Deseño dun sistema automático de control por lotes baseado nun PLC e nunha báscula multicabezal

Autor: Smartweigh– Ponderador multicabezal

1 Prólogo No campo da fabricación de pesaxe intelixente de Zhongshan, o temperado é xeralmente a mestura de materias primas nunha determinada proporción para producir unha nova materia prima. Polo tanto, o temperado é un compoñente clave da fabricación neste campo. No proceso de procesamento, as diversas materias primas deben mesturarse uniformemente en estrita conformidade coa proporción e deben levarse a cabo mediante maquinaria de temperado. Nesta fase, as plantas de procesamento xeralmente usan dous métodos. O primeiro método usa a pesaxe manual e, a continuación, convértese en A proporción das diversas materias primas que se introduce por separado na máquina dosificadora e se mestura. Outra forma é a pesaxe automática, unha mestura totalmente automática.

Dado que moitas materias primas iniciais son pós ou gránulos, ao temperar a man de obra, o corpo é moi doado de inhalar po e outras sucidades, o que causa riscos laborais, aumenta os riscos de produción e os custos de capital humano. Polo tanto, o temperado da man de obra non se pode xestionar na obra e é moi propenso a desaxustes, non só non se pode garantir a calidade, senón que tamén se incrementa o custo de xestión. Para garantir mellor a calidade do produto e mellorar a produtividade, estipúlase que se debe seleccionar un software de sistema de dosificación automático preciso e fiable. 2 Segundo o sistema de dosificación automático do PLC, o ordenador de control industrial e a báscula multicabezal No sistema de dosificación automático actual de Zhongshan Smart Weight, os traballadores primeiro transportan as materias primas ao taller de pesaxe. Unha vez finalizada a pesaxe, as materias primas envíanse manualmente á máquina dosificadora. Para levar a cabo o temperado, o taller de produción de pesaxe utiliza a báscula multicabezal de Hangzhou Sifang para realizar a pesaxe. Segundo o porto RS232, está conectado ao servidor de automatización industrial. O servidor de automatización industrial situado na sala de control principal é o responsable de rexistrar os resultados da pesaxe e mostrar a información dos datos de pesaxe. Ademais, o operador pode controlar manualmente o inicio e a parada de todo o proceso de temperado na sala de control principal segundo o circuíto de control.

Este tipo de método non é eficiente. Ademais, o proceso do programa DOS desenvolvido e deseñado en linguaxe C execútase no servidor [1], que ten unha escalabilidade deficiente e unha tecnoloxía de interacción home-computadora difícil, e non pode levar a cabo todas as disposicións para o procesamento por lotes automático. Para mellorar a eficiencia da produción e controlar os custos, débese seleccionar un sistema de procesamento por lotes automático. O novo sistema adopta a estrutura relacional mestre-escravo.

O ordenador industrial utilízase como servidor superior e o PLC Siemens PLC[2], o arrancador suave e a báscula multicabezal utilízanse como escravos superior e inferior. O servidor desempeña o papel principal, completa a xestión e o funcionamento da comunicación de cada escravo e conecta o porto de comunicación asíncrono RS-232 do ordenador de control industrial co PLC despois da conversión do sinal de pulso, creando unha canle de seguridade física para a comunicación entre os ordenadores superior e inferior; Conecte outro porto RS-232 do servidor ao porto de comunicación da báscula multicabezal para formar unha segunda canle de seguridade física. O software do ordenador superior selecciona o método de sondeo para comunicarse coas estacións escravas unha por unha.

