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2019全景工博會 2019工博會專題回顧
控制系統

助力自動化,施耐德電氣Ecostruxure架構在大豆油料加工項目的應用

  2019年03月04日  

  背景介紹

  X控股,公司始建于20世紀九十年代末,下設十余家子公司,總資產超百億元,年加工大豆數百萬噸,主要產品包括蛋白、果糖、油脂、調味品、五谷雜糧、飼料等六大系列,是中國農業產業化龍頭企業,中國食用油加工企業50強。

  L糧油有限公司,是X控股下屬子公司。集大豆加工、植物油精煉、調和油包裝于一體,占地十余萬平方米,大豆處理、 精煉數千噸/日。

  在施耐德食品飲料行業銷售和技術團隊的努力下,從業主和總包方多方努力,在此項目上獲得重大突破,全廠使用了施耐德電氣Ecostruxure系統架構。

  工藝介紹

  大豆油料加工生產線項目全廠由8個工藝段構成,分別是廊橋控制系統、筒倉控制系統、預處理控制系統、浸出控制系統、精煉控制系統、粕倉控制系統、油罐區控制系統、小包裝車間控制系統。

  圖1工廠鳥瞰圖

  大豆原料經船運,運送到港口碼頭,從港口碼頭經廊橋輸送系統送至廠區筒倉,再由筒倉控制系統輸送至大豆加工生產車間,經過預處理、浸出工藝段處理得到毛油和豆粕。 毛油經過精煉工藝段脫色、脫臭等處理后得到成品油,成品油送至油罐區儲存;豆粕送至粕倉,經過打包后銷售。成品油一部分通過油罐區發油系統進行散裝發運銷售,一部分進入小包裝車間加工成小包裝油銷售。

  EcoStruxure方案說明

  工廠控制系統分成兩層架構:控制層和設備層。

  控制層:負責監控整個生產過程。全廠SCADA監控軟件采用施耐德Vijeo Citect 服務器/客戶端架構軟件,整個監控系統進行統一規劃。考慮到各個控制系統由不同的系統集成商集成,每個系統需要獨立開發,因此為每個工藝段配置了獨立的監控服務器和監控客戶端。每個站的監控系統只負責本站生產系統的監控,配置為兩臺服務器的控制站,服務器進行冗余配置。此外在生產辦公室,設置2臺全局客戶端,全局客戶端負責監視全廠各個工藝段的生產系統。全局客戶端的監控畫面由各個控制系統的監控畫面組成,數據從各個系統的服務器上讀取。上位機與PLC采用Modbus TCP/IP 100M工業以太網協議進行通訊。

  PLC負責發送和執行生產指令和采集設備控制生產數據。全廠8個工藝段全部采用施耐德PLC控制系統。筒倉、預處理、浸出、精煉、粕倉、油罐區采用Modicon高端自動化控制器+Quantum遠程I/O分站的架構,廊橋站采用Modicon高端自動化控制器+X80以太網I/O分站架構,小包裝車間采用Modicon M340控制系統。

  設備層:全廠軟啟動器采用施耐德ATS48系列軟啟動器。筒倉、粕庫、油罐區、廊橋站采用施耐德ATV系列變頻器。施耐德變頻器和軟啟動器標配Modbus通訊口。部分站電動機保護器、變頻器、軟啟動器采用Modbus 通訊方式接入PLC。

  圖2 L工廠生產系統網絡架構圖

  每個控制系統配置一臺施耐德ConneXium工業級管理型交換機,支持Modbus TCP/IP以太網協議,交換機配置6個10/100M電口,2個多模光口。電口用于連接本系統監控站和PLC控制站。光口用于不同控制系統之間的連接,最終所有控制系統通過光纖連接形成冗余環網。系統架構圖見上圖。

  電表及計量數據采集

  圖3電表及計量數據采集架構圖

  全廠配置一套施耐德Vjieo Historian歷史數據庫軟件,記錄電表及計量數據。數據先采入監控系統,然后從監控系統寫入歷史數據庫。記錄的數據為工廠報表提供依據。

  計量稱,通過Profibus-DP轉Modbus TCP/IP網關上傳數據到PLC控制系統,再由PLC將數據傳輸到監控系統。

  電表和蒸汽表,通過Modbus轉Modbus TCP/IP網關傳輸數據到監控系統。

  圖4現場PLC控制柜、電氣控制柜照片

  圖5現場變頻軟啟控制柜照片

  圖6控制室照片

  監控畫面

  工作人員來到控制室,筒倉、預處理站、浸出站、精煉站的情況能一目了然:

  筒倉監控畫面、預處理站監控畫面

  浸出站監控畫面、精煉站監控畫面

  客戶評價

  “在統一的架構下,我們實現了控制層與設備層的無縫鏈接,通過對全廠控制系統的連網,既實現了分散控制的要求,又實現了集中監控的功能,充分滿足了我廠對整個系統的需求,保證了整個工廠的順利運營。

  另外,施耐德電氣基于Ecostruxure的自動化解決方案不僅易于設計而且易于維護,它能很方便地和我們工廠的其他第三方設備整合。

  高度的自動化的流水線提高了生產效率,我們總部的老廠區日產能約為2千噸,需一線工人270多名;而日產能5千噸的我們L工廠,一線工人總數量卻只要60多名。施耐德電氣助力我們工廠的自動化進程邁出堅實的一大步!”

  總結

  L糧油項目是施耐德Ecostruxure架構在糧油加工行業一次成功的應用,不僅帶來了油脂行業的突破,更是為今后的項目起到了很好的示范推廣作用。

  不管是乳制品、啤酒、飲料、煙草、烘焙食品,還是糧油、谷物工廠,從農場到餐桌,施耐德電氣不斷通過自動化幫助客戶提升運營效率!

  IBC食品飲料行業施慧芳,施耐德電氣食品飲料行業高級解決方案架構師。在自動化行業有近20年的經驗,熟悉各類自動化通訊解決方案,曾參與多個自動化項目的方案設計與實施。近年來全程、全面參與了多個國內領先品牌的食品飲料工廠數字化項目解決方案的架構設計。

標簽:施耐德電氣 Ecostruxure架構我要反饋
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