Progettazione di un sistema di controllo automatico del dosaggio basato su plc e pesatrice multiteste

Autore: Smartweigh–Pesatrice multitesta

1 Prefazione Nel campo della produzione di pesate Zhongshan Smart, il condimento è generalmente la miscelazione di materie prime in una certa proporzione per produrre una nuova materia prima. Pertanto, la stagionatura è una componente chiave della produzione in questo campo. Nel processo di lavorazione, varie materie prime devono essere miscelate uniformemente nel rigoroso rispetto della proporzione e devono essere eseguite da macchinari per la stagionatura. In questa fase, gli impianti di trasformazione utilizzano generalmente due metodi. Il primo metodo utilizza la pesatura manuale, quindi diventerà La proporzione di varie materie prime viene inserita separatamente nella macchina dosatrice e miscelata. Un altro modo è la pesatura automatica, la miscelazione completamente automatica.

Poiché molte materie prime iniziali sono polveri o granuli, durante la stagionatura della manodopera, il corpo è molto facile da inalare polvere e altro sporco, causando rischi professionali, aumentando i rischi di produzione e i costi del capitale umano. Pertanto, la stagionatura della manodopera non può essere gestita in cantiere ed è molto soggetta a discrepanze, non solo la qualità non può essere garantita, ma aumenta anche il costo di gestione. Al fine di garantire una migliore qualità del prodotto e migliorare la produttività, è necessario selezionare un software di sistema di dosaggio automatico accurato e affidabile. 2 Secondo il sistema di dosaggio automatico di PLC, computer di controllo industriale e pesatrice multitesta Nell'attuale sistema di dosaggio automatico di Zhongshan Smart pesa, i lavoratori prima trasportano le materie prime all'officina di pesatura. Al termine della pesatura, le materie prime vengono inviate manualmente al dosatore. Per eseguire la stagionatura, l'officina di produzione della pesatura utilizza la pesatrice multitesta di Hangzhou Sifang per eseguire la pesatura. Secondo la porta RS232, è collegato al server di automazione industriale. Il server di automazione industriale situato nella sala di controllo principale è responsabile della registrazione dei risultati di pesatura e della visualizzazione delle informazioni sui dati di pesatura. Inoltre, l'operatore può controllare manualmente l'avvio e l'arresto dell'intero processo di stagionatura nella sala di controllo principale in base al circuito di controllo.

Questo tipo di metodo non è efficiente. Inoltre, il processo del programma DOS sviluppato e progettato in linguaggio C è in esecuzione sul server [1], che ha scarsa scalabilità e difficile tecnologia di interazione uomo-computer, e non può eseguire tutte le disposizioni per il batch automatico. Per migliorare l'efficienza produttiva e controllare i costi, è necessario selezionare un sistema di dosaggio automatico automatico. Il nuovo sistema adotta la struttura relazionale master-slave.

Il computer industriale viene utilizzato come server superiore e il PLC PLC Siemens[2], l'avviatore statico e la pesatrice multitesta vengono utilizzati come slave superiore e inferiore. Il server ha il ruolo di leader, completa la gestione della comunicazione e il funzionamento di ogni slave e collega la porta di comunicazione asincrona RS-232 del computer di controllo industriale con il PLC dopo la conversione del segnale di impulso, creando un canale fisico di sicurezza per la comunicazione tra i computer superiori e inferiori; Collegare un'altra porta RS-232 del server alla porta di comunicazione della pesatrice multitesta per formare un secondo canale di sicurezza fisico. Il software del computer superiore seleziona il metodo di polling per comunicare con le stazioni slave una per una.

