Conception d'un système de contrôle de dosage automatique basé sur un automate programmable et une peseuse associative

Auteur : Smartweigh–Peseuse multi-têtes

1 Avant-propos Dans le domaine de la fabrication de pesées Zhongshan Smart, l'assaisonnement est généralement le mélange de matières premières dans une certaine proportion pour produire une nouvelle matière première. Par conséquent, l'assaisonnement est un élément clé de la fabrication dans ce domaine. Dans le processus de traitement, diverses matières premières doivent être uniformément mélangées en stricte conformité avec la proportion et doivent être effectuées par des machines d'assaisonnement. À ce stade, les usines de transformation utilisent généralement deux méthodes. La première méthode utilise la pesée manuelle, puis deviendra La proportion de diverses matières premières est placée séparément dans la machine à doser et mélangée. Une autre façon est la pesée automatique, le mélange entièrement automatique.

Étant donné que de nombreuses matières premières initiales sont des poudres ou des granulés, lors de l'assaisonnement de la main-d'œuvre, le corps est très facile à inhaler de la poussière et d'autres saletés, provoquant des risques professionnels, augmentant les risques de production et les coûts en capital humain. Par conséquent, l'assaisonnement de la main-d'œuvre ne peut pas être géré sur le chantier de construction, et il est très sujet à des décalages, non seulement la qualité ne peut pas être garantie, mais aussi le coût de gestion est augmenté. Afin de mieux garantir la qualité des produits et d'améliorer la productivité, il est stipulé qu'un logiciel de système de dosage automatique précis et fiable doit être sélectionné. 2 Selon le système de dosage automatique de l'automate, de l'ordinateur de contrôle industriel et de la peseuse associative Dans le système de dosage automatique actuel de la pesée intelligente de Zhongshan, les travailleurs transportent d'abord les matières premières vers l'atelier de pesage. Une fois la pesée terminée, les matières premières sont envoyées manuellement à la machine de dosage. Pour réaliser l'assaisonnement, l'atelier de production de pesée utilise la peseuse associative de Hangzhou Sifang pour effectuer la pesée. Selon le port RS232, il est connecté au serveur d'automatisation industrielle. Le serveur d'automatisation industrielle situé dans la salle de contrôle principale est responsable de l'enregistrement des résultats de pesée et de l'affichage des informations sur les données de pesée. , De plus, l'opérateur peut contrôler manuellement le démarrage et l'arrêt de l'ensemble du processus d'assaisonnement dans la salle de contrôle principale en fonction du circuit de contrôle.

Ce genre de méthode n'est pas efficace. De plus, le processus du programme DOS développé et conçu en langage C s'exécute sur le serveur [1], qui a une faible évolutivité et une technologie d'interaction homme-ordinateur difficile, et ne peut pas exécuter toutes les dispositions pour le traitement par lots automatique. Afin d'améliorer au mieux l'efficacité de la production et de maîtriser les coûts, un système de dosage automatique automatique doit être sélectionné. Le nouveau système adopte la structure relationnelle maître-esclave.

L'ordinateur industriel est utilisé comme serveur supérieur, et l'automate PLC[2] Siemens, le démarreur progressif et la peseuse associative sont utilisés comme esclaves supérieur et inférieur. Le serveur est dans le rôle principal, complète la gestion de la communication et le fonctionnement de chaque esclave, et connecte le port de communication asynchrone RS-232 de l'ordinateur de contrôle industriel avec l'automate après la conversion du signal d'impulsion, créant un canal de sécurité physique pour la communication entre les ordinateurs supérieur et inférieur ; Connectez un autre port RS-232 du serveur au port de communication de la peseuse associative pour former un deuxième canal de sécurité physique. Le logiciel informatique supérieur sélectionne la méthode d'interrogation pour communiquer avec les stations esclaves une par une.

