Разработка автоматизированной системы управления дозированием на основе ПЛК и многоголовочного весового дозатора.

Автор: Smartweigh– Многоголовочный весовой дозатор

1. Введение. В сфере производства интеллектуальных весовых систем Zhongshan, процесс смешивания сырья обычно представляет собой смешивание материалов в определенной пропорции для получения нового сырья. Поэтому смешивание является ключевым компонентом производства в этой области. В процессе обработки различные виды сырья должны быть равномерно смешаны в строгом соответствии с пропорциями, и это должно осуществляться с помощью оборудования для смешивания. На этом этапе перерабатывающие предприятия обычно используют два метода. Первый метод предполагает ручное взвешивание, после чего различные виды сырья отдельно помещаются в дозатор и смешиваются. Другой способ — автоматическое взвешивание, полностью автоматическое смешивание.

Поскольку многие исходные сырьевые материалы представляют собой порошки или гранулы, при ручной обработке они легко вдыхают пыль и другие загрязнения, что создает профессиональные риски, увеличивает производственные издержки и затраты на персонал. Поэтому ручную обработку невозможно контролировать на строительной площадке, что очень подвержено несоответствиям, не только не гарантирует качество, но и увеличивает затраты на управление. Для лучшего обеспечения качества продукции и повышения производительности необходимо выбрать точное и надежное программное обеспечение для автоматизированной системы дозирования. 2. В соответствии с автоматизированной системой дозирования на базе ПЛК, промышленного управляющего компьютера и многоголовочных весов, в существующей автоматизированной системе дозирования Zhongshan Smart weigh рабочие сначала транспортируют сырье в цех взвешивания. После завершения взвешивания сырье вручную подается в дозирующий аппарат. Для проведения обработки в цехе взвешивания используется многоголовочный весовой аппарат Hangzhou Sifang. Он подключается к серверу промышленной автоматизации через порт RS232. Сервер промышленной автоматизации, расположенный в главной диспетчерской, отвечает за запись результатов взвешивания и отображение данных взвешивания. Кроме того, оператор может вручную управлять запуском и остановкой всего процесса приправы в главной диспетчерской в ​​соответствии с управляющей схемой.

Такой метод неэффективен. Кроме того, программный процесс DOS, разработанный и спроектированный на языке C, работает на сервере [1], что приводит к низкой масштабируемости и сложности технологии взаимодействия человека с компьютером, а также не позволяет реализовать все возможности автоматической пакетной обработки. Для повышения эффективности производства и контроля затрат необходимо выбрать автоматизированную систему пакетной обработки. Новая система использует структуру «ведущий-ведомый».

В качестве верхнего сервера используется промышленный компьютер, а в качестве верхнего и нижнего ведомых устройств — ПЛК Siemens [2], устройство плавного пуска и многоголовочные весы. Сервер играет ведущую роль, осуществляет управление связью и работу каждого ведомого устройства, и после преобразования импульсного сигнала соединяет асинхронный коммуникационный порт RS-232 промышленного управляющего компьютера с ПЛК, создавая физический канал безопасности для связи между верхним и нижним компьютерами; другой порт RS-232 сервера подключается к коммуникационному порту многоголовочных весов для формирования второго физического канала безопасности. Программное обеспечение верхнего компьютера выбирает метод опроса для связи с ведомыми станциями по очереди.

