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《基于plc和稱重機的自動配料系統(tǒng)設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于plc和稱重機的自動配料系統(tǒng)設(shè)計1引言 在保護(hù)材料生產(chǎn)行業(yè)，配料通常是將原材料按某種比例均勻混合在一起，用以形成一種新的材料，因此配料是這類行業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。在生產(chǎn)過程中，各種原料要嚴(yán)格按比例進(jìn)行均勻混合，就必須靠配料機械來完成，目前工廠一般使用兩種方法，第一種方法采用人工稱重，然后將成比例的各種原材料同時放入配料機中攪拌。另一種方法是自動稱重，自動攪拌。由于很多原始材料為粉狀或顆粒，人工配料時，人體容易吸入粉塵等雜物，導(dǎo)致職業(yè)病出現(xiàn)，增加了生產(chǎn)風(fēng)險和勞動力成本，同時配料品種繁多，數(shù)量巨大，因此人工配料難
2、以現(xiàn)場管理，很容易出現(xiàn)誤配，不但質(zhì)量難以保證，同時也增加了管理成本。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，要求采用準(zhǔn)確、可靠的自動配料系統(tǒng)?！ ?基于PLC、工控機和稱重儀表的配料系統(tǒng) 在河南西峽保護(hù)材料集團(tuán)現(xiàn)有的配料系統(tǒng)中，工人首先將材料運送到稱重車間，稱重完之后，再將材料手動送到配料機上進(jìn)行配料，稱重車間使用了杭州四方的稱重儀表進(jìn)行稱重，通過RS232口和工控主機相連，位于中控室的工控主機負(fù)責(zé)記錄稱重結(jié)果，顯示稱重數(shù)據(jù)，同時，控制人員可以在中控室通過控制電路手動控制配料過程的起停?！ ∵@種方式效率低下，同時，主機上運
3、行的是C語言開發(fā)的DOS程序[1]，可擴性差，人機交互困難，不能完成自動配料的所有要求。為了提高生產(chǎn)率，降低成本，需要采用全自動配料系統(tǒng)?！ ⌒孪到y(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)。以工控機為上位主機，以西門子PLC[2]、變頻器和稱重儀表為下位從機。主機處于主導(dǎo)地位，實現(xiàn)對各從機的通信管理和控制，將工控機的RS-232異步通信口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后與PLC相連，形成上、下位機通信的一個物理通道;將主機的另一個RS-232口和稱重儀表的通信口相連，構(gòu)成第二個物理通道。上位機采用輪詢方式，逐個與從站通信。上位機把任務(wù)規(guī)劃的結(jié)果傳送給PLC，在P
4、LC進(jìn)行控制的過程中，上位機使用上位機連接命令監(jiān)視下位機的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容，實時讀取PLC的內(nèi)部狀態(tài)以及稱重儀表的實時數(shù)據(jù)，在上位機上顯示。 總體上講，系統(tǒng)具有如下功能： ?、偃詣优淞?，在設(shè)定好配方之后，系統(tǒng)自動按照配方稱重配料，無需操作人員干預(yù); ?、诰哂袌蟊砉δ?，可以產(chǎn)生日報表，實時報表和月報表、年報表等; ?、蹌討B(tài)增加和修改報表，系統(tǒng)通過設(shè)定權(quán)限，賦予技術(shù)人員或操作人員修改，增加配方的權(quán)利，同時記錄該次修改的日期和操作人員編號; ?、軘嚯娀謴?fù)功能，系統(tǒng)能夠在突然斷電的情況下，恢復(fù)斷電前的測量記錄; ?、?/p>
5、局域網(wǎng)共享功能，主機在局域網(wǎng)內(nèi)可以共享數(shù)據(jù)，方便車間主管了解工程進(jìn)度和其他情況?！ ?.1系統(tǒng)的組成 整個全自動配料混合系統(tǒng)由工控機、PLC、工業(yè)稱重儀表、變頻器、振動電機、混料機、傳感器、傳送帶等部分組成?！ ∩衔还た貦C提供人機交互界面，完成控制信息輸人、數(shù)據(jù)管理、進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、存儲、統(tǒng)計和報表等功能，上位機采用IPC810工控機，它的主要工作如下：工控主機首先根據(jù)操作人員的指令，讀取某個編號的配方，然后，根據(jù)配方中配料的比例及先后順序，向PLC發(fā)出開始配料的指令，使得PLC能夠起動特定的變頻器。在配料過程中，工
6、控主機以輪詢的方式，一方面實時讀取PLC的狀態(tài)字，了解PLC及PLC下級設(shè)備的運行狀態(tài);另一方面實時讀取安裝在配料機上的稱重儀表的稱重數(shù)據(jù)，按照配料策略，當(dāng)稱重接近配方中的設(shè)定值時，主機向PLC發(fā)出停止本次配料的指令。當(dāng)一個配方上的所有材料都配完后，整個配料過程暫停，等待操作人員的指令。 系統(tǒng)運行過程中，PLC與上位機實時通信，從而保證界面上顯示的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)的一致性，操作人員在上位機上發(fā)出的操作命令和設(shè)定參數(shù)都可以實時送到PLC，PLC的主要工作有：①接收上位機發(fā)送來的命令，通過變頻器控制振動電機的起、停和
7、快慢;②將變頻器的運行狀態(tài)實時寫入內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，供工控機讀取;③將自身的各種狀態(tài)以狀態(tài)字的形式準(zhǔn)備好，共工控機實時讀取?！ ?.2控制策略及配料過程 通過對配料過程的特點進(jìn)行分析，得到配料過程具有如下特點： (1)被控對象是單向的不可逆系統(tǒng)。原料沒有辦法從配料機中重新回到傳送帶上。 (2)具有明顯的時滯性。當(dāng)配料達(dá)到設(shè)定值時，PLC控制電機停止傳送原料，這時傳送帶上具有部分原料無法回收，所以系統(tǒng)具有明顯的時滯性。 (3)受控特性是開關(guān)性的。系統(tǒng)的起、?？刂频榷际情_關(guān)量?！ ?4)配料系統(tǒng)在正常工作區(qū)內(nèi)是線性的。
8、 因此，我們考慮采用快速、慢速、提前發(fā)出停止加料指令等控制策略，同時利用PLC的互鎖技術(shù)確保配料的順利進(jìn)行。系統(tǒng)起動后，工控機向PLC發(fā)出開始加料信號，PLC控制變頻器驅(qū)動電機進(jìn)行快速加料，同時，工控主機通過串口持續(xù)不斷的讀取稱重儀表的稱重數(shù)據(jù)，當(dāng)重量值接近設(shè)定值時，工控主機向PLC發(fā)出停止加料的控制指令，此時，PLC控制變頻器進(jìn)行慢加，通過
