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1 轮南站输油工艺简介
轮南站是轮库输油管线的输油首站，也是东轮输油管线和塔中－轮南输油管线的输油末站，主要站区包括4座1万m3双盘式浮顶油罐，6座5万m3双盘式浮顶油罐（包括新建的2座），共计储油能力34万m3。是目前西北地区大的原油库。成套引进从美国进口的5台拜伦*杰克逊泵主泵和相配套的5台给油泵。设有1万m3罐区阀组区、5万m3罐区阀组区、轮库线出站阀组区，塔中4进站阀组区和轮库复线阀组区，装有电动阀门和输油泵进出口（带开关指示）阀门100多个。
轮南站的输油生产过程中包括各关键点的数据采集和记录、工艺流程的切换、收发球清管控制、输油泵自动紧急联锁停泵控制、储油罐自动切换控制、出站压力自动调节、生产设备运行状态的监控等，如此多数量的输油设备和复杂的工艺运行操作，需要复杂的自动化系统。下面就轮南站自动化控制系统的核心部分即GEPLC可编程控制器系统进行说明。
2 系统结构
轮南站GE90-30系列可编程控制器的系统配置图如图1所示。
图1 轮南站GE系列可编程控制器的系统配置图
在图中可以看出轮南输油首站的可编程控制器系统的基本结构和联接方式，该系统由两台工业PC机与PLC通过网络交换机构成物理结构为10BASE-T的Ethernet局域网，工业PC机与PLC之间通过以太网进行数据通讯，数据传输速率为10Mbps，PLC1和PLC2是整个系统的主要部位，其中PLC1由主系统和扩展系统组成，PLC2只由主系统组成。两套PLC负责与现场测量和控制部分之间的数据传输，装有整个自动化系统运行的主程序，肩负着全部生产运行工艺流程的逻辑控制、安全报警、停泵联锁系统等，上层为两台工业PC机，bbbbbbsNT操作平台，运行GE的组态软件Cimplicity6.0。配置结构采取双机热备的形式，指挥着整个自动化控制系统的运行，从而保证了自动化控制系统运行的连续性，提高了设备运行的可靠性，保证了安全生产。
2．1 硬件配置
控制中心采用DELL工控机，它具有足够的能力完成数据采集、过程监控数据储存和运算功能，技术指标：
●CPU Inbbb PⅣ 2.0G，内存512MB，硬盘80G，软驱3.5″，光驱40X，总线PCI+EISA，接口RS232C+EPP/EPC并口，彩显DELL21”纯平，1600×1280，101键盘+鼠标
PLC部分选用GE90—30PLC系统，具体如下：
l CPU模块——IC693CPU350：内存 32K、后备电池/时钟、每K语句处理时间 0.22ms。
l 以太网通讯模块——IC693CMM321：协议：TCP/IP，传输速率：10M
l 模拟量输入模块——IC693ALG223：通道数：16路，信号类型： 4—20mA，刷新速度：13ms所有通道，精度：0.25%at 25C0(770F)，输入阻抗：250欧姆
l 开关量输入模块——IC693MDL645：通道数：16路，信号类型：输入电压0——30VDC，
刷新速度：7ms所有通道
l 开关量输出模块——IC693MDL940：通道数：16路，信号类型：继电器输出，刷新速度：15ms所有通道
2．2 软件设计
操作站（上位机）部分：Win2000Professional操作系统，Cimplicity6.0组态系统，SQL数据库，Office2000应用系统
PLC（下位机）部分：PLC可编程控制系统的编程软件Versapro2.01。
2．3 PLC控制程序设计
PLC采用GE公司的Versapro2.01梯形图软件编程，该软件面向用户，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图非常接近，控制过程形象、直观，系统维护人员容易掌握，程序易于修改。该软件还备有功能强大的指令系统，包括继电器指令、控制指令、比较指令、算术指令、数据操作和处理指令、数据传送指令和特殊功能指令等。丰富的功能使得PLC可以很好地满足系统的各种要求，输油首站的PLC控制程序包括站控主程序及流程切换、电动阀控制及状态、模拟参数传送、收发球控制、连锁停泵等子程序。每一条程序指令都考虑到所可能发生的各种情况。下面以其中一个电动阀的控制为例。（限于篇幅，对程序细节不做介绍）