Программное обеспечение верхнего компьютера передает результаты общего планирования ежедневных задач на ПЛК. В течение всего процесса работы ПЛК программное обеспечение верхнего компьютера использует инструкции подключения для мониторинга работы нижнего компьютера и содержимого области данных, и немедленно загружает данные в ПЛК. Данные о внутренней ситуации и работе многоголовочных весов в режиме реального времени отображаются на программном обеспечении главного компьютера. В целом, системное программное обеспечение обладает следующими функциями: ① Полностью автоматическое дозирование. После установки секретного рецепта системное программное обеспечение автоматически взвешивает ингредиенты в соответствии с секретным рецептом без вмешательства фактического персонала; ② Функция создания форм, позволяющая генерировать ежедневные отчеты и формы в режиме реального времени, а также ежемесячные, годовые отчеты и т. д.; ③ Динамическое расширение и модификация таблицы. Системное программное обеспечение предоставляет профессиональным и техническим специалистам или фактическому персоналу возможность вносить изменения в соответствии с установленными полномочиями управления, что повышает контроль секретного рецепта и регистрирует время и фактическое выполнение изменений. Серийный номер персонала; 4. Функция восстановления после отключения питания: программное обеспечение системы может восстановить точные записи измерений, сделанные до отключения питания, если питание внезапно отключилось; 5. Функция совместного использования ресурсов в локальной сети: сервер может обмениваться информацией о ресурсах в локальной сети, и производственный цех отвечает за отслеживание хода строительства и других условий. 2.1 Состав системы Все автоматические дозирующие смесители состоят из промышленного компьютера, ПЛК, промышленного многоголовочного весового дозатора, устройства плавного пуска, вибрационного двигателя, смесителя, датчика, конвейерной ленты и т. д.

Верхний управляющий компьютер промышленного оборудования отображает страницу технологии взаимодействия человека с компьютером и выполняет такие функции, как манипулирование вводимой информацией, управление базами данных, отображение данных, хранение, статистический анализ и создание форм. Программное обеспечение верхнего компьютера использует промышленный управляющий компьютер IPC810. Его основные задачи следующие: сервер промышленной автоматизации сначала загружает секретный рецепт определенного серийного номера в соответствии с указаниями фактического персонала, а затем, в соответствии с пропорциями и порядком добавления ингредиентов в секретном рецепте, передает команду на запуск процесса добавления ингредиентов ПЛК, чтобы ПЛК мог запустить специальное программное обеспечение. На протяжении всего процесса добавления ингредиентов сервер промышленной автоматизации использует метод опроса для загрузки слов состояния ПЛК в реальном времени, чтобы управлять работой ПЛК и подчиненных ему машин; данные взвешивания, в соответствии со стратегией добавления ингредиентов, когда значение взвешивания приближается к заданному значению в секретном рецепте, сервер отправляет команду ПЛК на завершение процесса добавления ингредиентов. Когда все сырьевые материалы по секретному рецепту подготовлены, весь процесс приготовления приправ приостанавливается в ожидании указаний непосредственно от персонала, непосредственно занимающегося приготовлением.

В течение всего процесса работы системного программного обеспечения ПЛК в режиме реального времени взаимодействует с программным обеспечением главного компьютера, обеспечивая согласованность между отображаемой на странице информацией и конкретной информацией на месте. Все данные могут быть немедленно отправлены в ПЛК. Ключевые задачи ПЛК включают: ① Принятие инструкций, передаваемых программным обеспечением главного компьютера, и управление запуском, остановкой и скоростью вибрационного двигателя в соответствии с устройством плавного пуска; ② Загрузка информации о состоянии устройства плавного пуска в область памяти в режиме реального времени с помощью промышленного управляющего компьютера; ③ Подготовка различных собственных условий в виде кодовых слов состояния, которые могут быть немедленно загружены в промышленный управляющий компьютер. 2.2 Метод управления и весь процесс приправы. На основе анализа характеристик всего процесса приправы было установлено, что весь процесс приправы имеет следующие особенности: (1) Измеряемая цель представляет собой односторонне необратимую системную программу. Отсутствует возможность возврата сырья на конвейерную ленту из дозирующей машины.

(2) Имеет значительную задержку по времени. Когда степень приправы достигает заданного значения, ПЛК управляет двигателем, чтобы остановить подачу сырья. В это время на конвейерной ленте остается некоторое количество сырья, которое нельзя приобрести, поэтому программное обеспечение системы имеет значительную задержку по времени. (3) Управляемой особенностью является возможность переключения источника питания.

Операции запуска и остановки системного программного обеспечения представляют собой переключающие величины. (4) Автоматическая система дозирования является линейной во всех нормальных рабочих зонах. Поэтому мы учитываем использование таких методов управления, как быстрая, медленная скорость и ранняя передача команды завершения подачи, а также использование технологии самоблокировки и блокировки ПЛК для обеспечения плавного развития процесса приправы.