Le logiciel informatique supérieur transmet les résultats de la planification globale des tâches quotidiennes à l'automate. Pendant tout le processus de fonctionnement de l'automate, le logiciel informatique supérieur utilise les instructions de connexion du logiciel informatique supérieur pour surveiller le fonctionnement de l'ordinateur inférieur et le contenu de la zone d'informations de données, et charge immédiatement les données de l'automate. Les données en temps réel de la situation interne et de sa peseuse associative sont affichées sur le logiciel de l'ordinateur hôte. Dans l'ensemble, le logiciel système a les fonctions suivantes : ① Dosage entièrement automatique. Une fois la recette secrète définie, le logiciel du système pèse automatiquement les ingrédients selon la recette secrète sans l'intervention du personnel d'exploitation réel ; ② Il a la fonction de formulaire, qui peut générer des rapports quotidiens et des formulaires en temps réel. et rapports mensuels, rapports annuels, etc. ; ③Amélioration dynamique et modification de la table, le logiciel système permet au personnel professionnel et technique ou au personnel d'exploitation réel de modifier en fonction de l'autorité de gestion définie, améliore le contrôle de la recette secrète et enregistre l'heure et le fonctionnement réel de la modification. Numéro de série du personnel ; 4. Fonction de réparation de mise hors tension, le logiciel système peut réparer les enregistrements de mesure précis avant que l'alimentation ne soit coupée lorsque l'alimentation est soudainement coupée ; 5. Fonction de partage de réseau local, le serveur peut partager des informations sur les données de ressources dans le réseau local et l'atelier de production est responsable. Les gens suivent l'avancement de la construction et d'autres conditions. 2.1 Composition du système Tous les mélangeurs automatiques sont composés d'un ordinateur industriel, d'un automate, d'une peseuse associative de production industrielle, d'un démarreur progressif, d'un moteur vibrant, d'un mélangeur, d'un capteur, d'un tapis roulant, etc.

L'ordinateur de contrôle industriel supérieur affiche la page de la technologie d'interaction homme-ordinateur et exécute des fonctions telles que la manipulation de l'entrée de contenu d'informations, la gestion de la base de données, l'affichage des informations de données, le stockage, l'analyse statistique et les formulaires. Le logiciel informatique supérieur utilise l'ordinateur de contrôle industriel IPC810. Ses principales tâches sont les suivantes : le serveur d'automatisation industrielle charge d'abord la recette secrète d'un certain numéro de série selon l'ordre du personnel d'exploitation réel, puis, selon la proportion et l'ordre de l'assaisonnement dans la recette secrète, transmet le commande de démarrage de l'assaisonnement à l'automate, afin que l'automate puisse démarrer le logiciel spécial. Lanceur. Dans tout le processus d'assaisonnement, le serveur d'automatisation industrielle utilise la méthode d'interrogation pour charger le mot d'état de l'automate en temps réel afin de maîtriser le fonctionnement de l'automate et de ses machines subordonnées ; Les informations sur les données de pesée, selon la stratégie d'assaisonnement, lorsque la pesée est proche de la valeur prédéfinie dans la recette secrète, le serveur envoie une commande à l'automate pour terminer l'assaisonnement. Lorsque toutes les matières premières d'une recette secrète ont été préparées, l'ensemble du processus de tous les assaisonnements est suspendu, en attendant l'ordre du personnel d'exploitation.

Pendant tout le processus de fonctionnement du logiciel système, l'automate communique avec le logiciel de l'ordinateur hôte en temps réel pour assurer la cohérence entre les informations de données affichées sur la page et les informations de données spécifiques sur place. Tout peut être envoyé à l'automate immédiatement. Les principales tâches de l'automate incluent : ①Accepter les instructions poussées par le logiciel de l'ordinateur supérieur et contrôler le démarrage, l'arrêt et la vitesse du moteur de vibration en fonction du démarreur progressif ; ②Charger l'état de fonctionnement du démarreur progressif en fonctionnement en temps réel La zone d'informations sur les données de mémoire est chargée par l'ordinateur de contrôle industriel ; ③ Préparez diverses conditions de lui-même sous la forme de mots d'état, et l'ordinateur de contrôle industriel peut être chargé immédiatement. 2.2 La méthode de contrôle et l'ensemble du processus d'assaisonnement Selon l'analyse des caractéristiques de l'ensemble du processus d'assaisonnement, on obtient que l'ensemble du processus d'assaisonnement a les caractéristiques suivantes : (1) La cible mesurée est un système logiciel unilatéral irréversible . Il n'y a aucun moyen pour la matière première de retourner sur la bande transporteuse à partir de la machine à doser.

(2) Il a un décalage temporel important. Lorsque l'assaisonnement atteint la valeur prédéfinie, l'automate commande le moteur pour arrêter la transmission des matières premières. À l'heure actuelle, certaines matières premières sur la bande transporteuse ne peuvent pas être achetées, de sorte que le logiciel du système a un décalage temporel important. (3) La caractéristique contrôlable est que l'alimentation est commutable.

