PLCと多頭秤をベースとした自動バッチング制御システムの設計

著者: スマートウェイト –マルチヘッド加重器

1 はじめに 中山スマート計量製造の分野において、シーズニングとは一般に、原料を特定の割合で混合して新しい原料を製造することです。したがって、この分野では調味料が製造の重要な要素となります。加工工程では、さまざまな原料を厳密な割合で均一に混合し、シーズニング機械を使用して行う必要があります。この段階では、加工工場では通常 2 つの方法が使用されます。最初の方法は手動計量を使用し、次に、さまざまな原材料の割合を別々にバッチングマシンに投入して混合します。もう一つの方法は、自動計量、全自動混合です。

多くの初期原料は粉末または顆粒であるため、人力でシーズニングを行うと、人体が粉塵やその他の汚れを非常に吸い込みやすく、労働災害を引き起こし、生産リスクと人的資本コストが増加します。そのため、建設現場では人手の味付け管理ができず、非常にミスマッチが発生しやすく、品質が保証できないだけでなく、管理コストも増加してしまいます。製品の品質をより確実に確保し、生産性を向上させるためには、正確で信頼性の高い自動バッチ処理システム ソフトウェアを選択する必要があると規定されています。 2 PLC、工業用制御コンピュータ、マルチヘッド計量機の自動バッチングシステムによる 中山スマート計量の現在の自動バッチングシステムでは、作業員はまず原材料を計量作業場に輸送します。計量が終了した原料は手作業でバッチングマシンに送られます。シーズニングを行うために、計量生産工場では杭州四方のマルチヘッド計量機を使用して計量を実行します。 RS232 ポートに従って、産業オートメーション サーバーに接続されます。メイン制御室にある産業用オートメーション サーバーは、計量結果の記録と計量データ情報の表示を担当します。 , さらに、オペレーターは制御回路に従って、中央制御室でシーズニングの全プロセスの開始と停止を手動で制御できます。

この種の方法は効率的ではありません。さらに、C 言語で開発および設計された DOS プログラム プロセスはサーバー [1] 上で実行されますが、拡張性が低く、人間とコンピューターの対話技術が難しく、自動バッチ処理のすべての機能を実行できません。生産効率を向上させ、コストを管理するには、自動自動バッチングシステムを選択する必要があります。新システムはマスター・スレーブ関係構造を採用しています。

産業用コンピュータを上位サーバーとして使用し、シーメンス製 PLC PLC[2]、ソフトスターター、マルチヘッド計量機を上位および下位スレーブとして使用します。サーバーは主導的な役割を果たし、各スレーブの通信管理と操作を完了し、パルス信号変換後に産業用制御コンピュータの RS-232 非同期通信ポートを PLC に接続し、間の通信のための物理的な安全チャネルを作成します。上部と下部のコンピューター。サーバーの別の RS-232 ポートをマルチヘッド秤の通信ポートに接続して、2 番目の物理セキュリティ チャネルを形成します。上位コンピュータソフトは、子局と通信するポーリング方式を1台ずつ選択します。

上位コンピュータ ソフトウェアは、日常業務の全体的な計画の結果を PLC に送信します。 PLC 動作の全プロセス中、上位コンピュータ ソフトウェアは、上位コンピュータ ソフトウェアの接続命令を使用して、下位コンピュータの動作とデータ情報領域の内容を監視し、PLC データを即座にロードします。内部状況とその多頭秤のリアルタイムデータがホストコンピュータソフトウェア上に表示されます。全体として、システム ソフトウェアは次の機能を備えています。 ① 全自動バッチ処理。秘密のレシピが設定されると、実際の操作スタッフの介入なしに、システム ソフトウェアが秘密のレシピに従って材料の重量を自動的に計量します。 ② 日報やリアルタイム帳票を生成できる帳票機能を備えています。月次報告書、年次報告書など。 ③テーブルの動的強化と変更。システムソフトウェアは、設定された管理権限に従って専門技術者または実際の操作スタッフに変更を許可し、秘密レシピの管理を強化し、変更の時間と実際の操作を記録します。スタッフのシリアル番号。 4.電源オフ修復機能、システムソフトウェアは、電源が突然切れた場合に、電源が切れる前に正確な測定記録を修復できます。 5.ローカルエリアネットワーク共有機能、サーバーはローカルエリアネットワーク内のリソースデータ情報を共有でき、生産ワークショップは責任を負い、人々は建設の進捗状況やその他の状況を追跡します。 2.1 システムの構成 すべての自動バッチミキサーは、産業用コンピューター、PLC、工業用多頭秤量機、ソフトスターター、振動モーター、ミキサー、センサー、コンベアベルトなどで構成されています。