O software do ordenador superior transmite os resultados da planificación xeral das tarefas diarias ao PLC. Durante todo o proceso de funcionamento do PLC, o software do ordenador superior usa as instrucións de conexión do software do ordenador superior para supervisar o funcionamento do ordenador inferior e o contido da área de información de datos, e carga os datos do PLC inmediatamente. Os datos en tempo real da situación interna e a súa pesadora multicabezal móstranse no software do ordenador anfitrión. En xeral, o software do sistema ten as seguintes funcións: ① Lotes totalmente automáticos. Unha vez establecida a receita secreta, o software do sistema pesa automaticamente os ingredientes segundo a receita secreta sen a intervención do persoal operativo real; ② Ten a función de formulario, que pode xerar informes diarios e formularios en tempo real, así como informes mensuais, informes anuais, etc.; ③ Mellora e modificación dinámica da táboa, o software do sistema permite ao persoal profesional e técnico ou ao persoal operativo real modificar segundo a autoridade de xestión establecida, mellora o control da receita secreta e rexistra a hora e o funcionamento real da modificación. Número de serie do persoal; 4. Función de reparación por apagado: o software do sistema pode reparar os rexistros de medición precisos antes de que se corte a alimentación cando esta se corta repentinamente; 5. Función de uso compartido da rede de área local: o servidor pode compartir información de datos de recursos na rede de área local e o taller de produción é responsable. As persoas fan un seguimento do progreso da construción e outras condicións. 2.1 Composición do sistema Todos os mesturadores automáticos de dosificación están compostos por un ordenador industrial, un PLC, unha báscula multicabezal de produción industrial, un arrancador suave, un motor de vibración, un mesturador, un sensor, unha cinta transportadora, etc.

O ordenador de control industrial superior mostra a páxina da tecnoloxía de interacción home-ordenador e realiza funcións como a manipulación da entrada de contido de información, a xestión de bases de datos, a visualización de información de datos, o almacenamento, a análise estatística e os formularios. O software do ordenador superior usa o ordenador de control industrial IPC810. As súas tarefas principais son as seguintes: o servidor de automatización industrial primeiro carga a receita secreta dun determinado número de serie segundo a orde do persoal operativo real e, a continuación, segundo a proporción e a orde do condimento na receita secreta, transmite o comando para iniciar o condimento ao PLC, para que o PLC poida iniciar o software especial. Lanzador. En todo o proceso de condimento, o servidor de automatización industrial usa o método de sondaxe para cargar a palabra de estado do PLC en tempo real para dominar o funcionamento do PLC e as súas máquinas subordinadas; A información de datos de pesaxe, segundo a estratexia de condimento, cando a pesaxe está preto do valor preestablecido na receita secreta, o servidor envía un comando ao PLC para finalizar o condimento. Cando se prepararon todas as materias primas dunha receita secreta, todo o proceso de todos os condimentos suspéndese, á espera da orde do persoal operativo real.

Durante todo o proceso de funcionamento do software do sistema, o PLC comunícase co software do ordenador anfitrión en tempo real para garantir a coherencia entre a información de datos que se mostra na páxina e a información de datos específica no momento. Todo isto pódese enviar ao PLC inmediatamente. As tarefas clave do PLC inclúen: ①Aceptar as instrucións enviadas polo software do ordenador superior e controlar o arranque, a parada e a velocidade do motor de vibración segundo o arrancador suave; ②Cargar o estado de funcionamento do arrancador suave en tempo real. A área de información de datos da memoria é cargada polo ordenador de control industrial; ③ Preparar varias condicións de si mesmo en forma de palabras de estado, e o ordenador de control industrial pódese cargar inmediatamente. 2.2 O método de control e todo o proceso de temperado Segundo a análise das características de todo o proceso de temperado, obtense que todo o proceso de temperado ten as seguintes características: (1) O obxectivo medido é un software de sistema unilateral irreversible. Non hai forma de que a materia prima volva á cinta transportadora desde a máquina dosificadora.

(2) Ten un atraso significativo. Cando o temperado alcanza o valor preestablecido, o PLC controla o motor para deter a transmisión de materias primas. Neste momento, hai algunhas materias primas na cinta transportadora que non se poden mercar, polo que o software do sistema ten un atraso significativo. (3) A característica controlable é que a fonte de alimentación é conmutable.

As operacións de inicio e parada do software do sistema son todas cantidades de conmutación. (4) O sistema automático de procesamento por lotes é lineal en todas as áreas de traballo normais. Polo tanto, temos en conta o uso de métodos de control como a transmisión rápida, lenta e anticipada do comando de alimentación de terminación, e o uso da tecnoloxía de autobloqueo e interbloqueo do PLC para garantir o desenvolvemento sen problemas do temperado.

