Disseny d'un sistema de control automàtic de dosificació basat en PLC i pesadora multicapçal

Autor: Smartweigh– Ponderador multicapçal

1 Pròleg En el camp de la fabricació de pesatge intel·ligent de Zhongshan, el condiment és generalment la barreja de matèries primeres en una determinada proporció per produir una nova matèria primera. Per tant, el condiment és un component clau de la fabricació en aquest camp. En el procés de processament, diverses matèries primeres s'han de barrejar uniformement en estricta conformitat amb la proporció i s'han de dur a terme mitjançant maquinària de condimentació. En aquesta etapa, les plantes de processament generalment utilitzen dos mètodes. El primer mètode utilitza el pesatge manual i després es convertirà en la proporció de diverses matèries primeres que es posa per separat a la màquina dosificadora i es barreja. Una altra manera és el pesatge automàtic, la barreja totalment automàtica.

Com que moltes matèries primeres inicials són pols o grànuls, durant el condiment de la mà d'obra, el cos és molt fàcil d'inhalar pols i altres brutícies, cosa que causa riscos laborals, augmenta els riscos de producció i els costos de capital humà. Per tant, el condiment de la mà d'obra no es pot gestionar a l'obra i és molt propens a desajustos, no només no es pot garantir la qualitat, sinó que també augmenta el cost de gestió. Per tal de garantir millor la qualitat del producte i millorar la productivitat, s'estipula que s'ha de seleccionar un programari de sistema de dosificació automàtic precís i fiable. 2 Segons el sistema de dosificació automàtic del PLC, l'ordinador de control industrial i la pesadora multicapçal En l'actual sistema de dosificació automàtic de Zhongshan Smart weight, els treballadors primer transporten les matèries primeres al taller de pesatge. Un cop finalitzat el pesatge, les matèries primeres s'envien manualment a la màquina dosificadora. Per dur a terme el condiment, el taller de producció de pesatge utilitza la pesadora multicapçal de Hangzhou Sifang per dur a terme el pesatge. Segons el port RS232, està connectat al servidor d'automatització industrial. El servidor d'automatització industrial situat a la sala de control principal és responsable de registrar els resultats del pesatge i mostrar la informació de les dades de pesatge. A més, l'operador pot controlar manualment l'inici i l'aturada de tot el procés de condimentació a la sala de control principal segons el circuit de control.

Aquest tipus de mètode no és eficient. A més, el procés del programa DOS desenvolupat i dissenyat en llenguatge C s'executa al servidor [1], que té una escalabilitat deficient i una tecnologia d'interacció persona-ordinador difícil, i no pot dur a terme totes les provisions per a l'elaboració per lots automàtica. Per tal de millorar l'eficiència de la producció i controlar els costos, cal seleccionar un sistema d'elaboració per lots automàtic. El nou sistema adopta l'estructura relacional mestre-esclau.

L'ordinador industrial s'utilitza com a servidor superior, i el PLC Siemens PLC[2], l'arrencador suau i la pesadora multicapçal s'utilitzen com a esclaus superior i inferior. El servidor té el paper principal, completa la gestió i el funcionament de la comunicació de cada esclau i connecta el port de comunicació asíncron RS-232 de l'ordinador de control industrial amb el PLC després de la conversió del senyal d'impulsos, creant un canal de seguretat física per a la comunicació entre els ordinadors superior i inferior; Connecteu un altre port RS-232 del servidor al port de comunicació de la pesadora multicapçal per formar un segon canal de seguretat física. El programari de l'ordinador superior selecciona el mètode d'enquesta per comunicar-se amb les estacions esclaus una per una.