После запуска системного программного обеспечения промышленный управляющий компьютер передает сигнал данных о начале подачи на ПЛК, и ПЛК управляет устройством плавного пуска, приводя в действие двигатель для быстрого начала подачи. Кроме того, сервер промышленной автоматизации непрерывно загружает информацию о весовых данных многоголовочных весов по последовательной связи. Когда значение чистого веса приближается к заданному значению, сервер промышленной автоматизации передает код управления для прекращения подачи на ПЛК. В это время ПЛК управляет устройством плавного пуска для осуществления медленной подачи, а заданное значение и конкретная подача могут быть определены заранее в соответствии с остатками сырья в трансмиссионной системе. При ошибке и наличии остатков сырья в трансмиссионной системе ПЛК фактически отправляет команду на завершение, которая выполняется устройством плавного пуска, а затем управляет двигателем для его выключения. Этапы показаны на рисунке 1. Программное обеспечение автоматической системы дозирования 3 Разработка программного обеспечения сервера промышленной автоматизации Ключевые ежедневные задачи промышленного управляющего компьютера следующие: (1) Отображение анимационной информации о всем процессе приправы.

(2) Отправить управляющий код на ПЛК и загрузить операции ПЛК. (3) Загрузить сигнал данных взвешивания на многоголовочные весы, отобразить значение взвешивания на экране дисплея и отправить команду на ПЛК в соответствии с информацией о данных взвешивания. (4) Запрос к базе данных и создание формы, сохранение информации о данных приправ, копирование формы.

(5) Улучшение и модификация секретного рецепта. (6) Другие функции, такие как вспомогательная сигнализация о распространенных неисправностях приправы. 3.1 Дизайн страницы программного обеспечения для мобильного телефона для приправы. Схема проектирования конфигурации промышленного сенсорного экрана Longchuanqiao для приложения промышленного управления. Конфигурация системы промышленного управления фактически представляет собой платформу разработки программного обеспечения, которую заказчики могут разрабатывать в соответствии со своими потребностями.

Мы можем разработать и спроектировать удобный промышленный сенсорный экран для всех систем видеонаблюдения на сервисной платформе в соответствии с технологическими нормами обработки, и оператор сможет взаимодействовать с оборудованием и механизмами на объекте в режиме реального времени через эту страницу. Программное обеспечение для мобильных телефонов Longchuanqiao представляет собой конфигурацию промышленного управления и автоматизации HMI/SCADA, которая предоставляет инструмент разработки с интегрированным соотношением сторон и визуализацией данных. Это программное обеспечение обладает следующими характеристиками: (1) Различные коммуникационные функции.

Конфигурация моста Лунчуань [3] подходит для следующих функций связи: 1) Подходит для последовательных методов связи, таких как RS232, RS422 и RS485, а также для таких методов, как ретрансляция, телефонный набор, телефонный опрос и набор номера. 2) Связь через интерфейс Ethernet также применима к интерфейсу Ethernet кабельного телевидения и интерфейсу Ethernet беспроводной сети. 3) Программное обеспечение драйверов всех машин и оборудования применимо к спецификациям GPRS, CDMA, GSM и другим спецификациям мобильного интернета.

(2) Удобное программное обеспечение для разработки и проектирования. Разнообразие компонентов и элементов управления формирует мощное программное обеспечение для разработки и проектирования HMI; улучшенные цветовые эффекты подключения и асимптотические цветовые эффекты решают проблему, исходящую из источника, заключающуюся в том, что во многих аналогичных программах для мобильных телефонов используется слишком много цветовых эффектов подключения и асимптотических цветов, что является серьезной угрозой для обновления интерфейса. Высокоскоростная и высокоэффективная работа программного обеспечения системы; больше форм векторных подграфов материалов делают создание интерфейса инженерного проекта более удобным; демонстрирует метод объектно-ориентированного мышления, встроенные косвенные независимые переменные, промежуточные переменные, независимые переменные для запросов к базе данных, применимость к пользовательским функциям и пользовательским заказам. (3) Открытость.