3 系统具有先进灵活的通信功能
轮南输油首站的各个PLC可编程控制器利用其先进灵活的通信方式，方便地组成了PLC处理器与就地机架、远程机架、计算机工作站及其它的电子设备之间的通信，其通信方式是多渠道、多方式的。工程中使用了6台瑞典生产的雷达液位计，系统使用ALG223模块与雷达液位计提供的信号模块相联接，完成该部分的储油罐温度和液位的数字数据传输。
4 系统具有先进的多种数据处理功能
GE公司为工业应用提供了可在通用框架上安装的80多种数字及智能I／O模块，诸如数字I／O模块、模拟量I／O模块、通信模块、定位模块等等。 轮南输油首站的系统使用了开关量I／O模块、电流模拟量输入模块、热电阻模拟量输入模块、以太网通讯模块等智能模块，这些模块给定的精度为0．01％，经过每年实际测试均能满足要求。
丰富的指令集和强大的软件功能是GE公司系列可编程控制器的显著特点。安装上该公司提供的Versapro编程软件就可以方便的进行处理器编程，该系列处理器和软件可以使用在线和离线两种方式进行编程，装入或取出数据文件，在计算机上监视设备运行情况。 组成人机信息交换界面，操作员发出命令的场所，有效的控制着输油生产的运行。
5 系统操作功能
系统采用两级控制，一级为现场就地手动，二级为自动方式，正常情况下使用自动控制方式，当自动方式出现故障时使用就地手动方式。
自动控制方式完成的主要功能包括以下方面。
5．1 数据采集和处理
PLC通过其I/O模块，实时采集过程参数，如温度、压力、液位、电动阀等主要设备状态的信号，经运算处理后作为联锁、控制、显示信息供PLC及工作站使用。工作站中运行的Cimplicity组态软件提供良好的人机交互界面，实时接收PLC所传送的数据，并将控制信息通过PLC下发给执行机构。Cimplicity可将其所采集到的数据写入数据库，所有数据库中的数据，都可用于生产报表，可随时用趋势画面显示，以分析生产过程。
5． 2 控制及联锁保护
（1）、来油进罐和出罐进泵及倒罐，可在Cimplicity工作站上控制运行，正常密闭输油流程的执行与切换由PLC控制程序自动完成，操作人员只需点击相应的按钮即可。整个过程可靠、简单明了。
（2）、当输油泵的出口压力大于设定压力（具体数值由操作人员根据实际情况设定）时，PLC控制程序将停止输油泵的运行，保护设备的安全。整个过程无需人工干预，都由PLC控制程序自动完成。
5．3 画面显示
工作站显示的主要画面有流程、阀控制、参量显示、历史趋势、泵运行及报警画面等。各画面显示的文字均为汉字，可通过工作站的菜单调用，也可由操作员键盘的自定义键调出，整个画面操作使用，色泽柔和、美观。下图以阀控制画面为例。
流程图用于动态显示输油首站的流程走向，过程参数显示和参数报警状态，电动阀的开关状态，油罐液位指示及输油泵等设备的运行状态。当条件改变时，管线、参数和设备的颜色会发生变化；输油泵的详细参数和运行参数，显示在其单体运行画面上；过程控制画面用于输油首站的流程控制和流程切换，可手动或自动控制电动阀，实现流程的控制；参数表用于显示每程区域主要参数的数值显示及状态列表；趋势图有实时趋势和历史趋势，通过该画面，操作人员可以直观形象地了解系统的运行状况；报警画面显示系统事件和发生的报警。
丰富的画面功能对操作人员监控生产过程、保证安全输油，完成各种操作是十分便利的。
5．4 报表功能
结合输油首站生产需要，利用Cimplicity内嵌的VBA语言开发报表功能，对系统实时数据、历史数据库数据、office2000及数据库软件SQLServer、Access、等进行访问和操作。报表即可调用系统数据库测量数据，又可按生产基础参数进行复杂计算，生成生产日报表，提高工作效率。
生产日报表包括记录六个5万m3储油罐中收油、付油罐整点油高、温度等系统测量值，并根据视密、K值、含税率及各罐的罐容积表、小数表、静压力表计算罐容积、混油、扣水及纯油值。