El programari de l'ordinador superior transmet els resultats de la planificació general de les tasques diàries al PLC. Durant tot el procés de funcionament del PLC, el programari de l'ordinador superior utilitza les instruccions de connexió del programari de l'ordinador superior per supervisar el funcionament de l'ordinador inferior i el contingut de l'àrea d'informació de dades, i carrega les dades del PLC immediatament. Les dades en temps real de la situació interna i la seva pesadora multicapçal es mostren al programari de l'ordinador amfitrió. En general, el programari del sistema té les funcions següents: ① Processament per lots totalment automàtic. Un cop definida la recepta secreta, el programari del sistema pesa automàticament els ingredients segons la recepta secreta sense la intervenció del personal operatiu real; ② Té la funció de formulari, que pot generar informes diaris i formularis en temps real, així com informes mensuals, informes anuals, etc.; ③ Millora i modificació dinàmica de la taula, el programari del sistema permet al personal professional i tècnic o al personal operatiu real modificar-la segons l'autoritat de gestió establerta, millora el control de la recepta secreta i registra el temps i el funcionament real de la modificació. Número de sèrie del personal; 4. Funció de reparació d'apagada, el programari del sistema pot reparar els registres de mesurament precisos abans que s'apagui l'alimentació quan l'alimentació s'apaga sobtadament; 5. Funció de compartició de xarxa d'àrea local, el servidor pot compartir informació de dades de recursos a la xarxa d'àrea local i el taller de producció és responsable que les persones facin un seguiment del progrés de la construcció i altres condicions. 2.1 Composició del sistema Tots els mescladors automàtics de dosificació estan compostos per un ordinador industrial, un PLC, una pesadora multicapçal de producció industrial, un arrencador suau, un motor de vibració, un mesclador, un sensor, una cinta transportadora, etc.

L'ordinador de control industrial superior mostra la pàgina de tecnologia d'interacció home-ordinador i realitza funcions com la manipulació de l'entrada de contingut d'informació, la gestió de bases de dades, la visualització d'informació de dades, l'emmagatzematge, l'anàlisi estadística i els formularis. El programari de l'ordinador superior utilitza l'ordinador de control industrial IPC810. Les seves tasques clau són les següents: el servidor d'automatització industrial primer carrega la recepta secreta d'un determinat número de sèrie segons l'ordre del personal operatiu real i, a continuació, segons la proporció i l'ordre del condiment a la recepta secreta, transmet l'ordre per iniciar el condiment al PLC, de manera que el PLC pugui iniciar el programari especial. Llançador. En tot el procés de condiment, el servidor d'automatització industrial utilitza el mètode d'enquesta per carregar la paraula d'estat del PLC en temps real per dominar el funcionament del PLC i les seves màquines subordinades; La informació de dades de pesatge, segons l'estratègia de condiment, quan el pesatge és proper al valor preestablert a la recepta secreta, el servidor envia una ordre al PLC per finalitzar el condiment. Quan s'han preparat totes les matèries primeres d'una recepta secreta, tot el procés de tots els condiments se suspèn, esperant l'ordre del personal operatiu real.

Durant tot el procés d'operació del programari del sistema, el PLC es comunica amb el programari de l'ordinador amfitrió en temps real per garantir la coherència entre la informació de dades que es mostra a la pàgina i la informació de dades específica in situ. Tot es pot enviar al PLC immediatament. Les tasques clau del PLC inclouen: ① Acceptar les instruccions enviades pel programari de l'ordinador superior i controlar l'inici, l'aturada i la velocitat del motor de vibració segons l'arrencador suau; ② Carregar l'estat de funcionament de l'arrencador suau en temps real. L'àrea d'informació de dades de memòria la carrega l'ordinador de control industrial; ③ Preparar diverses condicions en forma de paraules d'estat i l'ordinador de control industrial es pot carregar immediatament. 2.2 El mètode de control i tot el procés de condimentació Segons l'anàlisi de les característiques de tot el procés de condimentació, s'obté que tot el procés de condimentació té les característiques següents: (1) L'objectiu mesurat és un programari de sistema unilateral irreversible. No hi ha manera que la matèria primera torni a la cinta transportadora des de la màquina dosificadora.

(2) Té un retard significatiu. Quan el condiment arriba al valor preestablert, el PLC controla el motor per aturar la transmissió de matèries primeres. En aquest moment, hi ha algunes matèries primeres a la cinta transportadora que no es poden comprar, de manera que el programari del sistema té un retard significatiu. (3) La característica controlable és que la font d'alimentació és commutable.

Les operacions d'inici i aturada del programari del sistema són totes quantitats de commutació. (4) El sistema automàtic de dosificació per lots és lineal en totes les àrees de treball normals. Per tant, tenim en compte l'ús de mètodes de control com ara la transmissió ràpida, lenta i anticipada de l'ordre d'alimentació de terminació, i l'ús de la tecnologia d'autobloqueig i enclavament del PLC per garantir el desenvolupament suau del condiment.