Il software del computer superiore trasmette al PLC i risultati della pianificazione complessiva delle attività quotidiane. Durante l'intero processo di funzionamento del PLC, il software del computer superiore utilizza le istruzioni di connessione del software del computer superiore per monitorare il funzionamento del computer inferiore e il contenuto dell'area delle informazioni sui dati e carica immediatamente i dati del PLC. I dati in tempo reale della situazione interna e della sua pesatrice multiteste vengono visualizzati sul software del computer host. Nel complesso, il software di sistema dispone delle seguenti funzioni: ① Dosaggio completamente automatico. Dopo aver impostato la ricetta segreta, il software del sistema pesa automaticamente gli ingredienti secondo la ricetta segreta senza l'intervento del personale operativo vero e proprio; ② Ha la funzione di modulo, che può generare report giornalieri e moduli in tempo reale. e rapporti mensili, rapporti annuali, ecc.; ③ Miglioramento dinamico e modifica della tabella, il software di sistema consente al personale professionale e tecnico o al personale operativo effettivo di modificare in base all'autorità di gestione impostata, migliora il controllo della ricetta segreta e registra l'ora e l'effettivo funzionamento della modifica. Numero di serie del personale; 4. Funzione di riparazione dello spegnimento, il software di sistema può riparare i record di misurazione accurati prima che l'alimentazione venga spenta quando l'alimentazione viene improvvisamente spenta; 5. Funzione di condivisione della rete locale, il server può condividere le informazioni sui dati delle risorse nella rete locale e l'officina di produzione è responsabile Le persone tengono traccia dell'avanzamento della costruzione e di altre condizioni. 2.1 Composizione del sistema Tutti i dosatori automatici sono composti da computer industriale, PLC, pesatrice multiteste di produzione industriale, soft starter, motovibratore, miscelatore, sensore, nastro trasportatore, ecc.

Il computer di controllo industriale superiore visualizza la pagina della tecnologia di interazione uomo-computer ed esegue funzioni come la manipolazione dell'input del contenuto delle informazioni, la gestione del database, la visualizzazione delle informazioni sui dati, l'archiviazione, l'analisi statistica e i moduli. Il software del computer superiore utilizza il computer di controllo industriale IPC810. I suoi compiti principali sono i seguenti: il server di automazione industriale carica prima la ricetta segreta di un certo numero di serie secondo l'ordine del personale operativo effettivo, quindi, secondo la proporzione e l'ordine del condimento nella ricetta segreta, trasmette il comando di avvio della stagionatura al PLC, in modo che il PLC possa avviare l'apposito software. Avvio. Nell'intero processo di stagionatura, il server di automazione industriale utilizza il metodo di polling per caricare la parola di stato del PLC in tempo reale per padroneggiare il funzionamento del PLC e delle sue macchine subordinate; Le informazioni sui dati di pesatura, secondo la strategia di stagionatura, quando la pesatura è vicina al valore preimpostato nella ricetta segreta, il server invia un comando al PLC per terminare la stagionatura. Quando tutte le materie prime su una ricetta segreta sono state preparate, l'intero processo di tutti i condimenti viene sospeso, in attesa dell'ordine del personale operativo effettivo.

Durante l'intero processo di funzionamento del software di sistema, il PLC comunica con il software del computer host in tempo reale per garantire la coerenza tra le informazioni sui dati visualizzate sulla pagina e le informazioni sui dati specifici sul posto. Tutto può essere inviato immediatamente al PLC. I compiti chiave del PLC includono: ① Accettare le istruzioni inviate dal software del computer superiore e controllare l'avvio, l'arresto e la velocità del motore a vibrazione in base all'avviatore statico; ②Carica lo stato operativo dell'avviatore statico in tempo reale L'area delle informazioni sui dati di memoria viene caricata dal computer di controllo industriale; ③ Preparare varie condizioni di se stesso sotto forma di parole di stato e il computer di controllo industriale può essere caricato immediatamente. 2.2 Il metodo di controllo e l'intero processo di stagionatura Secondo l'analisi delle caratteristiche dell'intero processo di stagionatura, si ottiene che l'intero processo di stagionatura ha le seguenti caratteristiche: (1) L'obiettivo misurato è un software di sistema irreversibile unilaterale . Non c'è modo per la materia prima di tornare nuovamente al nastro trasportatore dalla macchina dosatrice.

(2) Ha un ritardo significativo. Quando la stagionatura raggiunge il valore preimpostato, il PLC comanda il motore per fermare la trasmissione delle materie prime. In questo momento, ci sono alcune materie prime sul nastro trasportatore che non possono essere acquistate, quindi il software di sistema ha un ritardo significativo. (3) La caratteristica controllabile è che l'alimentazione è commutabile.

Le operazioni di avvio e arresto del software di sistema sono tutte grandezze di commutazione. (4) Il sistema di dosaggio automatico è lineare in tutte le normali aree di lavoro. Pertanto, prendiamo in considerazione l'uso di metodi di controllo come la trasmissione rapida, lenta e anticipata del comando di alimentazione di terminazione e l'uso della tecnologia di autobloccaggio e interblocco del PLC per garantire lo sviluppo regolare del condimento.

