员站（OS2）连接；第一主站S7-410H CPU控制器（2）通过PROFIBUS_DP网络接口及通信电缆与各I/O ET200远程站（4）连接；以太网交换机（3）与西门子 S7-315 2PN/DP CPU模块（1）的PN总线接口连接，构成独立的第二主站；第二主站的西门子 S7-315 2PN/DP CPU模块（1）通过PROFIBUS_DP网络接口及通信电缆与压榨车间低压配电室（5）中的各1#～5#压榨机、1#～5#喂料器全数字直流调速柜、中输机及泵群变频调速柜从站连接；并与预处理车间低压配电室（6）中的各主辅输蔗机及平送机变频调速柜从站连接；还与预处理车间现场（7）的1#～3#蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制、温度监控柜从站连接； 还与高压配电室（8）的蔗刀机液阻启动柜从站连接；还与压榨车间现场（9）的1#～5#压榨机、双辊喂料器减速箱共用油站及直流电机空水冷却器、温度监控柜从站连接。

工作原理描述：

采用西门子S7-315 2PN/DP CPU模块做现场层PROFIBUS_DP网络的独立主站（第二主站），与冗余的第一主站S7-410H控制器由以太网进行主-主通信。而第二主站S7-315 2PN/DP CPU模块的PROFIBUS_DP网络专门用于现场层的主-从通信，S7-315 2PN/DP CPU模块的2048字节数，完全满足了现场执行层各压榨机、喂料器全数字直流调速柜、减速箱油站及直流电机空水冷却器控制柜、各输送机及泵群变频调速柜、蔗刀机液阻启动柜、蔗刀机油站温度监控柜等40多个从站的控制和数据通信。

本实用新型与现有技术比较具有以下积极效果：

1．这种现场层PROFIBUS_DP网络的独立主站控制系统，既节约了用户DCS控制系统的投资成本，又减轻了作为冗余的第一主站S7-410H控制器的运行负担，使整个预处理压榨生产线各控制点的逻辑控制、PID运算及各工艺控制算法的程序运算、报表数据的生成速度更快，运行效率得到了提高。

2．提高了现场层PROFIBUS_DP网络的传输能力，各现场层从站大量的数据或信息均能上传进行处理或控制。

3．提高了整个预处理压榨生产线DCS控制系统，现场层PROFIBUS_DP网络的可靠性和性价比，全面实现了甘蔗制糖厂预处理压榨生产线的全自动控制。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2为本实用新型，预处理工段操作员站的画面图。

图3为本实用新型，压榨工段操作员站的画面图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型的一个实施例，而不是全部的实施例。但基于本实用新型的实施例，本领域人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本实用新型的护范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用仪器或部件未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

如图1所示，本实用新型的甘蔗破碎、压榨及提汁生产线自动控制系统，由2台西门子S7-410H CPU控制器2的PN总线接口，通过工业以太网交换机3连接构成相互冗余的第一主站；工业以太网交换机3通过以太网线缆与中控室的工程师站（ES）、预处理操作员站（0S1）、压榨操作员站（OS2）连接；第一主站S7-410H CPU控制器2通过PROFIBUS_DP网络接口及通信电缆与各I/O ET200远程站4连接；以太网交换机3与西门子 S7-315 2PN/DP CPU模块1的PN总线接口连接，构成独立的第二主站；第二主站的西门子 S7-315 2PN/DP CPU模块1通过PROFIBUS_DP网络接口及通信电缆与压榨车间低压配电室5中的各1#～5#压榨机、1#～5#喂料器全数字直流调速柜、中输机及泵群变频调速柜从站连接；还与预处理车间低压配电室6中的各主辅输蔗机及平送机变频调速柜从站连接；还与预处理车间现场7的1#～3#蔗刀机、驱动电机润滑共用油站控制及温度监控柜从站连接；还与高压配电室8的蔗刀机液阻启动柜从站连接；还与压榨车间现场9的1#～5#压榨机、双辊喂料器减速箱共用油站、直流电机空水冷却器控制及温度监控柜从站连接。

对作为独立的第二主站S7-315 2PN/DP CPU模块中进行各从站，包括第三方通信规范文件（GSD）进行组态及编程，对各从站的地址进行不同地址码的设置。预处理工段的操作员站及压榨工段的操作员站，分别操作控制生产线的运行并可相互切换操作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定

应用实施例：

本实用新型已运用于柬埔寨（广东恒福糖业），日榨量20000吨/天的百威夏瑞峰糖厂压榨生产线，经过人为多次关闭任意一台S7-410H CPU时，CPU冗余正常，独立的第二主站S7-315 2PN/DPZ正常，现场层各从站的PROFIBUS_DP通信运行正常，整个生产线运行正常，系统稳定可靠。