上位の産業用制御コンピュータは、ヒューマンコンピュータインタラクション技術ページを表示し、情報内容入力の操作、データベース管理、データ情報表示情報、保存、統計分析、フォームなどの機能を実行します。上位コンピュータ ソフトウェアは IPC810 産業用制御コンピュータを使用します。その主なタスクは次のとおりです。産業オートメーション サーバーは、まず実際の操作スタッフの命令に従って特定のシリアル番号の秘密のレシピをロードし、次に秘密のレシピ内の調味料の割合と順序に従って、秘密のレシピを送信します。 PLC にシーズニングを開始するコマンドを送信し、PLC が専用ソフトウェアを起動できるようにします。ランチャー。シーズニングの全プロセスにおいて、産業オートメーション サーバーはポーリング方式を使用して PLC のステータス ワードをリアルタイムでロードし、PLC とその下位マシンの動作を習得します。計量データ情報は、シーズニング戦略に従って、計量が秘密のレシピの事前設定値に近づくと、サーバーはシーズニングを終了するコマンドを PLC に送信します。秘伝のレシピにあるすべての原材料が準備されると、すべての調味料の全工程が停止され、実際の作業スタッフの指示を待ちます。

システム ソフトウェア動作の全プロセス中、PLC はホスト コンピュータ ソフトウェアとリアルタイムで通信し、ページに表示されるデータ情報と現場の特定のデータ情報の一貫性を確保します。すべてすぐに PLC に送信できます。 PLC の主なタスクは次のとおりです。 ① 上位コンピュータのソフトウェアによってプッシュされた命令を受け取り、ソフト スターターに従って振動モーターの開始、停止、速度を制御します。 ②ソフトスタータの動作状態をリアルタイムにロードして動作させる メモリデータ情報領域は産業用制御コンピュータによってロードされます。 ③ 自身の各種条件をステータスワードとして用意し、産業用制御コンピュータに即座にロード可能。 2.2 制御方法とシーズニングの全過程 シーズニングの全過程の特徴を分析したところ、シーズニングの全過程は以下のような特徴を持っていることがわかった。 (1) 測定対象は一方的不可逆なシステムソフトウェアである。 。原料がバッチングマシンから再びコンベアベルトに戻る方法はありません。

(2) 大幅なタイムラグがある。調味料が設定値に達すると、PLC がモーターを制御して原料の送液を停止します。このとき、ベルトコンベア上には購入できない原材料があり、システムソフトウェアに大幅なタイムラグが発生します。 (3) 制御可能な特徴は、電源を切り替えられることです。

システムソフトウェアの起動、停止動作はすべてスイッチング量となります。 (4) 自動バッチ処理システムは、すべての通常の作業領域で直線的です。そのため、シーズニングのスムーズな開発を確保するために、終了送りコマンドの高速、低速、早期送信などの制御方法の使用と、PLCのセルフロックおよびインターロック技術の使用を考慮します。

システムソフトウェアが起動した後、産業用制御コンピュータは給電開始のデータ信号を PLC に送信し、PLC はソフトスタータを制御してモータを駆動し、給電を急速に開始します。また、産業オートメーションサーバーはシリアル通信により多頭秤の計量データ情報を継続的にロードします。正味重量値が設定値に近づくと、産業用オートメーションサーバーは供給を終了するための制御コードを PLC に送信します。このとき、PLCはソフトスターターを制御してスローフィードを実行しますが、プリセット値と具体的なフィードは、送信組織上の残留原料に応じて事前に決定することができます。エラーおよびトランスミッション構造上の残留原料が異常な場合、PLC は実際に終了コマンドを送信し、ソフトスターターによって実行され、モーターを制御して停止します。手順を図 1 に示します。 自動バッチ処理システム ソフトウェア 3 産業オートメーション サーバー ソフトウェア開発 産業用制御コンピューターの主要な日常タスクは次のとおりです。 (1) シーズニングの全プロセスのアニメーション表示情報を表示します。

(2) PLC に制御コードを送信し、PLC の動作を読み込みます。 (3) 計量データ信号を多頭秤に取り込み、表示画面に計量値を表示し、計量データ情報に従って PLC にコマンドをプッシュします。 (4) データベースのクエリとフォーム、調味料データ情報の保存、フォームのコピー。

(5) 秘伝レシピの改良・修正。 (6) シーズニングにおける一般的な故障に対する補助アラームなどのその他の機能。 3.1 シーズニング携帯電話ソフトウェアのページデザイン 産業用制御コンピュータアプリケーション龍川橋構成設計スキーム産業用タッチスクリーン、産業用制御システム構成は、実際には顧客が自分のニーズに応じて開発できる開発ソフトウェアサービスプラットフォームです。