Dopo l'avvio del software di sistema, il computer di controllo industriale trasmette il segnale di dati dell'inizio dell'alimentazione al PLC e il PLC controlla l'avviatore statico per azionare il motore per avviare l'alimentazione rapidamente. Inoltre, il server di automazione industriale carica continuamente le informazioni sui dati di pesatura della pesatrice multiteste in base alla comunicazione seriale. Quando il valore del peso netto è vicino al valore preimpostato, il server di automazione industriale trasmette al PLC il codice di controllo per terminare l'alimentazione. In questo momento, il PLC controlla l'avviatore statico per eseguire l'alimentazione lenta e il valore preimpostato e l'alimentazione specifica possono essere determinati in anticipo in base alle materie prime residue sull'organizzazione di trasmissione. Quando l'errore e la materia prima residua sulla struttura di trasmissione sono anomali, il PLC invia effettivamente un comando di terminazione, che viene eseguito dall'avviatore statico, quindi comanda l'arresto del motore. I passaggi sono mostrati nella Figura 1. Software del sistema di dosaggio automatico 3 Sviluppo del software del server di automazione industriale Le principali attività quotidiane del computer di controllo industriale sono le seguenti: (1) Mostrare le informazioni di visualizzazione dell'animazione dell'intero processo di stagionatura.

(2) Inviare il codice di controllo al PLC e caricare il funzionamento del PLC. (3) Caricare il segnale dei dati di pesatura sulla pesatrice multitesta, visualizzare il valore di pesatura sullo schermo del display e inviare il comando al PLC in base alle informazioni sui dati di pesatura. (4) Query e modulo del database, informazioni sui dati di condimento del negozio, modulo di copia.

(5) Il miglioramento e la modifica della ricetta segreta. (6) Altre funzioni come allarme ausiliario per guasti comuni nella stagionatura. 3.1 Il design della pagina del software per telefoni cellulari stagionato L'applicazione per computer di controllo industriale Longchuanqiao schema di progettazione della configurazione touch screen industriale, la configurazione del sistema di controllo industriale è in realtà una piattaforma di servizio software di sviluppo che può essere sviluppata dai clienti in base alle proprie esigenze.

Possiamo sviluppare e progettare un touch screen industriale amichevole per tutti i sistemi di videosorveglianza sulla piattaforma di servizio secondo le normative sulla tecnologia di elaborazione e l'operatore può interagire con i macchinari e le attrezzature in loco in tempo reale secondo questa pagina. Il software per telefoni cellulari Longchuanqiao è una configurazione di automazione del controllo industriale HMI/SCADA, che fornisce uno strumento di sviluppo con proporzioni integrate e visualizzazione dei dati. Questo software ha le seguenti caratteristiche: (1) Varie funzioni di comunicazione.

La configurazione Longchuan Bridge [3] è adatta per le seguenti funzioni di comunicazione: 1) È adatta per metodi di comunicazione seriale come RS232, RS422 e RS485, nonché metodi come ripetitore, composizione telefonica, polling telefonico e composizione. 2) La comunicazione dell'interfaccia Ethernet è applicabile anche all'interfaccia Ethernet della TV via cavo e all'interfaccia Ethernet della rete wireless. 3) Il software del driver di tutte le macchine e apparecchiature è applicabile a GPRS, CDMA, GSM e altre specifiche di Internet mobile.

(2) Comodo software di sistema di sviluppo e progettazione. Una varietà di componenti e controlli forma un potente software di sviluppo e progettazione HMI; il colore di connessione migliorato e gli effetti di colore asintotici risolvono il problema dalla fonte che molti software per telefoni cellulari simili utilizzano troppi colori di connessione e colori asintotici, il che rappresenta una seria minaccia per l'aggiornamento dell'interfaccia Il problema dell'alta velocità e dell'elevata efficienza del funzionamento del software di sistema; più forme di sottografi di materiale vettoriale rendono più conveniente creare l'interfaccia del progetto di ingegneria; mostra il metodo di pensiero orientato agli oggetti, variabili indipendenti indirette incorporate, variabili intermedie, variabili indipendenti dalla query del database, applicabile a funzioni personalizzate e ordini personalizzati. (3) Aperto.