Открытость конфигурации Longchuan Bridge проявляется главным образом в следующих аспектах: 1) Использование Excel для просмотра запросов к базе данных с помощью VBA. 2) Программное обеспечение для мобильных телефонов представляет собой открытую системную архитектуру, полностью совместимую со спецификациями DDE, OPC, ODBC/SQL, AcTiveX и DNA. Оно предоставляет внешние сокеты для просмотра данных в различных формах, таких как OLE, COM/DCOM, динамически подключаемые библиотеки и т. д., что удобно для клиентов, использующих различные распространенные среды разработки (например, VC++, VB и т. д.) для проведения углубленной вторичной разработки.

3) Системная архитектура программного обеспечения драйвера ввода-вывода конфигурации Longchuan Bridge имеет открытую структуру, часть исходного кода его сокетов полностью опубликована, и клиенты могут самостоятельно разрабатывать программное обеспечение драйвера. (4) Функция запросов к базе данных. Конфигурация Longchuan Bridge включает в себя базу данных временных рядов, и в нее встроены различные функциональные блоки для методов обработки и хранения данных, которые могут выполнять суммирование, статистический анализ, манипуляции, линеаризацию и т. д. (5) Применимо к различным машинам, оборудованию и системным шинам.

Он подходит для ПЛК, контроллеров, многофункциональных приборов, мобильных интеллектуальных терминалов и интеллектуальных модулей управления, производимых самыми известными мировыми производителями; кроме того, он также подходит для стандартных компьютерных интерфейсов, таких как Profibus, Can, LonWorks и Modbus. 3.2 Уровень ввода/вывода системы конфигурации моста Лунчуань использует точки базы данных временных рядов для обозначения точек ввода/вывода. После анализа выяснилось, что программное обеспечение системы должно иметь три точки ввода/вывода, а две опорные точки данных используются для управления запуском и остановкой двигателя в соответствии с ПЛК. Поэтому информационное соединение данных этих двух точек выбирается в качестве двух входов/выходов данных ПЛК. Выход.

Точка моделирования используется для представления данных в реальном времени, загружаемых с многоголовочных весов, поэтому информация о данных в этой точке связана с точными измерениями многоголовочных весов. 4. Проектирование коммуникационного программирования. Проектирование коммуникационного программирования включает три части: первая часть — это связь между сервером и ПЛК; вторая часть — это связь между сервером и многоголовочными весами; третья часть — это связь между ПЛК и устройством плавного пуска. 4.1 Конфигурация связи между сервером и ПЛК обычно осуществляется с помощью популярного программного обеспечения драйвера ПЛК. Сначала в конфигурации моста Лунчуань создается новая виртуальная машина ПЛК. Модель и характеристики виртуальной машины должны соответствовать реальному применению. Модели и характеристики ПЛК должны совпадать. Если требуемые характеристики модели ПЛК не могут быть найдены в конфигурации, производитель программного обеспечения для мобильных телефонов может получить разрешение на разработку и проектирование нового драйвера ПЛК этого типа и характеристик совершенно бесплатно.

Виртуальная машина используется для проецирования реального оборудования. В данном случае используется ПЛК SimensS7-300, а сервер настроен на связь с ПЛК по последовательному интерфейсу. 1.4.2 Связь между сервером и многоголовочными весами. Для многоголовочных весов мы используем весы от компании Hangzhou Sifang. Для обеспечения качественной связи между панелью управления и системой конфигурации мы специально поручили компании Longchuanqiao Enterprise разработку программного обеспечения драйвера для панели управления. Прежде всего, мы выбираем необходимый тип оборудования из каталога настроенных драйверов, создаем для этого типа виртуальную машину, проецирующую реальные многоголовочные весы, а затем устанавливаем номер порта связи между панелью управления и компьютером, а также протоколы связи.

