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| 自動灌裝機以太網(wǎng)工控機控制系統(tǒng) | 2020-01-27 |
| 文摘:在化工液體灌裝行業(yè)中，具有液體混合控制的自動灌裝機應(yīng)用廣泛。自動灌裝機由稱重儀表、液位稱重模塊的低壓執(zhí)行電機等控制，由反應(yīng)罐液位開關(guān)、泵、攪拌電機、出料氣動球閥、成品儲液罐等組成。自動灌裝機的發(fā)展相對成熟，具體區(qū)別在于對控制過程的不同要求。為了便于自動灌裝機控制，液體灌裝機討論了如何利用以太網(wǎng)軟件設(shè)計上位機部分，采集和顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)分布式信息的同步更新和自動配料系統(tǒng)。 在該自動灌裝機中，控制的核心部分是西門子S7-200稱重儀表。以太網(wǎng)開發(fā)自動灌裝機自動配料系統(tǒng)。工控機負(fù)責(zé)采集輸入信號，經(jīng)程序處理后向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送控制命令。稱重儀表和上位機通過通信電纜連接。當(dāng)輸入信號傳輸?shù)椒Q重儀表時，PC機也會通過以太網(wǎng)獲得數(shù)據(jù)并同步顯示。 為了進(jìn)一步降低一線人員的操作難度，可以考慮用觸摸屏代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制按鈕。這里的討論屬于遠(yuǎn)程控制模式，即在組態(tài)軟件界面上自動灌裝機生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的操作。 工藝流程和控制要求簡介； 自動灌裝機的1-3號液體泵分別為液體反應(yīng)罐提供三種不同的液體。液體注入過程分為三個液位:低、中和高。在實際應(yīng)用中，液位稱重模塊的數(shù)量和高低位置可以根據(jù)不同的工藝要求隨時改變。攪拌罐負(fù)責(zé)填充三種液體，排放氣動球閥將混合液體排放到成品反應(yīng)罐中并關(guān)閉。當(dāng)材料反應(yīng)罐中的液位極低時，設(shè)置30秒的延遲以排空液體材料。當(dāng)排放氣動球閥關(guān)閉時，1液體泵啟動，為液體反應(yīng)罐提供液體。當(dāng)液體達(dá)到低液位時，1液體泵停止，2液體泵啟動，將第二液體注入液體反應(yīng)罐。當(dāng)液位達(dá)到中等液位時，停止2料泵，啟動3料泵，加注第三種液體。 當(dāng)液體達(dá)到高液位時，停止3液體泵并啟動攪拌電機。攪拌罐先向前攪拌一段時間，然后反向攪拌，循環(huán)n次后停止。打開液體氣動球閥，通過液位稱重模塊的信息獲取出料信息，液位降至后再延遲30秒，使液體反應(yīng)罐排空，等待下一個循環(huán)。 由于液體灌裝機是由電力驅(qū)動的，所以在自動灌裝機的設(shè)計中必須考慮停電因素造成的中斷。當(dāng)停電異常時，應(yīng)手動排空反應(yīng)罐中的液體。如果自動灌裝機因其他因素而中斷，自動灌裝機應(yīng)具有記憶功能。液體自動灌裝機的設(shè)計采用手動和自動控制方案。手動控制主要用于應(yīng)急處理和過程調(diào)試，這在配置界面中沒有涉及。自動控制的核心單元是稱重儀表，由組態(tài)界面和其他執(zhí)行器組成。故障情況包括液體泵電機和攪拌罐電機過載以及各種緊急停機。此時，狀態(tài)指示燈將以1赫茲的頻率閃爍，并發(fā)出報警聲音信號。直到故障消除，報警狀態(tài)才會停止。 配置設(shè)計 畫面設(shè)置:初始畫面、設(shè)備狀態(tài)畫面、用戶操作面板、報警畫面、啟動時顯示混合電機和液位實時變化的圖形。建立液體填充顯示窗口，建立數(shù)據(jù)庫變量并完成屬性定義。通過屬性定義、空間、策略等手段，完成動態(tài)圖片的設(shè)計，設(shè)置數(shù)據(jù)變量的保存屬性，建立數(shù)據(jù)查詢和曲線瀏覽。建立外部設(shè)備的通信連接和參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理功能。 工控機程序由三部分組成:主程序部分，主要負(fù)責(zé)手動/自動處理流程的選擇、進(jìn)入液位處理子程序的判斷、各種故障狀態(tài)下報警燈的顯示處理以及自動灌裝機的循環(huán)控制；有兩個子例程，即液位處理和自動操作。液位處理子程序主要負(fù)責(zé)通過將收集的液位值信息與設(shè)定值進(jìn)行比較來判斷液體反應(yīng)罐中的液位高度，液位高低信號將決定液體泵的開啟和關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)收集的輸入值超過設(shè)定液位的允許值時，自動灌裝機會自動將其限制在合理的范圍內(nèi)，以避免出現(xiàn)異常情況。自動運行子程序的工作過程是主要部分。當(dāng)沒有其他異常情況，選擇手動狀態(tài)時，自動灌裝機將根據(jù)自動灌裝機工藝流程的要求來回循環(huán)。各部分的數(shù)值將同步顯示在配置界面上，便于控制人員參考和監(jiān)控。 以太網(wǎng)軟件在工業(yè)控制中的應(yīng)用極大地方便了操作人員和工程開發(fā)人員。界面友好，功能*，操作簡單。工程師不再需要專注于編寫上位機的交互界面程序，從而專注于過程的控制和優(yōu)化，提高工業(yè)自動灌裝機的工作效率，節(jié)約開發(fā)和維護(hù)成本。 | |
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