Després d'iniciar el programari del sistema, l'ordinador de control industrial transmet el senyal de dades de l'inici de l'alimentació al PLC, i el PLC controla l'arrencador suau per impulsar el motor i començar a alimentar ràpidament. A més, el servidor d'automatització industrial carrega contínuament la informació de dades de pesatge de la pesadora multicapçal segons la comunicació sèrie. Quan el valor del pes net s'acosta al valor preestablert, el servidor d'automatització industrial transmet el codi de control per finalitzar l'alimentació al PLC. En aquest moment, el PLC controla l'arrencador suau per dur a terme una alimentació lenta, i el valor preestablert i l'alimentació específica es poden determinar per endavant segons les matèries primeres residuals a l'organització de transmissió. Quan l'error i la matèria primera residual a l'estructura de transmissió són anormals, el PLC envia una ordre de terminació, que executa l'arrencador suau, i després controla que el motor s'apagui. Els passos es mostren a la Figura 1. Programari del sistema de dosificació automàtica 3 Desenvolupament de programari del servidor d'automatització industrial Les tasques diàries clau de l'ordinador de control industrial són les següents: (1) Mostrar la informació de visualització d'animació de tot el procés de condimentació.

(2) Enviar el codi de control al PLC i carregar l'operació del PLC. (3) Carregar el senyal de dades de pesatge a la pesadora multicapçal, mostrar el valor del pesatge a la pantalla i enviar l'ordre al PLC segons la informació de les dades de pesatge. (4) Consulta i formulari de base de dades, emmagatzemar informació de dades de condimentació, copiar formulari.

(5) La millora i modificació de la recepta secreta. (6) Altres funcions com ara l'alarma auxiliar per a errors comuns en el condiment. 3.1 El disseny de la pàgina del programari de condiment per a telèfons mòbils L'aplicació informàtica de control industrial Longchuanqiao, esquema de disseny de configuració de pantalla tàctil industrial, la configuració del sistema de control industrial és en realitat una plataforma de serveis de programari de desenvolupament que els clients poden desenvolupar segons les seves pròpies necessitats.

Podem desenvolupar i dissenyar una pantalla tàctil industrial amigable per a tots els sistemes de videovigilància a la plataforma de servei d'acord amb les normatives de tecnologia de processament, i l'operador pot interactuar amb la maquinària i els equips in situ en temps real segons aquesta pàgina. El programari per a telèfons mòbils Longchuanqiao és una configuració d'automatització de control industrial HMI/SCADA, que proporciona una eina de desenvolupament amb relació d'aspecte integrada i visualització de dades. Aquest programari té les característiques següents: (1) Diverses funcions de comunicació.

La configuració del pont de Longchuan [3] és adequada per a les funcions de comunicació següents: 1) És adequada per a mètodes de comunicació en sèrie com ara RS232, RS422 i RS485, així com per a mètodes com ara repetidor, marcatge telefònic, sondeig telefònic i marcatge. 2) La comunicació per interfície Ethernet també és aplicable a la interfície Ethernet de televisió per cable i a la interfície Ethernet de xarxa sense fil. 3) El programari del controlador de totes les màquines i equips és aplicable a GPRS, CDMA, GSM i altres especificacions d'Internet mòbil.

(2) Programari de sistema de desenvolupament i disseny convenient. Una varietat de components i controls formen un potent programari de sistema de desenvolupament i disseny HMI; els efectes de color de connexió i color asimptòtic millorats resolen des de l'origen el problema que molts programes similars per a telèfons mòbils utilitzen massa colors de connexió i colors asimptòtics, cosa que representa una greu amenaça per a l'actualització de la interfície. El problema de l'alta velocitat i l'alta eficiència del funcionament del programari del sistema; més formes de subgràfics de material vectorial fan que sigui més convenient fer que la interfície del projecte d'enginyeria sigui; mostrar un mètode de pensament orientat a objectes, variables independents indirectes incrustades, variables intermèdies, variables independents de consultes de bases de dades, aplicable a funcions personalitzades i comandes personalitzades. (3) Obert.

L'obertura de la configuració del pont de Longchuan es manifesta principalment en els aspectes següents: 1) Utilitzeu Excel per navegar per la consulta de la base de dades amb VBA. 2) El programari del telèfon mòbil és una arquitectura de sistema oberta, totalment aplicable a les especificacions DDE, OPC, ODBC/SQL, AcTIveX i DNA. Proporciona sockets de navegació externs en diverses formes com ara OLE, COM/DCOM, biblioteques d'enllaços dinàmics, etc., cosa que facilita que els clients utilitzin diversos entorns de desenvolupament comuns (com ara VC++, VB, etc.) per dur a terme un desenvolupament secundari en profunditat.