Les opérations de démarrage et d'arrêt du logiciel système sont toutes des grandeurs de commutation. (4) Le système de dosage automatique est linéaire dans toutes les zones de travail normales. Par conséquent, nous prenons en compte l'utilisation de méthodes de contrôle telles que la vitesse rapide, lente et la transmission précoce de la commande d'alimentation de terminaison, et l'utilisation de la technologie d'auto-verrouillage et d'interverrouillage de PLC pour assurer le bon développement de l'assaisonnement.

Après le démarrage du logiciel système, l'ordinateur de contrôle industriel transmet le signal de données du début de l'alimentation à l'automate, et l'automate contrôle le démarreur progressif pour entraîner le moteur à démarrer l'alimentation rapidement. De plus, le serveur d'automatisation industrielle charge en continu les informations de données de pesage de la peseuse associative en fonction de la communication série. Lorsque la valeur du poids net est proche de la valeur prédéfinie, le serveur d'automatisation industrielle transmet le code de contrôle pour terminer l'alimentation à l'automate. À ce moment, le PLC contrôle le démarreur progressif pour effectuer une alimentation lente, et la valeur prédéfinie et l'alimentation spécifique peuvent être déterminées à l'avance en fonction des matières premières résiduelles sur l'organisation de transmission. Lorsque l'erreur et la matière première résiduelle sur la structure de transmission sont anormales, le PLC envoie en fait une commande d'arrêt, qui est exécutée par le démarreur progressif, puis commande l'arrêt du moteur. Les étapes sont illustrées à la figure 1. Logiciel de système de dosage automatique 3 Développement de logiciel de serveur d'automatisation industrielle Les principales tâches quotidiennes de l'ordinateur de contrôle industriel sont les suivantes : (1) Afficher les informations d'affichage d'animation de l'ensemble du processus d'assaisonnement.

(2) Envoyez le code de contrôle à l'automate et chargez le fonctionnement de l'automate. (3) Chargez le signal de données de pesée sur la peseuse associative, affichez la valeur de pesée sur l'écran d'affichage et envoyez la commande à l'automate en fonction des informations de données de pesée. (4) Requête et formulaire de base de données, stocker les informations sur les données d'assaisonnement, copier le formulaire.

(5) L'amélioration et la modification de la recette secrète. (6) Autres fonctions telles que l'alarme auxiliaire pour les défauts courants d'assaisonnement. 3.1 La conception de la page du logiciel de téléphonie mobile d'assaisonnement L'application informatique de contrôle industriel Longchuanqiao schéma de conception de configuration écran tactile industriel, la configuration du système de contrôle industriel est en fait une plate-forme de service logiciel de développement qui peut être développée par les clients en fonction de leurs propres besoins.

Nous pouvons développer et concevoir un écran tactile industriel convivial pour tous les systèmes de vidéosurveillance sur la plate-forme de service conformément aux réglementations en matière de technologie de traitement, et l'opérateur peut interagir avec les machines et équipements sur site en temps réel selon cette page. Le logiciel de téléphonie mobile Longchuanqiao est une configuration d'automatisation de contrôle industriel HMI/SCADA, qui fournit un outil de développement avec rapport d'aspect intégré et visualisation des données. Ce logiciel a les caractéristiques suivantes : (1) Diverses fonctions de communication.

La configuration du pont Longchuan [3] convient aux fonctions de communication suivantes : 1) Elle convient aux méthodes de communication série telles que RS232, RS422 et RS485, ainsi qu'aux méthodes telles que le répéteur, la numérotation téléphonique, l'interrogation téléphonique et la numérotation. 2) La communication d'interface Ethernet s'applique également à l'interface Ethernet de télévision par câble et à l'interface Ethernet de réseau sans fil. 3) Le logiciel pilote de toutes les machines et équipements est applicable aux spécifications GPRS, CDMA, GSM et autres spécifications Internet mobile.