4.3 Связь между ПЛК и устройством плавного пуска. В связи с разнообразием сырья в цехе по производству приправ, для удобства работы с приправами мы установили несколько конвейерных лент. Поэтому один ПЛК автоматической системы дозирования должен быть подключен к нескольким устройствам плавного пуска. Для связи между ПЛК и устройством плавного пуска используется шина Profibus. В устройство плавного пуска вставляется специальный модуль управления связью Profibus, задается подробный адрес подчиненной станции устройства, а затем осуществляется подключение контроллера к ПЛК по радиочастоте Profibus. ПЛК в соответствии с программным обеспечением осуществляет передачу и прием сообщений на устройство плавного пуска, отправляет на него командное слово и загружает из него сообщение состояния. В качестве доменного имени Profibus используется CPU315-3DP, и каждое устройство плавного пуска, взаимодействующее с этим доменным именем, рассматривается как подчиненная станция Profibus.

В процессе связи доменное имя выбирает ведомую станцию ​​для передачи данных в соответствии с подробным идентификатором адреса в формате коммуникационного сообщения. Сама ведомая станция не может активно передавать данные, и каждая ведомая станция не может немедленно осуществлять передачу информационного содержимого. Модели и характеристики устройств плавного пуска, используемые в системном программном обеспечении, относятся к серии Siemens MicroMaster430 [4].

Ключевой момент связи между ПЛК и устройством плавного пуска включает в себя два определения. Первое — это формат сообщения данных, а второе — это слово управления и слово состояния. (1) Формат сообщения связи.

Формат каждого сообщения начинается с идентификатора STX, затем указывается длина LGE и количество байтов подробного адреса ADR, за которым следует идентификатор выбранной информации данных. Формат сообщения заканчивается идентификатором BCC блока информации данных. Ключевые имена полей выражаются следующим образом: поле STX — это однобайтовый ASCII-идентификатор (02hex), указывающий начало содержимого сообщения. Область LGE — это байт, указывающий количество байтов, за которыми следует содержимое этой информации. Область ADR — это один байт, представляющий собой подробный адрес узла станции (т.е., устройства плавного пуска).

Область BCC представляет собой контрольную сумму длиной в один байт, используемую для проверки достоверности содержимого информации. Она представляет собой общее количество байтов перед BCC в содержимом сообщения, вычисленное с помощью операции «XOR» с результатом вычисления. Если содержимое информации, полученное программным стартером, недействительно согласно результату вычисления контрольной суммы, оно отбрасывается, и ответный сигнал данных не отправляется доменному имени.

(2) Слово управления и слово состояния. ПЛК может считывать и записывать значение переменной плавного пускателя в соответствии с областью PKW плавного пускателя, а затем изменять или управлять рабочим состоянием плавного пускателя. В этом системном программном обеспечении ПЛК считывает информацию из этой области и помещает ее в специальную область информации для просмотра промышленным управляющим компьютером, а результат просмотра отображается на промышленном управляющем компьютере.

5 Результаты. Программное обеспечение системы выполнило необходимые ежедневные задачи по автоматическому дозированию благодаря взаимодействию промышленного управляющего компьютера, ПЛК и устройства плавного пуска. Программное обеспечение системы поставляется и используется с мая 2008 года. Ежедневный вес дозируемой партии составляет 100 тонн, выполняется 10 секретных рецептов. Система позволяет не только отображать информацию о рабочем состоянии в режиме реального времени, но и показывать изменения и обновления функций секретных рецептов; она имеет подробные инструкции по эксплуатации, работает плавно и надежно, промышленный сенсорный экран выглядит красиво и элегантно, а фактическое управление удобно. Кроме того, программное обеспечение системы разработано с учетом возможности конфигурационного развития, что обеспечивает удобство последующих обновлений.

Автор: Smartweigh– Производители многоголовочных весовых устройств

Автор: Smartweigh– Линейный весовой коэффициент

Автор: Smartweigh– Линейный весовой упаковочный автомат

Автор: Smartweigh– Многоголовочный весовой упаковочный автомат

Автор: Smartweigh– Поддон Денестер

Автор: Smartweigh– Машина для упаковки в блистеры

Автор: Smartweigh– Комбинированный весовой коэффициент

Автор: Smartweigh– Упаковочная машина для дойпаков

Автор: Smartweigh– Машина для упаковки готовых пакетов

Автор: Smartweigh– Роторная упаковочная машина

Автор: Smartweigh– Вертикальная упаковочная машина

Автор: Smartweigh– Упаковочная машина VFFS