3) L'arquitectura del sistema del programari del controlador d'E/S de configuració de Longchuan Bridge és una estructura oberta, i part del codi font dels seus sòcols està completament publicat, i els clients poden desenvolupar el programari del controlador de forma independent. (4) Funció de consulta de base de dades. La configuració de Longchuan Bridge està integrada amb una base de dades de sèries temporals, i una varietat de blocs funcionals estan integrats a la base de dades de sèries temporals per a mètodes de processament i emmagatzematge de dades, que poden completar el resum, l'anàlisi estadística, la manipulació i la linealització, etc., diverses funcions. (5) Aplicable a una varietat de màquines, equips i busos de sistema.

És adequat per a PLC, controladors, instruments multifunció, terminals intel·ligents mòbils i mòduls de control intel·ligent produïts pels fabricants més famosos de tot el món; a més, també és adequat per a interfícies informàtiques estàndard com ara Profibus, Can, LonWorks i Modbus. 3.2 El nivell d'E/S del sistema La configuració de Longchuan Bridge utilitza punts de base de dades de sèries temporals per indicar els punts d'E/S. Després de l'anàlisi, el programari del sistema ha de tenir tres punts d'E/S, i s'utilitzen dos punts de referència de dades per controlar l'arrencada i l'aturada del motor segons el PLC. Per tant, la connexió d'informació de dades d'aquests dos punts es selecciona com a dues E/S de volum de dades del PLC. Sortida.

Un punt de simulació s'utilitza per representar les dades en temps real carregades des de la pesadora multicapçal, de manera que la informació de les dades en aquest punt està connectada a la mesura exacta de la pesadora multicapçal. 4 Disseny de la programació de la comunicació El disseny de la programació de la comunicació inclou tres parts: la primera és la comunicació entre el servidor i el PLC; la segona és la comunicació entre el servidor i la pesadora multicapçal; la tercera és la comunicació entre el PLC i l'arrencador suau. 4.1 La configuració de la comunicació entre el servidor i el PLC generalment s'integra amb el popular programari de controlador de PLC. Primer, es crea una nova màquina virtual de PLC a la configuració de Longchuan Bridge. El model i l'especificació de la màquina virtual han de ser coherents amb l'aplicació real. Els models i les especificacions del PLC són els mateixos. Si no es poden trobar les especificacions del model de PLC requerides a la configuració, es pot autoritzar el fabricant del programari del telèfon mòbil a desenvolupar i dissenyar un nou controlador de PLC d'aquest tipus i especificacions de manera totalment gratuïta.

La màquina virtual s'utilitza per projectar la màquina real. Aquí, el PLC utilitzat per tothom és el SimensS7-300, i el servidor està configurat per comunicar-se amb el PLC segons la comunicació sèrie 1. 4.2 Comunicació entre el servidor i la pesadora multicapçal Per a la pesadora multicapçal, utilitzem la pesadora multicapçal de Hangzhou Sifang. Per tal que la comunicació entre el panell d'instruments i la configuració sigui molt bona, hem autoritzat especialment Longchuanqiao Enterprise per desenvolupar el panell d'instruments. Es dissenya el programari del controlador. En primer lloc, seleccionem un tipus d'equip de màquina necessari del directori de la unitat configurada i, per a aquest tipus, creem un equip de màquina virtual per projectar la pesadora multicapçal real i, a continuació, establim el número de port de comunicació entre el panell i l'ordinador i els protocols de comunicació.

4.3 Comunicació entre el PLC i l'arrencador suau Com que hi ha una varietat de matèries primeres al taller de producció de condiments, hem instal·lat diverses cintes transportadores per a una millor comoditat del condiment. Per tant, un PLC del sistema automàtic de dosificació ha d'estar connectat a diversos arrencadors suaus. Per tant, utilitzem el bus del sistema Profibus entre el PLC i l'arrencador suau per dur a terme la comunicació, inserim el mòdul especial de control de comunicació Profibus a l'arrencador suau i establim l'adreça detallada de l'estació esclau de l'arrencador suau i, a continuació, connectem segons la radiofreqüència Profibus. El controlador està connectat al PLC i el PLC completa l'enviament i la recepció del format de missatge a l'arrencador suau segons la programació, envia la paraula d'operació a l'arrencador suau i carrega la paraula d'estat des de la pàgina inicial de l'arrencador suau. La CPU315-3DP s'utilitza com a nom de domini Profibus i cada arrencador suau que es comunica amb el nom de domini es pot considerar com una estació esclau Profibus.