(2) Logiciel de système de développement et de conception pratique. Une variété de composants et de commandes forment un puissant logiciel système de développement et de conception d'IHM ; la couleur de connexion améliorée et les effets de couleur asymptotiques résolvent le problème de la source selon laquelle de nombreux logiciels de téléphonie mobile similaires utilisent trop de couleurs de connexion et de couleurs asymptotiques, ce qui constitue une menace sérieuse pour la mise à jour de l'interface Le problème de la vitesse élevée et de l'efficacité élevée du fonctionnement du logiciel système ; plus de formes de sous-graphiques de matériaux vectoriels rendent plus pratique la création d'une interface de projet d'ingénierie ; Afficher la méthode de pensée orientée objet, les variables indépendantes indirectes intégrées, les variables intermédiaires, les variables indépendantes de requête de base de données, applicables aux fonctions personnalisées et aux commandes personnalisées. (3) Ouvrir.

L'ouverture de la configuration du pont de Longchuan se manifeste principalement dans les aspects suivants : 1) Utilisez Excel pour parcourir la requête de base de données avec VBA. 2) Le logiciel de téléphonie mobile est une architecture système ouverte, entièrement applicable aux spécifications DDE, OPC, ODBC/SQL, AcTIveX et DNA. Il fournit des sockets de navigation externes sous diverses formes telles que OLE, COM/DCOM, bibliothèque de liens dynamiques, etc., ce qui permet aux clients d'utiliser divers environnements de développement courants (tels que VC++, VB, etc.) développement secondaire.

3) L'architecture système du logiciel de pilote d'E/S de configuration du pont Longchuan est une structure ouverte, et une partie du code source de ses sockets est entièrement publiée, et les clients peuvent développer un logiciel de pilote indépendamment. (4) Fonction de requête de base de données. La configuration du pont de Longchuan est intégrée à une base de données de séries chronologiques, et une variété de blocs fonctionnels sont intégrés dans la base de données de séries chronologiques pour les méthodes de traitement et de stockage des données, qui peuvent compléter la synthèse, l'analyse statistique, la manipulation et la linéarisation. etc. diverses fonctions. (5) Applicable à une variété de machines et d'équipements et de bus système.

Il convient aux automates programmables, aux contrôleurs, aux instruments multifonctions, aux terminaux intelligents mobiles et aux modules de contrôle intelligents produits par les fabricants les plus célèbres du monde entier ; en outre, il convient également aux interfaces informatiques standard telles que Profibus, Can, LonWorks et Modbus. 3.2 Le niveau d'E/S du système La configuration du pont de Longchuan utilise des points de base de données de séries chronologiques pour indiquer les points d'E/S. Après analyse, le logiciel système doit avoir trois points d'E/S et deux points de référence de données sont utilisés pour contrôler le démarrage et l'arrêt du moteur en fonction de l'automate. Par conséquent, la connexion d'informations de données de ces deux points est sélectionnée comme deux E/S de volume de données de l'automate. Sortie.

Un point de simulation est utilisé pour représenter les données en temps réel chargées à partir de la peseuse associative, de sorte que les informations de données à ce point sont connectées à la mesure exacte de la peseuse associative. 4 Conception de programmation de communication La conception de programmation de communication comprend trois parties, la première partie est la communication entre le serveur et l'automate ; la deuxième partie est la communication entre le serveur et la peseuse associative ; la troisième partie est la communication entre l'automate et le démarreur progressif. 4.1 La configuration de la communication entre le serveur et l'automate est généralement intégrée au logiciel de pilote d'automate populaire. Tout d'abord, une nouvelle machine virtuelle PLC est créée dans la configuration du pont Longchuan. Le modèle et les spécifications de la machine virtuelle doivent être cohérents avec l'application réelle. Les modèles d'API et les spécifications sont les mêmes. Si les spécifications du modèle d'API requises ne se trouvent pas dans la configuration, le fabricant du logiciel de téléphonie mobile peut être autorisé à développer et à concevoir un nouveau pilote d'API de ce type et de ces spécifications entièrement gratuitement.

La machine virtuelle est utilisée pour projeter la machine réelle. Ici, l'automate utilisé par tout le monde est SimensS7-300, et le serveur est configuré pour communiquer avec l'automate selon la communication série 1. 4.2 Communication entre le serveur et la peseuse associative Pour la peseuse associative, nous utilisons la peseuse associative de Hangzhou Sifang . Afin de rendre la communication entre le tableau de bord et la configuration très bonne, nous avons spécialement autorisé Longchuanqiao Enterprise à développer le tableau de bord. Le logiciel du pilote est conçu. Tout d'abord, nous sélectionnons un type d'équipement de machine nécessaire dans le répertoire de lecteur configuré, et pour ce type, créons un équipement de machine virtuelle pour projeter la vraie peseuse associative, puis définissons le numéro de port de communication entre le tableau de bord et l'ordinateur et la communication protocoles.