6 结束语
轮南输油首站控制系统功能全面，可靠性高，操作简单实用，对提高输油首站管理水平，保证设备安全平稳运行起到了很好的促进作用，并取得了良好的经济效益。
1． 引言
我公司在开发研制生产割草机变速器的过程中，为试验割草机变速器的工况状态，专为割草机变速器设计生产了试验台。试验台能够模拟变速箱实际工作状态，并测量和显示出其转速、扭矩、振动、径向压力和箱体温度等性能参数，经系统后台数据处理和综合分析后生成测试报表。用户可以方便地完成各种类型试验，并得到相应报表。系统功能齐全，人机界面良好，操作简单，抗干扰能力强，目前已投入实际应用。该试验台的离合装置试验是针对带有离合机构的变速器而增加的功能，主要用于离合装置寿命试验。开始设计的线路为用JS7时间继电器控制线路，控制线路多，接线复杂，且继电器长期带电工作，继电器触点易老化，继电器机械寿命也不能达到要求。随着设备的运行时间越来越长，故障点相应增加，维护工作量越来越大，严重影响割草机试验台的安全运行。为保障试验的安全稳定运行，需对原继电控制系统进行改造。
2. 项目的实施简介
该项目为适应工况要求增加的试验带离合装置的割草机变速器离合寿命试验。试验要求：连续运转150小时，离合齿轮啮合10秒/次，离合齿轮分离5秒/次，即离合周期为15秒。150小时的离合周期数为36000次。该试验目的为：（1）试验离合弹簧拉力和寿命能否保证36000次离合试验；（2）试验割草机变速箱在加载的条件下变速器的离合齿轮离合及磨损状况。这两项达标，才能保证离合装置安全可靠。经方案设计，项目与2004年实施后，通过轻载试验、加载试验证明试验效果良好。功能齐全、稳定可靠，投入试验至今，已取得了较好的社会效益和经济效益。
3. 系统组成
割草机变速器试验台离合装置PLC控制系统是以可编程序控制器PLC为核心的控制、执行、声光报警和一次、二次外围元件组成。CPM系列PLC在编程环境等方面，它不仅具备了以往的小型PLC所具有的功能，就是作为小型控制器或在传感控制器应用，也能适应生产现场不同的需求。我们选用可编程序控制器的型号为CPM2A—20CDR-D。该机型体积小、可与计算机通讯，便于监控、调试和排除故障，丰富和完善了对试验台的检修、维护手段，提高了自动化水平。本系统共需5个输入点和5个输出点，PLC电源电压选用AC220V,输入额定电压为PLC内部电源DC24V,输出额定电压为PLC外部电源DC24V,输出电流为2A/点，采用继电器输出方式，程序表达使用梯形图形式，本系统仅设置自动工作方式。下图为PLC外部I/O接口（见图1）和梯形图（见图2）。
PLC外部I/O接口
图1. PLC外部I/O接口
4.编程技巧
许多延时电路和计数电路都要按照一定的步骤进行，各动作间的连锁和互动关系必然复杂，如果用一般的逻辑进行程序设计，会使程序变得冗长和复杂。用可编程序控制器（PLC）里提供的计数器指令，也可完成长延时电路。不仅编制的程序简洁、直观，编程方法简单，容易掌握。下面就本程序的编制方法作简要说明：
图2离合试验程序梯形图
该梯形图中，长延时电路采用1.0秒时钟脉冲和计数器CNT000、CNT001、CNT002组成，分别为秒计时、分计时、和小时计时，小时数设定为150小时。齿轮离合时间控制有TIM003、TIM004组成，采用联锁方式，离合周期为15S/T，实现齿轮啮合时间10秒和分离时间5秒的互换。动作原理：运行条件钮子开关闭合，按起动按钮，运行指示灯亮，长延时电路开始计时，实现秒、分、小时计数；TIM003、TIM004轮流10S、5S定时交替工作，实现齿轮离合，离合计数器开始计数，以便试验人员监视离合次数。齿轮离合电磁铁开始通电、断电工作，由电磁铁拉动弹簧使离合齿轮离合。试验过程中如主电机停转或冷却水压低，报警指示灯亮，提醒试验人员排除故障，故障排除后，按报警接除按钮，报警指示灯灭。试验时间到即开机150小时（或计数器显示36000次），1002试验时间到指示灯亮，运行停止。运行条件钮子开关置关。可进行下一次试验。PLC控制接线图见图3。
图3. PLC控制接线图