当社は、処理技術規制に従ってサービスプラットフォーム上のすべてのビデオ監視システム向けに使いやすい工業用タッチスクリーンを開発および設計でき、このページに従ってオペレーターは現場の機械や設備とリアルタイムで対話できます。 Longchuanqiao 携帯電話ソフトウェアは、HMI/SCADA 産業用制御自動化構成であり、統合されたアスペクト比とデータ視覚化を備えた開発ツールを提供します。このソフトウェアには以下のような特徴があります。 (1) 多彩な通信機能。

Longchuan Bridge 構成 [3] は、次の通信機能に適しています。 1) RS232、RS422、RS485 などのシリアル通信方式、およびリピータ、電話ダイヤル、電話ポーリング、ダイヤルなどの方式に適しています。 2) イーサネット インターフェイス通信は、ケーブル TV イーサネット インターフェイスおよびワイヤレス ネットワーク イーサネット インターフェイスにも適用できます。 3) すべての機械および装置のドライバー ソフトウェアは、GPRS、CDMA、GSM、およびその他のモバイル インターネット仕様に適用されます。

(2) 便利な開発・設計システムソフトウェア。さまざまなコンポーネントと制御により、強力な HMI 開発および設計システム ソフトウェアが形成されます。改善された接続色と漸近色効果は、多くの同様の携帯電話ソフトウェアが多すぎる接続色と漸近色を使用しており、インターフェイスの更新にとって深刻な脅威であるという問題を根本から解決します。システムソフトウェア動作の高速性と高効率の問題。より多くの形式のベクトル素材サブグラフにより、エンジニアリング プロジェクト インターフェイスの作成がより便利になります。オブジェクト指向の思考方法、埋め込み間接独立変数、中間変数、データベースクエリ独立変数、カスタム関数およびカスタムオーダーに適用可能。 (3) 開きます。

Longchuan Bridge 構成のオープン性は、主に次の側面に現れます。 1) Excel を使用して、VBA でデータベース クエリを参照します。 2) 携帯電話ソフトウェアはオープン システム アーキテクチャであり、DDE、OPC、ODBC/SQL、AcTIveX、および DNA 仕様に完全に適用できます。 OLE、COM/DCOM、ダイナミックリンクライブラリなどのさまざまな形式の外部ブラウジングソケットを提供しており、顧客がさまざまな一般的な開発環境（VC++、VBなど）を使用して詳細な開発を実行するのに便利です。二次開発。

3) Longchuan Bridge 構成 I/O ドライバ ソフトウェアのシステム アーキテクチャはオープン構造であり、ソケットのソース コードの一部は完全に公開されており、顧客は独自にドライバ ソフトウェアを開発できます。 (4) データベースクエリ機能。 Longchuan Bridge の構成には時系列データベースが組み込まれており、データ処理方法と保存のためのさまざまな機能ブロックが時系列データベースに埋め込まれており、要約、統計分析、操作、線形化を完了できます。など、多彩な機能を搭載。 (5) さまざまな機械装置やシステムバスに適用可能。

世界中の有名メーカーが製造するPLC、コントローラー、多機能機器、モバイルインテリジェント端末、インテリジェント制御モジュールに適しています。さらに、Profibus、Can、LonWorks、Modbus などの標準的なコンピュータ インターフェイスにも適しています。 3.2 システムの I/O レベル Longchuan Bridge 構成では、時系列データベース ポイントを使用して I/O ポイントを示します。解析後、システム ソフトウェアには 3 つの I/O ポイントが必要で、2 つのデータ参照ポイントは PLC に従ってモーターの起動と停止を制御するために使用されます。したがって、この 2 点のデータ情報接続が PLC の 2 つのデータ量 I/O として選択されます。出口。

シミュレーション ポイントは、マルチヘッド秤からロードされたリアルタイム データを表すために使用されるため、そのポイントのデータ情報はマルチヘッド秤の正確な測定値に関連付けられます。 4 通信プログラミング設計 通信プログラミング設計には 3 つの部分が含まれます。最初の部分はサーバーと PLC 間の通信です。 2 番目の部分は、サーバーとマルチヘッド計量器の間の通信です。 3 番目の部分は、PLC とソフトスターター間の通信です。 4.1 サーバーと PLC 間の通信構成は、一般に、一般的な PLC ドライバー ソフトウェアに組み込まれています。まず、Longchuan Bridge 構成で新しい PLC 仮想マシンが作成されます。仮想マシンのモデルと仕様は、実際のアプリケーションと一致している必要があります。 PLCの機種、仕様は同じです。必要な PLC モデル仕様が構成内に見つからない場合、携帯電話ソフトウェア メーカーは、このタイプと仕様の新しい PLC ドライバーを完全に無料で開発および設計する権限を得ることができます。