4.3 Communication entre l'automate et le démarreur progressif Parce qu'il existe une variété de matières premières dans l'atelier de production d'assaisonnement, nous avons mis en place plusieurs bandes transporteuses pour une meilleure commodité d'assaisonnement. Par conséquent, un API du système de dosage automatique doit être connecté à plusieurs démarreurs progressifs. Par conséquent, nous utilisons le bus système Profibus entre l'automate et le démarreur progressif pour effectuer la communication, insérons le module de contrôle de communication Profibus spécial dans le démarreur progressif et définissons l'adresse détaillée de la station esclave du démarreur progressif, puis connectons-les en fonction à la fréquence radio Profibus. Le contrôleur est connecté à l'automate, et l'automate termine la poussée et la réception du format de message au démarreur progressif selon la programmation, envoie le mot de fonctionnement au démarreur progressif et charge le mot d'état à partir de la maison du démarreur progressif. CPU315-3DP est utilisé comme nom de domaine Profibus et chaque démarreur progressif qui communique avec le nom de domaine peut être considéré comme une station esclave Profibus.

Pendant la communication, le nom de domaine sélectionne la station esclave pour transmettre des données selon l'identifiant d'adresse détaillé dans le format de message de communication. La station esclave elle-même ne peut pas transmettre activement des données, et chaque station esclave ne peut pas immédiatement effectuer la transmission d'un contenu d'informations. Les modèles de démarreur progressif et les spécifications utilisés dans le logiciel système sont tous des produits de la série Siemens MicroMaster430 [4].

La clé de communication entre l'API et le démarreur progressif implique deux définitions. Le premier est le format du message de données et le second est le mot de manipulation et le mot d'état. (1) Format des messages de communication.

Le format de chaque message commence par l'identifiant STX, puis la longueur indique LGE et le nombre d'octets de l'adresse détaillée ADR, suivi de l'identifiant d'informations de données sélectionné. Le format de message se termine par le détecteur BCC du bloc d'informations de données. Les noms de champs clés sont exprimés comme suit : Le champ STX est un identifiant ASCII à un octet (02hex) qui indique le début du contenu d'un message. La zone LGE est un octet, indiquant le nombre d'octets suivi du contenu de cette information. La zone ADR est un octet, qui est l'adresse détaillée du nœud de la station (c'est-à-dire le démarreur progressif).

La zone BCC est une somme de contrôle d'une longueur d'un octet, qui est utilisée pour vérifier si le contenu de l'information est raisonnable. C'est le nombre total d'octets avant le BCC dans le contenu du message“XOR”le résultat du calcul. Si le contenu d'informations reçu par le démarreur progressif est invalide selon le résultat du calcul de la somme de contrôle, il rejettera le contenu d'informations et n'enverra pas de signal de données de réponse au nom de domaine.

(2) Mot de manipulation et mot d'état. L'automate peut lire et écrire la valeur variable du démarreur progressif en fonction de la zone PKW du démarreur progressif, puis modifier ou maîtriser l'état de fonctionnement du démarreur progressif. Dans ce logiciel système, l'API lit les informations de données dans cette zone et les place dans une zone d'informations de données spéciale pour que l'ordinateur de contrôle industriel les visualise, et le résultat de la visualisation affiche les informations sur l'ordinateur de contrôle industriel.

5 Résultats Le logiciel système a effectué les tâches quotidiennes de dosage automatique requises selon la coopération mutuelle de l'ordinateur de contrôle industriel, de l'API et du démarreur progressif. Le logiciel système est livré et utilisé depuis mai 2008. Le poids de dosage quotidien est de 100 tonnes et 10 recettes secrètes sont réalisées. De haut en bas, il peut non seulement afficher l'état de fonctionnement des informations en temps réel, mais également afficher les fonctions de modification et de mise à niveau des recettes secrètes ; les instructions de fonctionnement spécifiques, le logiciel système fonctionne de manière fluide et fiable, l'écran tactile industriel est beau et élégant et le fonctionnement réel est pratique. De plus, le logiciel système adopte la conception de développement de configuration, il peut fournir une commodité pour les mises à niveau ultérieures.

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