5.安装和使用注意事项
安装和调试、使用时，一定要注意水压继电器的工作情况。因为我们的加载试验使用了磁粉制动器。磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的，它具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系，在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，响应速度快、结构简单等优点。由于电磁作用，长时间运行会使磁粉制动器表面温度升高，必须通入冷却水冷却，磁粉离合器运转后即通水(水压不大于1.5/cm2)冷却，使其表面温度不得超过80℃。使用过程中，有时会出现管道堵塞、冷却水压低，造成报警指示灯LD2亮，应着重检查冷却水水压，或定期用除垢剂清除磁粉制动器内结垢的冷却管路。
6.结束语
割草机变速器试验台离合装置改造两年来，运行非常稳定、软件设计合理、操作简便易行，并由醒目的输入、输出指示，计时、计数准确，自动化程度高。经该试验台试验出厂的变速器产品质量、产量都有很大提高。
1 传统并条机系统简介
传统的并条机如A272C、A272F等一般以二眼为一节，喂人棉条用平台，由导条罗拉输送，罗拉加压采用弹簧摇架式。电气控制系统由主电机M1控制皮带轮，靠调整齿轮速度来变换罗拉速度。主电机的启动、停止，正转、反转等电气逻辑控制与保护动作均由继电器、接触器完成。靠人工调节机械传动比和相关零件，以满足不同规格条干的生产工艺要求。生产中如若经常改变工艺，则要频繁调整甚至更换零部件。这样一来，加大了工厂的备件投资，加大了工人的劳动强度，也难以保证零部件调整的精度，无法满足工艺的多样性要求。电机启动对电网和机械冲击大，自动化程度低，可靠性及灵活性差。为克服系统缺陷，提高生产效率和产品质量，有必要对其电气控制系统进行改造。
2 改造方案
对原电气控制系统进行了如图1所示的技术改造。电气改造内容有：保留主机和风机，采用日本富士公司生产的NBO-PR24R3一AC型可编程控制器，日本松下公司生产的M1X554BSA型变频器，利用PLC控制变频调速器，变频器驱动主电机来完成主机动作控制，实现无级改变主机出条速度。
3 PLC设计
以PLC作为并条机主控制器，处理整机电气控制系统及工艺流程。PLC的数字I／O口与外部设备相关元件的ID对应地址见表1。
其中，黄灯和白灯均有常亮和闪烁两种信号指示现象，故并联运用。
4 主机调速
主机M1通过变频器完成平滑起动，起动时间为5～10 s，由变频器序号21设定。低速运行频率约为20 Hz，出条速度约200m／min。低速运行时间由PLC中的KTl控制，低速运行结束后，主机M1进入高速，吸风电机M2起动。M1主电机采用新型电磁制动装置，当遇到断条、拥花等故障时，M1定子绕组与电网脱离，立即给制动线路通人直流电源，产生电磁吸力，将旋转着的磁轭吸在一起，在摩擦力的作用下，使电机作匀减速运行，整个制动过程很平稳，制动时间不大于0．3S。
为更好地调节电机速度，在变频器上加一可调电阻，主机速度调节范围为200-500m／min。KT1为主电机低速运行时间，其调整值应根据上圈条盘与棉条筒上沿的距离来调整，正常情况下，棉条筒内的条子与上圈条盘完全接触后进人高速为理想。KTl一般取值为0．5～2min较好。
5PLC－－VVVF系统与传统并条机比较
5．1PLC的接线只需将输入信号的设备(按钮、开关)等与PLC输入端子连接，将接受输出信号执行控制任务的执行元件(交流接触器、电磁阀等)与PLC输出端子相连接。接线简单，省去了传统的继电控制系统接线拆线的麻烦，减少了工作量。由于PLC编程简单，使用方便，使生产线的自动化程度大大提高。
5．2 使用变频调速器后，实现了电机的无级调速，可适用各种规格条干的生产工艺要求，节省了电能，减少了对设备的冲击，保护了电机。
5．3使保全工作更为简便。传统并条机如要改变罗拉转速，则要更换皮带轮。采用变频调速后，罗拉转速只需通过改变电机频率来完成，不需要更换皮带轮，提高了生产效率。