Despois de iniciar o software do sistema, o ordenador de control industrial transmite o sinal de datos do inicio da alimentación ao PLC, e o PLC controla o arrancador suave para impulsar o motor e comezar a alimentar rapidamente. Ademais, o servidor de automatización industrial carga continuamente a información de datos de pesaxe da báscula multicabezal segundo a comunicación serie. Cando o valor do peso neto está preto do valor predefinido, o servidor de automatización industrial transmite o código de control para finalizar a alimentación ao PLC. Neste momento, o PLC controla o arrancador suave para realizar unha alimentación lenta, e o valor predefinido e a alimentación específica poden determinarse con antelación segundo as materias primas residuais na organización de transmisión. Cando o erro e a materia prima residual na estrutura de transmisión son anormais, o PLC envía un comando de finalización, que é executado polo arrancador suave, e logo controla o motor para que se apague. Os pasos móstranse na Figura 1. Software do sistema de procesamento por lotes automático 3 Desenvolvemento de software do servidor de automatización industrial As tarefas diarias clave do ordenador de control industrial son as seguintes: (1) Mostrar a información de visualización de animación de todo o proceso de temperado.

(2) Enviar o código de control ao PLC e cargar a operación do PLC. (3) Cargar o sinal de datos de pesaxe na báscula multicabezal, mostrar o valor da pesaxe na pantalla e enviar o comando ao PLC segundo a información dos datos de pesaxe. (4) Consulta e formulario da base de datos, almacenar a información dos datos de temperado, copiar o formulario.

(5) A mellora e modificación da receita secreta. (6) Outras funcións como a alarma auxiliar para fallos comúns no temperado. 3.1 O deseño da páxina do software do teléfono móbil para temperado A aplicación informática de control industrial Longchuanqiao, esquema de deseño de configuración da pantalla táctil industrial, a configuración do sistema de control industrial é en realidade unha plataforma de servizos de software de desenvolvemento que os clientes poden desenvolver segundo as súas propias necesidades.

Podemos desenvolver e deseñar unha pantalla táctil industrial amigable para todos os sistemas de vixilancia por vídeo na plataforma de servizo segundo as normativas de tecnoloxía de procesamento, e o operador pode interactuar coa maquinaria e os equipos in situ en tempo real segundo esta páxina. O software para teléfonos móbiles Longchuanqiao é unha configuración de automatización de control industrial HMI/SCADA, que proporciona unha ferramenta de desenvolvemento con relación de aspecto e visualización de datos integradas. Este software ten as seguintes características: (1) Varias funcións de comunicación.

A configuración da ponte de Longchuan [3] é axeitada para as seguintes funcións de comunicación: 1) É axeitada para métodos de comunicación en serie como RS232, RS422 e RS485, así como para métodos como repetidor, marcación telefónica, sondeo e marcación telefónica. 2) A comunicación por interface Ethernet tamén é aplicable á interface Ethernet de televisión por cable e á interface Ethernet de rede sen fíos. 3) O software controlador de todas as máquinas e equipos é aplicable a GPRS, CDMA, GSM e outras especificacións de Internet móbil.

(2) Software de sistema de desenvolvemento e deseño conveniente. Unha variedade de compoñentes e controis forman un potente software de sistema de desenvolvemento e deseño HMI; os efectos mellorados da cor de conexión e da cor asintótica resolven o problema desde a orixe de que moitos softwares similares para teléfonos móbiles usan demasiadas cores de conexión e cores asintóticas, o que supón unha seria ameaza para a actualización da interface. O problema da alta velocidade e a alta eficiencia do funcionamento do software do sistema; máis formas de subgrafos de material vectorial fan que sexa máis cómodo crear interfaces de proxectos de enxeñaría; mostran un método de pensamento orientado a obxectos, variables independentes indirectas integradas, variables intermedias, variables independentes de consulta de bases de datos, aplicable a funcións personalizadas e pedidos personalizados. (3) Aberto.

