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技术论坛配料系统的组态技术要求

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配料系统的组态技术要求2021-03-15
配料系统的快速性和准确性要求,采用电子秤作为称重系统,采用485总线实现与组态电子秤的通信,S7-200系列具有配方设定、配料控制、配料、报表打印、远程报警等功能,实现了远程监控。实践表明,配料精度高,配料周期短,在实际生产中取得了良好的控制效果。
产品的生产周期和生产自动化程度是影响企业效率的重要因素。针对饲料厂设施陈旧、自动化程度低、配料精度差的缺点,在原有设备的基础上,设计了一种基于电子秤的自动配料系统。采用组态电子秤对生产过程进行远程实时监控,大大提高了可靠性和自动化程度。
配料系统的技术要求
从中可以看出,S1-S20总共有20个配料罐,称重被分成两组,分别是S1-S8和S9-S20,对应于一个称重计量罐。首先,20个物料计量罐中的物料根据某个公式所需的重量进行称重。称重过程中,每组配料罐的下料顺序可以在下料开始前任意设定,每组配料罐分别进行配料。两组配料完成后,打开料罐门,让称重的物料进入H1混合罐进行混合。当称重计量罐B1和B2为空时,罐门自动关闭。材料的混合由时间控制。定时时间的结束表明进料已经完全混合。此时,由混合电机负载电流控制的混合罐门打开,物料通过输送机C1输送到升降机T进行手动包装。在物料开始混合的同时,启动泵M1从计量罐S21中抽取一些液体物料,并添加到混合罐中。
硬件电路设计
总体设计方案整个系统由核心S7-200系列PLCCPU226、称重显示罐TD400C、数字输出扩展EM222、模拟输入EM235、信号调理电路、负载电流、通信模块和PC机组成。
2.1.1负载电流检测电路。由于工厂控制区有一些强有力的电气灌装系统,电磁干扰对配料有很大的影响,所以对液体灌装模拟信号进行滤波是非常必要的。EM235要求输入模拟信号的DC电压在0~100毫伏范围内,而电机的负载电流为220伏/3~10a交流信号。因此,有必要进行交流/DC转换、变换等。整个信号调理电路如下:采用转换比为300∶1的电流互感计量罐,将3-10A的交流大电流转换为10-43mA的小电流;通过单向桥式整流电路将交流电转换成直流电流动;R1和R2将电流信号变为电压信号;选择合适的π滤波电路来滤除一些高频干扰。灌装系统通过Matlab仿真可以看出,利用调理电路可以将220v/3~10a的交流信号在0~100mv内转换成DC电压信号,电压波动不大于0。1mv,完全
满足控制要求。
称重信号检测电路。除了不同的测量范围,用于两个称重计量罐的电路大致相同。以秤1为例,介绍了称重信号的采集和调理电路。由于称重罐的体积相对较大,在称重过程中保持罐的平衡是设计中的关键问题。因此,三个称重模块依次串联,并以等边三角形的形式安装在称重罐的底部。监测单位测量信号是三个称重模块电压的总和。滤波电路的设计与负载电流检测电路的设计相同。实践证明,该安装方法解决了称重计量罐库称重过程中的平衡问题,提高了测量精度。
通信称重模块。虽然只有用电子秤作为配料系统才能完成基本的控制功能,但还不够完善,有一定的局限性。不能直接显示各种运行曲线、当前值和设定值,也不能显示故障报警的原因,也不能保存历史数据、打印报告等。为了解决上述问题,组态可用于形成给定的显示监控单元。由于现场上下位置之间约有200米,可使用RS485完成信号传输。然而,由于PC机的通信接口是RS232接口,在传输前应增加一个232到485总线电平转换。
主电路电路的电气原理,灌装系统有手动和模式。
配料系统设计
在下位机设计中,由于被控对象主要是电机,所以输出信号都是开关信号。根据批量生产的控制过程和被控对象的复杂性,进行输入输出点和输入输出类型统计。为了提高系统的抗干扰性能,数据采集采用了平均滤波算法。值得注意的是,当使用S7-200编程时,当内存变量冗余时,尽可能避免临时变量。
为了避免由于在多个子程序中应用相同的临时变量而引起的程序混乱和由此引起的不可预测的情况。
上位机设计采用北京三维力控公司的力控组态。组态的设计包括屏幕创建和输入输出系统连接、数据库配置和动画连接是四个步骤。当通过力控制监控时,和防爆电子秤之间必须进行数据交换。与力控制交换数据的灌装系统统称为输入输出。输入输出的连接主要包括两部分,即输入输出的建立和连接。建立输入输出的方法是双击力控工程项目中的输入输出配置,在可编程逻辑项目中选择双击S7-200,然后根据向导设置完成配置的建立。要设置的项目主要包括电子秤地址、通信模式(这里选择串口模式)和波特率等。连接输入输出的方法是在数据库配置的输入输出连接项中输入需要与力控制交换数据的可编程逻辑参数地址。然而,值得注意的是,当通过强制控制监控电子秤时,西门子编程必须首先关闭。系统配料过程中秤1的3个配料周期中的数据变化。从图中可以看出,3个循环内部数据的变化基本相同。
强制控制的点数主要是指建立输入输出的变量总数。为了节省系统点数,电子秤中8个连续地址的开关量(1个开关量只占1位)组合成一个字节变量进行传输,上位机在使用时将其分成位变量。
结论
基于电子秤的自动配料系统已在饲料厂投入使用。通过电子秤算法的优化,每种称重材料(约500公斤)的最大误差保持在3公斤以内,完全满足1%的设计要求。一批物料的配料时间约为6分钟,比旧灌装系统快。从系统配料过程中秤1的3个配料周期的数据变化可以看出,系统具有很高的稳定性。因此,该系统满足系统对快速性、稳定性和准确性的要求。该配料系统由电子秤和组态组成,不仅准确实现了整个配料过程,而且通过上层友好的可视化界面实现了对整个配料过程方便快捷的远程监控。此外,当电子秤发生故障时,故障原因也可以通过报警屏幕显示。
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