L'apertura della configurazione di Longchuan Bridge si manifesta principalmente nei seguenti aspetti: 1) Utilizzare Excel per sfogliare la query del database con VBA. 2) Il software del telefono cellulare è un'architettura di sistema aperta, pienamente applicabile alle specifiche DDE, OPC, ODBC/SQL, AcTIveX e DNA. Fornisce socket di navigazione esterni in varie forme come OLE, COM/DCOM, libreria a collegamento dinamico, ecc., che è conveniente per i clienti utilizzare vari ambienti di sviluppo comuni (come VC++, VB, ecc.) per eseguire approfondimenti sviluppo secondario.

3) L'architettura di sistema del software del driver I/O di configurazione Longchuan Bridge è una struttura aperta e parte del codice sorgente dei suoi socket è completamente pubblicata e i clienti possono sviluppare il software del driver in modo indipendente. (4) Funzione di interrogazione del database. La configurazione di Longchuan Bridge è incorporata con un database di serie temporali e una varietà di blocchi funzionali sono incorporati nel database di serie temporali per i metodi di elaborazione e l'archiviazione dei dati, che possono completare il riepilogo, l'analisi statistica, la manipolazione e la linearizzazione. ecc. varie funzioni. (5) Applicabile a una varietà di macchine e apparecchiature e bus di sistema.

È adatto per PLC, controller, strumento multifunzione, terminale intelligente mobile e modulo di controllo intelligente prodotto dai produttori più famosi di tutto il mondo; inoltre, è adatto anche per interfacce computer standard come Profibus, Can, LonWorks e Modbus. 3.2 Il livello di I/O della configurazione del sistema Longchuan Bridge utilizza i punti del database delle serie temporali per indicare i punti di I/O. Dopo l'analisi, il software di sistema deve avere tre punti I/O e due punti di riferimento dati vengono utilizzati per controllare l'avvio e l'arresto del motore in base al PLC. Pertanto, il collegamento delle informazioni dati di questi due punti viene selezionato come due volume di dati I/O del PLC. Uscita.

Un punto di simulazione viene utilizzato per rappresentare i dati in tempo reale caricati dalla pesatrice multiteste, quindi le informazioni sui dati in quel punto sono collegate alla misurazione esatta della pesatrice multiteste. 4 Progettazione della programmazione della comunicazione La progettazione della programmazione della comunicazione comprende tre parti, la prima parte è la comunicazione tra il server e il PLC; la seconda parte è la comunicazione tra il server e la pesatrice multiteste; la terza parte è la comunicazione tra il PLC e l'avviatore statico. 4.1 La configurazione della comunicazione tra il server e il PLC è generalmente integrata con il popolare software del driver PLC. Innanzitutto, viene creata una nuova macchina virtuale PLC nella configurazione di Longchuan Bridge. Il modello e le specifiche della macchina virtuale devono essere coerenti con l'applicazione effettiva. I modelli e le specifiche del PLC sono gli stessi. Se nella configurazione non è possibile trovare le specifiche del modello PLC richieste, il produttore del software del telefono cellulare può essere autorizzato a sviluppare e progettare un nuovo driver PLC di questo tipo e specifiche in modo completamente gratuito.

La macchina virtuale viene utilizzata per proiettare la macchina reale. Qui, il PLC utilizzato da tutti è SimensS7-300 e il server è impostato per comunicare con il PLC in base alla comunicazione seriale 1. 4.2 Comunicazione tra il server e la pesatrice multitesta Per la pesatrice multitesta, utilizziamo la pesatrice multitesta di Hangzhou Sifang . Al fine di rendere molto buona la comunicazione tra il quadro strumenti e la configurazione, abbiamo autorizzato in particolare Longchuanqiao Enterprise a sviluppare il quadro strumenti. Il software del driver è progettato. Prima di tutto, selezioniamo un tipo necessario di attrezzatura della macchina dalla directory dell'unità configurata e, per questo tipo, creiamo un'attrezzatura della macchina virtuale per proiettare la pesatrice multiteste reale, quindi impostiamo il numero della porta di comunicazione tra il cruscotto e il computer e la comunicazione protocolli.