A apertura da configuración da ponte de Longchuan maniféstase principalmente nos seguintes aspectos: 1) Usa Excel para navegar pola consulta da base de datos con VBA. 2) O software do teléfono móbil ten unha arquitectura de sistema aberta, totalmente aplicable ás especificacións DDE, OPC, ODBC/SQL, AcTIveX e DNA. Ofrece sockets de navegación externos en varias formas, como OLE, COM/DCOM, bibliotecas de ligazóns dinámicas, etc., o que resulta conveniente para que os clientes utilicen varios entornos de desenvolvemento comúns (como VC++, VB, etc.) para levar a cabo un desenvolvemento secundario en profundidade.

3) A arquitectura do sistema do software do controlador de E/S de configuración de Longchuan Bridge é unha estrutura aberta, e parte do código fonte dos seus sockets está completamente publicado, polo que os clientes poden desenvolver o software do controlador de forma independente. (4) Función de consulta da base de datos. A configuración de Longchuan Bridge está integrada cunha base de datos de series temporais e unha variedade de bloques funcionais están integrados na base de datos de series temporais para métodos de procesamento e almacenamento de datos, o que pode completar o resumo, a análise estatística, a manipulación e a linealización, etc., diversas funcións. (5) Aplicable a unha variedade de máquinas e equipos e buses do sistema.

É axeitado para PLC, controladores, instrumentos multifunción, terminais intelixentes móbiles e módulos de control intelixentes producidos polos fabricantes máis famosos de todo o mundo; ademais, tamén é axeitado para interfaces informáticas estándar como Profibus, Can, LonWorks e Modbus. 3.2 O nivel de E/S do sistema A configuración de Longchuan Bridge usa puntos de base de datos de series temporais para indicar os puntos de E/S. Despois da análise, o software do sistema debe ter tres puntos de E/S e utilízanse dous puntos de referencia de datos para controlar o arranque e a parada do motor segundo o PLC. Polo tanto, a conexión de información de datos destes dous puntos selecciónase como dúas E/S de volume de datos do PLC. Saír.

Úsase un punto de simulación para representar os datos en tempo real cargados desde a pesadora multicabezal, de xeito que a información dos datos nese punto estea conectada á medición exacta da pesadora multicabezal. 4 Deseño da programación da comunicación O deseño da programación da comunicación inclúe tres partes: a primeira é a comunicación entre o servidor e o PLC; a segunda é a comunicación entre o servidor e a pesadora multicabezal; a terceira é a comunicación entre o PLC e o arrancador suave. 4.1 A configuración da comunicación entre o servidor e o PLC xeralmente está integrada co popular software de controlador de PLC. En primeiro lugar, créase unha nova máquina virtual PLC na configuración de Longchuan Bridge. O modelo e as especificacións da máquina virtual deben ser coherentes coa aplicación real. Os modelos e as especificacións dos PLC son os mesmos. Se as especificacións do modelo de PLC requiridas non se atopan na configuración, o fabricante do software do teléfono móbil pode ser autorizado a desenvolver e deseñar un novo controlador de PLC deste tipo e especificacións de forma totalmente gratuíta.

A máquina virtual úsase para proxectar a máquina real. Aquí, o PLC empregado por todos é o SimensS7-300, e o servidor está configurado para comunicarse co PLC segundo a comunicación serie 1. 4.2 Comunicación entre o servidor e a báscula multicabezal Para a báscula multicabezal, empregamos a báscula multicabezal de Hangzhou Sifang. Para que a comunicación entre o panel de instrumentos e a configuración sexa moi boa, autorizamos especialmente a Longchuanqiao Enterprise para desenvolver o panel de instrumentos. Deseñouse o software do controlador. En primeiro lugar, seleccionamos o tipo de equipo de máquina necesario do directorio da unidade configurada e, para este tipo, creamos un equipo de máquina virtual para proxectar a báscula multicabezal real e, a continuación, configuramos o número de porto de comunicación entre o panel e o ordenador e os protocolos de comunicación.