仮想マシンは実マシンを投影するために使用されます。ここでは、皆さんが使用している PLC は SimensS7-300 で、サーバーはシリアル通信 1 に従って PLC と通信するように設定しています。 4.2 サーバーと多頭秤量機間の通信 多頭秤量機には杭州四方の多頭秤量機を使用しています。 。インストルメントパネルと構成間のコミュニケーションを非常に良好にするために、当社は特に Longchuanqiao Enterprise にインストルメントパネルの開発を許可しました。ドライバーソフトウェアが設計されています。まず、設定されたドライブディレクトリから必要な機械装置の種類を選択し、この種類に対して実際の多頭秤を投影するための仮想機械装置を作成し、ダッシュボードとコンピュータ間の通信ポート番号と通信を設定します。プロトコル。

4.3 PLC とソフトスターター間の通信 調味料製造工場にはさまざまな原材料があるため、調味料の利便性を高めるために複数のコンベアベルトを設置しています。したがって、自動バッチング システムの 1 台の PLC を複数のソフト スターターに接続する必要があります。そのため、PLCとソフトスタータの間はProfibusシステムバスを使用して通信を行い、専用のProfibus通信制御モジュールをソフトスタータに挿入し、ソフトスタータのスレーブ局の詳細アドレスを設定して接続します。プロフィバス無線周波数に接続します。コントローラは PLC に接続され、PLC はプログラムに従ってソフト スタータへのメッセージ フォーマットのプッシュと受信を完了し、ソフト スタータにオペレーション ワードを送信し、ソフト スタータ ホームからステータス ワードをロードします。 CPU315-3DP は Profibus ドメイン名として使用されており、そのドメイン名と通信する各ソフトスタータは Profibus スレーブステーションとみなすことができます。

通信時は、通信メッセージフォーマット内の詳細アドレス識別子に応じて、ドメイン名によりデータを送信する子局が選択されます。子局自体は能動的にデータを送信することができず、各子局は情報コンテンツの送信を即座に実行することはできない。システム ソフトウェアで使用されるソフト スターターのモデルと仕様は、すべて Siemens MicroMaster430 シリーズ製品です [4]。

PLC とソフトスターター間のキー通信キーには 2 つの定義が含まれます。 1 つ目はデータ メッセージのフォーマット、2 つ目は操作ワードとステータス ワードです。 (1) 通信メッセージのフォーマット。

各メッセージのフォーマットは、識別子 STX で始まり、LGE と詳細アドレス ADR のバイト数を示す長さ、その後に選択されたデータ情報識別子が続きます。メッセージフォーマットはデータ情報ブロックの検出器BCCで終わります。キーフィールド名は次のように表されます。 STX フィールドは、メッセージ内容の始まりを示す 1 バイトの ASCII 識別子 (02hex) です。 LGE 領域はバイトであり、この情報の内容が後に続くバイト数を示します。 ADR エリアは 1 バイトで、ステーション ノード (つまりソフト スターター) の詳細なアドレスです。

BCC領域は、情報の内容が正当であるかどうかをチェックするための1バイト長のチェックサムです。メッセージコンテンツのBCC前の合計バイト数です。“XOR”計算の結果。ソフトスターターが受信した情報内容がチェックサムの計算結果に基づいて無効である場合、ソフトスターターはその情報内容を破棄し、ドメイン名に応答データ信号を送信しません。

(2) 操作ワードとステータスワード。 PLCは、ソフトスターターのPKW領域に従ってソフトスターターの変数値を読み書きし、ソフトスターターの動作状態を変更または習得できます。このシステムソフトウェアでは、PLC がこの領域のデータ情報を読み取り、産業用制御コンピュータが閲覧できるように専用のデータ情報領域に格納し、閲覧結果が産業用制御コンピュータに表示されます。

5 結果 システム ソフトウェアは、産業用制御コンピュータ、PLC、およびソフト スターターの相互協力に従って、必要な自動バッチ処理の日常タスクを完了しました。 2008年5月よりシステムソフトウェアを納入し、使用しております。1日の仕込み量は100トンで、10種類の秘伝のレシピが実行されています。上下には、情報の動作状況をリアルタイムで表示するだけでなく、秘密のレシピの変更やアップグレードの機能も表示できます。具体的な操作手順、システムソフトウェアはスムーズかつ確実に動作し、工業用タッチスクリーンは美しくエレガントで、実際の操作は便利です。また、システムソフトウェアは構成開発設計を採用しており、その後のアップグレードに便利です。

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