4.3 Comunicazione tra PLC e avviatore statico Poiché nell'officina di produzione di condimenti è presente una varietà di materie prime, abbiamo predisposto diversi nastri trasportatori per una migliore comodità di condimento. Pertanto, un PLC del sistema di dosaggio automatico deve essere collegato a diversi soft starter. Pertanto, utilizziamo il bus di sistema Profibus tra il PLC e l'avviatore statico per effettuare la comunicazione, inseriamo lo speciale modulo di controllo della comunicazione Profibus nell'avviatore statico e impostiamo l'indirizzo dettagliato della stazione slave dell'avviatore statico, quindi ci colleghiamo secondo alla radiofrequenza Profibus. Il controller è collegato al PLC e il PLC completa l'invio e la ricezione del formato del messaggio all'avviatore statico in base alla programmazione, invia la parola operativa all'avviatore statico e carica la parola di stato dalla home dell'avviatore statico. CPU315-3DP viene utilizzato come nome di dominio Profibus e ogni avviatore statico che comunica con il nome di dominio può essere considerato una stazione slave Profibus.

Durante la comunicazione, il nome di dominio seleziona la stazione slave per trasmettere i dati in base all'identificatore di indirizzo dettagliato nel formato del messaggio di comunicazione. La stessa stazione slave non può trasmettere attivamente dati e ciascuna stazione slave non può eseguire immediatamente la trasmissione del contenuto informativo. I modelli e le specifiche dell'avviatore statico utilizzati nel software di sistema sono tutti prodotti della serie Siemens MicroMaster430 [4].

La chiave di comunicazione chiave tra PLC e avviatore statico comprende due definizioni. Il primo è il formato del messaggio di dati e il secondo è la parola di manipolazione e la parola di stato. (1) Formato del messaggio di comunicazione.

Il formato di ogni messaggio inizia con l'identificatore STX, poi la lunghezza indica LGE e il numero di byte dell'indirizzo dettagliato ADR, seguito dall'identificatore informativo dei dati selezionato. Il formato del messaggio termina con il rilevatore BCC del blocco di informazioni sui dati. I nomi dei campi chiave sono espressi come segue: Il campo STX è un identificatore ASCII a un byte (02hex) che indica l'inizio del contenuto di un messaggio. L'area LGE è un byte, che indica il numero di byte seguito dal contenuto di questa informazione. L'area ADR è un byte, che è l'indirizzo dettagliato del nodo della stazione (cioè, l'avviatore statico).

L'area BCC è un checksum con una lunghezza di un byte, che viene utilizzato per verificare se il contenuto delle informazioni è ragionevole. È il numero totale di byte prima del BCC nel contenuto del messaggio“XOR”il risultato del calcolo. Se il contenuto informativo ricevuto dall'avviatore statico non è valido in base al risultato del calcolo del checksum, scarterà il contenuto informativo e non invierà un segnale dati di risposta al nome di dominio.

(2) Parola di manipolazione e parola di stato. Il PLC può leggere e scrivere il valore della variabile dell'avviatore statico in base all'area PKW dell'avviatore statico, quindi modificare o controllare lo stato di funzionamento dell'avviatore statico. In questo software di sistema, il PLC legge le informazioni sui dati in quest'area e le inserisce in un'area di informazioni sui dati speciale per la visualizzazione da parte del computer di controllo industriale e il risultato della visualizzazione visualizza le informazioni sul computer di controllo industriale.

5 Risultati Il software di sistema ha completato le attività giornaliere di dosaggio automatico richieste in base alla reciproca collaborazione del computer di controllo industriale, del PLC e dell'avviatore statico. Il software di sistema è stato consegnato e utilizzato da maggio 2008. Il peso di dosaggio giornaliero è di 100 tonnellate e vengono eseguite 10 ricette segrete. Su e giù, può non solo visualizzare lo stato di funzionamento delle informazioni in tempo reale, ma anche mostrare le funzioni delle modifiche e degli aggiornamenti delle ricette segrete; le istruzioni operative specifiche, il software di sistema funziona in modo fluido e affidabile, il touch screen industriale è bello ed elegante e il funzionamento effettivo è conveniente. Inoltre, il software di sistema adotta il design di sviluppo della configurazione, può fornire comodità per i successivi aggiornamenti.

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