4.3 Comunicación entre o PLC e o arrancador suave Debido á variedade de materias primas no taller de produción de condimentos, instalamos varias cintas transportadoras para unha maior comodidade do condimento. Polo tanto, un PLC do sistema automático de dosificación debe estar conectado a varios arrancadores suaves. Por conseguinte, usamos o bus do sistema Profibus entre o PLC e o arrancador suave para levar a cabo a comunicación, inserimos o módulo especial de control de comunicación Profibus no arrancador suave e configuramos o enderezo detallado da estación escrava do arrancador suave, e logo conectamos segundo a radiofrecuencia Profibus. O controlador está conectado ao PLC e o PLC completa a transmisión e recepción do formato de mensaxe ao arrancador suave segundo a programación, envía a palabra de operación ao arrancador suave e carga a palabra de estado desde a páxina de inicio do arrancador suave. A CPU315-3DP úsase como nome de dominio Profibus e cada arrancador suave que se comunica co nome de dominio pode considerarse unha estación escrava Profibus.

Durante a comunicación, o nome de dominio selecciona a estación escrava para transmitir datos segundo o identificador de enderezo detallado no formato da mensaxe de comunicación. A propia estación escrava non pode transmitir datos activamente e cada estación escrava non pode levar a cabo inmediatamente a transmisión do contido da información. Os modelos e especificacións de arrancadores suaves empregados no software do sistema son todos produtos da serie Siemens MicroMaster430 [4].

A clave de comunicación entre o PLC e o arrancador suave implica dúas definicións. A primeira é o formato da mensaxe de datos e a segunda é a palabra de manipulación e a palabra de estado. (1) Formato da mensaxe de comunicación.

O formato de cada mensaxe comeza co identificador STX, a lonxitude indica LGE e o número de bytes do enderezo detallado ADR, seguido do identificador de información de datos seleccionado. O formato da mensaxe remata co detector BCC do bloque de información de datos. Os nomes dos campos clave exprésanse do seguinte xeito: O campo STX é un identificador ASCII dun byte (02hex) que indica o comezo do contido dunha mensaxe. A área LGE é un byte, que indica o número de bytes seguido do contido desta información. A área ADR é un byte, que é o enderezo detallado do nodo da estación (é dicir, o arrancador suave).

A área BCC é unha suma de comprobación cunha lonxitude dun byte, que se usa para comprobar se o contido da información é razoable. É o número total de bytes antes do BCC no contido da mensaxe "XOR", o resultado do cálculo. Se o contido da información recibido polo arrancador suave non é válido segundo o resultado do cálculo da suma de comprobación, descartará o contido da información e non enviará un sinal de datos de resposta ao nome de dominio.

(2) Palabra de manipulación e palabra de estado. O PLC pode ler e escribir o valor variable do arrancador suave segundo a área PKW do arrancador suave e, a continuación, cambiar ou dominar o estado de funcionamento do arrancador suave. Neste software de sistema, o PLC le a información de datos desta área e colócaa nunha área especial de información de datos para que o ordenador de control industrial a vexa, e o resultado da visualización mostra a información no ordenador de control industrial.

5 Resultados O software do sistema completou as tarefas diarias de procesamento por lotes automático requiridas segundo a cooperación mutua do ordenador de control industrial, o PLC e o arrancador suave. O software do sistema foi entregado e utilizado desde maio de 2008. O peso diario de procesamento por lotes é de 100 toneladas e lévanse a cabo 10 receitas secretas. Arriba e abaixo, non só pode mostrar o estado de funcionamento da información en tempo real, senón tamén as funcións de cambios e actualizacións de receitas secretas; as instrucións de funcionamento específicas, o software do sistema funciona de forma fluída e fiable, a pantalla táctil industrial é fermosa e elegante e o funcionamento real é cómodo. Ademais, o software do sistema adopta o deseño de desenvolvemento de configuración, o que pode proporcionar comodidade para actualizacións posteriores.

Autor: Smartweigh– Fabricantes de pesas multicabezal

Autor: Smartweigh– Ponderador lineal

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado con pesaxe lineal

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado con peso múltiple

Autor: Smartweigh– Desenganchador de bandexas

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado de cuncha

Autor: Smartweigh– Ponderador de combinación

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado Doypack

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado de bolsas prefabricadas

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado rotativa

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado vertical

Autor: Smartweigh– Máquina de envasado VFFS