系統介紹

　　真空制鹽生產裝置是利用多效密閉容器進行降壓蒸發，充分利用上一效的二次蒸汽來加熱下一效加熱室內的原料鹵水，在末效收集二次蒸汽經大氣式混合冷凝器冷卻形成真空，在各效蒸發罐產生壓力階梯。為了保證各效的液位恒定，每一效的加料在下循環管進行；每一效轉料由上一效的鹽腳轉至下一效的循環管，最后在末效的鹽腳排出，整個系統不斷運行實現真空蒸發制鹽。 

　　該真空制鹽生產控制系統采用臺灣研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW作為下位機現場控制核心，研華的IPC-610工控機內裝通用組態軟件作為上位機的人機界面HMI或SCADA，它們一起通過RS-485串口，并通過Modbus協議構成分散型控制系統。

系統描述

1. 硬件實現：

　ADAM-5017模塊：現場變送器將液位、壓力等物理信號轉換為4-20mA電流信號，作為ADAM-5017的輸入，對應PID功能塊的PV值。故ADAM-5017的輸入范圍設置為：-20-+20mA；ADAM-5024模塊：現場的氣動調節閥4-20mA電流輸入，閥門的開度大小，可以控制相應的液位、壓力的變化。故ADAM-5024的輸出范圍設置為4-20mA。

2. 軟件實現：

在程序中直接調用Multiprog軟件中ProconOS.fwl中的FPID功能塊， ADAM-5017的每一路輸入即對應該FPID功能塊的PV值，PID運算后的MV值經比例關系調整并對應到ADAM-5024的輸出；對于FPID的SV、KP、TI、TD、手動/自動無擾切換等均可通過組態軟件來進行設置。

具體如下：

　　在上位機中安裝KW-Multiprog軟件，并編程。首先，生成PID單回路控制及自動沖洗等方案來。再次，利用IEC61131-3標準語言的FBD功能塊圖來做，首先要導入KW-Proconos、研華提供Adam5000的庫函數并選用FPID模塊及Calendar（時鐘）模塊，定義或組態好各個參數的值，做好數據類型一致性，必要時通過數據類型轉換模塊。

　　編輯好的程序在通過編譯后，可通過強大的離線仿真工具在未下裝到控制器之前進行程序的調試，也可以下裝至5510控制器中供ProconOS系統實時運行，通過在線調試、強制賦給變量的某個值，來驗證程序執行的結果、動作的對否，從而方便了調試與控制方案的實施等。

3.  PID控制部分程序的說明：

1）、PID功能調用FPID功能塊即可方便實現；PID調節時，手動/自動無擾切換、SV、KP、TI、TD等參數可經過Modbus協議與上位機組態軟件的人機接口連接，并方便更改設置等。

2）、變量ADAM-5017_ch1及ADAM5024_ch1是指5017與5024模塊的第二個輸入/輸出通道。

3）、模擬量輸入部分：將5017模塊中16位A/D的采集信號轉換為-20-+20mA的物理值,并送入FPID功能塊的“X”，對應為PV值。

4）、模擬量輸出部分：12位D/A的5024模塊輸出范圍是：4-20mA；將Yout值（對應MV）轉換為0-4095之間的DA值送入ADAM-5024輸出到氣動調節閥。

5）、在調試PID參數時，調節效果PV值也可通過Modbus協議上傳到組態軟件中進行曲線顯示，察看調節效果。

6）、PID的實現：

Cyclic Task：

Untitled program：

PID_1：用于III效液位自動控制

fPID_2：用于IV效液位自動控制

fPID_3：用于首效蒸汽壓力自動控制

main Program：

fPID_2：用于I效液位自動控制

fPID_3：用于II效液位自動控制

FPID的參數設置如下：

名稱  FPID參數

 Tscan

 Kp

 Ti

 Td

I效液位

 0.5

 32.0

 100.0

 0.0

II效液位

 0.5

 30.0

 62.5

 0.0

III效液位

 0.5

 40.0

 250.0

 0.0 

IV效液位

 1.2

 8.9

 22.0

 0.99

首效蒸汽壓力

 0.8

 2.6

 22.0

 0.0

4.  PID部分程序實現如下：

5.  ADAM-5510KW中PID部分程序的實現

6.  現場的部分PID調節曲線：

　　用ADAM-5510KW控制作用產生的曲線分別是：I效液位、II效液位、III效液位、IV效液位、首效進I效加熱室壓力，并分別對應不同顏色；圖形中有尖脈沖向上的線條則是：操作人員做定期工作，沖洗變送器膜合所致。

　　在真空制鹽技改項目中，采用研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW與組態軟件的整合應用，尤其是PID功能的方便實現，整個控制系統的快速開發和調試，與研華技術支持的大力協助分不開，使得整個項目從選型、前期編程、剛開始的上電調試到系統的投運正常，所用時間很短，現場的大量信號能及時準確的采集與輸出控制，各回路的控制都投入到自動PID控制模式，且控制效果良好。

　　該控制正以成熟的技術、可靠的穩定性、功能豐富的優越性及日后維護量幾乎很小的優點，在工業流程的控制自動化等方面發揮著重要的作用，也必將給企業帶來良好的經濟效益。

　  生產工藝上對主要控制點的要求有：I至IV效蒸發罐的液位控制、進I效加熱室的壓力控制、兌鹵流量控制、鹵水預熱的溫度控制等以上控制為單回路PID調節；定時沖洗裝置（指對二次蒸汽的捕抹器及變送器取壓口）能進行手、自動兩種狀態控制，并且自動狀態時由程序執行；遠程手操器及流量的累積等。

I至IV效蒸發罐的液位控制、進I效加熱室的壓力控制、兌鹵流量控制、鹵水預熱的溫度控制等； 

定時沖洗裝置（指對二次蒸汽的捕抹器及變送器取壓口）； 

能進行手、自動兩種狀態控制，并且自動狀態時由程序執行； 

遠程手操器及流量的累積等。 

★項目實施

　對該真空制鹽生產裝置，其I/O點數為：70個，具體點數為：模擬量輸入AI（包括鉑熱電阻信號）為：45個，模擬量輸出AO為：9，開關量輸出DO為：16。根據上面提出的具體的控制要求及所采用的設備穩定性、性價比等原則進行綜合考慮，采用臺灣研華科技的軟邏輯控制器ADAM-5510KW控制器作為下位機設備、研華的IPC-610工控機內裝通用組態軟件作為上位機的人機界面HMI或SCADA，它們一起構成分散型控制系統。

下位機的構成：

　　ADAM-5510KW控制器是基于PC-Based的軟邏輯控制器，它有自身的CPU、ROM(系統使用)、SRAM(內存)、Flash Memory(存放文件)、內置看門狗電路、實時時鐘和多種通訊方式的通訊口、電源模塊等。另外可插入不同功能的I/O模塊，根據我們的實際需要使用ADAM-5017、ADAM-5024、ADAM-5068、ADM-4024等模塊進行數據采集與控制輸出。

　　操作站的構成：

IPC-610工控機加網卡和打印機作為上位機，并在上位機上安裝組態軟件KingView作為人機界面或遠程遙控，進行實時監控；并在上位機上安裝ADAM-5510KW的編程軟件Multiprog軟件對ADAM-5510KW進行編程、編譯、下載及調試工作。