Durant la comunicació, el nom de domini selecciona l'estació esclava per transmetre dades segons l'identificador d'adreça detallat en el format del missatge de comunicació. L'estació esclava en si mateixa no pot transmetre dades activament i cada estació esclava no pot dur a terme immediatament la transmissió del contingut d'informació. Els models i les especificacions d'arrencador suau utilitzats al programari del sistema són tots productes de la sèrie Siemens MicroMaster430 [4].

La clau de comunicació entre el PLC i l'arrencador suau implica dues definicions. La primera és el format del missatge de dades i la segona és la paraula de manipulació i la paraula d'estat. (1) Format del missatge de comunicació.

El format de cada missatge comença amb l'identificador STX, després la longitud indica LGE i el nombre de bytes de l'adreça detallada ADR, seguit de l'identificador d'informació de dades seleccionat. El format del missatge acaba amb el detector BCC del bloc d'informació de dades. Els noms dels camps clau s'expressen de la següent manera: El camp STX és un identificador ASCII d'un byte (02hex) que indica l'inici del contingut d'un missatge. L'àrea LGE és un byte, que indica el nombre de bytes seguit del contingut d'aquesta informació. L'àrea ADR és un byte, que és l'adreça detallada del node de l'estació (és a dir, l'arrencador suau).

L'àrea BCC és una suma de verificació amb una longitud d'un byte, que s'utilitza per comprovar si el contingut de la informació és raonable. És el nombre total de bytes abans del BCC en el contingut del missatge "XOR", el resultat del càlcul. Si el contingut d'informació rebut per l'arrencador suau no és vàlid segons el resultat del càlcul de la suma de verificació, descartarà el contingut d'informació i no enviarà un senyal de dades de resposta al nom de domini.

(2) Paraula de manipulació i paraula d'estat. El PLC pot llegir i escriure el valor variable de l'arrencador suau segons l'àrea PKW de l'arrencador suau i, a continuació, canviar o dominar l'estat de funcionament de l'arrencador suau. En aquest programari de sistema, el PLC llegeix la informació de dades d'aquesta àrea i la col·loca en una àrea d'informació de dades especial perquè l'ordinador de control industrial la visualitzi, i el resultat de la visualització mostra la informació a l'ordinador de control industrial.

5 Resultats El programari del sistema ha completat les tasques diàries de processament automàtic per lots requerides d'acord amb la cooperació mútua de l'ordinador de control industrial, el PLC i l'arrencador suau. El programari del sistema s'ha lliurat i utilitzat des del maig del 2008. El pes diari de processament per lots és de 100 tones i es duen a terme 10 receptes secretes. Amunt i avall, no només pot mostrar l'estat de funcionament de la informació en temps real, sinó que també mostra les funcions dels canvis i actualitzacions de les receptes secretes; les instruccions d'operació específiques, el programari del sistema funciona sense problemes i de manera fiable, la pantalla tàctil industrial és bonica i elegant, i el funcionament real és convenient. A més, el programari del sistema adopta el disseny de desenvolupament de configuració, cosa que pot proporcionar comoditat per a actualitzacions posteriors.

Autor: Smartweigh– Fabricants de ponderadors multicapçal

Autor: Smartweigh– Ponderador lineal

Autor: Smartweigh– Màquina d'envasat de pesatge lineal

Autor: Smartweigh– Màquina d'embalatge amb ponderació múltiple

Autor: Smartweigh– Desenganxador de safates

Autor: Smartweigh– Màquina d'embalatge de cloïsses

Autor: Smartweigh– Ponderador combinat

Autor: Smartweigh– Màquina d'envasat Doypack

Autor: Smartweigh– Màquina d'embalatge de bosses prefabricades

Autor: Smartweigh– Màquina d'embalatge rotativa

Autor: Smartweigh– Màquina d'envasat vertical

Autor: Smartweigh– Màquina d'envasat VFFS