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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2020-08-27 16:52:58 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
本文設(shè)計(jì)了針對液體物料的自動稱重配料控制系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的在線動態(tài)稱重,通過實(shí)施動態(tài)稱重可以提高系統(tǒng)的精度、系統(tǒng)的可靠性、為系統(tǒng)提供復(fù)雜功能支持。系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試現(xiàn)已投入使用,有效的提高了配料精度和生產(chǎn)效率。
1系統(tǒng)構(gòu)成及配置
1.1系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)有5個(gè)原料罐,1個(gè)稱重罐和1個(gè)攪拌罐,工作時(shí)由電動機(jī)帶動泵向稱重罐依次注入不同原料罐內(nèi)的液體物料,物料的目標(biāo)重量由觸摸屏進(jìn)行設(shè)置,每種原料稱完以后注入攪拌罐,當(dāng)5種原料全部注入攪拌罐以后進(jìn)行攪拌,完成整個(gè)工藝流程。自動稱重配料控制系統(tǒng)由PLC、稱重儀表、觸摸屏和變頻器
等組成,PLC型號為OMRONCP1H-X40DR-A,稱重儀表采用托利多IND236稱重儀表,觸摸屏選用OMRONNP5-MQ000型號,變頻器型號為OMRON3G3MV??刂葡到y(tǒng)以PLC作為主站,IND236稱重儀表作為從站,可以連接多個(gè)IND236稱重儀表作為從站,此次設(shè)計(jì)只采用一臺IND236作為從站即可滿足生產(chǎn)需要,如需要多個(gè)從站需添加PLC的擴(kuò)展模塊[1],控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。
以及稱重狀態(tài)信息,提供給遠(yuǎn)程裝置PLC,數(shù)據(jù)含有17或18個(gè)字節(jié)[2],標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)輸出的格式如圖2所示。
圖2標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)輸出格式
串口通信參數(shù)主要包括端口號、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)位;端口號設(shè)為COM1,并將COM1設(shè)為連續(xù)輸出模式,波特率為9600,數(shù)據(jù)位為8,停止位為1,奇偶校驗(yàn)位為0,其他參數(shù)默認(rèn)。PLC添加通信選件板后,使用OMRONPLC編程軟件CX-P,對PLC進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置,波特率9600,格式8,1,N,模式RS-232C,起始碼設(shè)置0X0002,結(jié)束碼接收字節(jié)18,通信參數(shù)與稱重儀表通信參數(shù)一致。
1.2控制策略
物料進(jìn)料過程中,對稱重罐的沖擊將影響稱重的精度和穩(wěn)定性,為協(xié)調(diào)稱重精度和稱重速度,采用三段速進(jìn)料方式。五種原料依次輪流進(jìn)料,采用一臺變頻器控制五臺電動機(jī),PLC通過輸出開關(guān)量的不同組合控制變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速,實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)料、慢速進(jìn)料和精細(xì)進(jìn)料。在稱重開始時(shí)快速進(jìn)料,當(dāng)達(dá)到快速進(jìn)料預(yù)測給定值W1時(shí),開始慢速進(jìn)料;當(dāng)達(dá)到慢速進(jìn)料預(yù)測給定值W2時(shí),開始精細(xì)進(jìn)料;當(dāng)進(jìn)料總重達(dá)到“目標(biāo)重量-管道料重-允許誤差”時(shí)停止進(jìn)料[3],其中管道料重為電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。
1.3通信設(shè)置
以后,殘留在管道中會繼續(xù)流入稱重罐的料重。W1、W2為目標(biāo)控制系統(tǒng)中PLC與IND236稱重儀表、PLC與觸摸屏間均采用RS232串口通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)采用的OMRONPLC自帶兩個(gè)通信口,選用CP1W-CIF01選件板將COM1、COM2配置成RS232C串行通信口,分別連接IND236稱重儀表和觸摸屏。
IND236稱重儀表支持一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串行端口和一個(gè)可選的串行端口,分別為COM1(主板上的標(biāo)準(zhǔn)串口)和COM2(可選串口)。COM1為IND236儀表的默認(rèn)通信端口,采用RS232通信方式。選用COM1作為通信端口,將COM1設(shè)為連續(xù)輸出模式,以便PLC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。
IND236稱重儀表的連續(xù)輸出模式可以連續(xù)發(fā)送重量數(shù)據(jù)重量的百分比,由實(shí)際測試中取最優(yōu)值,目標(biāo)重量、允許誤差由觸摸屏進(jìn)行設(shè)置。
2程序設(shè)計(jì)
2.1PLC主程序
系統(tǒng)設(shè)有手動和自動兩種工作模式,由控制面板的轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行工作模式切換。手動模式下,按下相應(yīng)的進(jìn)料按鈕,當(dāng)物料達(dá)到觸摸屏設(shè)置的目標(biāo)值時(shí),停止進(jìn)料等待下一種物料的進(jìn)料指令;自動模式下,當(dāng)?shù)谝环N物料到達(dá)目標(biāo)值注入攪拌罐后,接著進(jìn)下一種物料,依次循環(huán)直到最后一種物料。手動和自動模式都需在觸摸屏上設(shè)置物料的目標(biāo)值及其它相關(guān)參數(shù)。
主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。
2.2通信子程序
控制系統(tǒng)程序的核心部分為通信子程序,通信程序設(shè)計(jì)的是否合理直接影響著系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行及配料的精度,下面就通信子程序的設(shè)計(jì)及通信中斷現(xiàn)象做簡要的論述。
自動稱重配料系統(tǒng)中
圖3流程圖
PLC特殊輔助繼電器區(qū)串行端口1再啟動標(biāo)志A526.01置位,串行端口啟動后延時(shí)復(fù)位,串行端口開始接收稱重?cái)?shù)據(jù);接收到的數(shù)據(jù)存儲到PLC的緩沖區(qū),當(dāng)接收完設(shè)置的18個(gè)字節(jié)后,串行端口1接收結(jié)束標(biāo)志A392.14置位,利用PLC的串行端口接收指令RXD讀取緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)并存儲到相應(yīng)的存儲區(qū)中,部分通信子程序如圖5所示。稱重儀表發(fā)送的為ASCII碼重量信息,PLC讀取以后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。
在動態(tài)稱重通信過程中容易出現(xiàn)通信中斷現(xiàn)象,主要是由數(shù)據(jù)溢出造成的。當(dāng)數(shù)據(jù)接收結(jié)束標(biāo)志A392.14為ON時(shí),RXD指令迅速讀出接收數(shù)據(jù),如果這樣繼續(xù)接收數(shù)據(jù)時(shí),當(dāng)超過緩沖區(qū)的容量時(shí),串行端口就為溢出出錯(cuò)狀態(tài),停止接收動作,這時(shí)需要重新啟動串口清除緩沖數(shù)據(jù)恢復(fù)通信[4]。
稱重儀表設(shè)為連續(xù)輸出模式,PLC實(shí)時(shí)讀取重量數(shù)據(jù)并判斷數(shù)據(jù)是否有效,通信子程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。系統(tǒng)啟動以后,
圖4通信子程序流程圖 圖5部分通信子程序
3結(jié)束語
所設(shè)計(jì)的液體物料自動稱重配料控制系統(tǒng)現(xiàn)已投入使用,使得配料精度和生產(chǎn)效率得到大幅度提高,滿足了生產(chǎn)工藝的要求,提高了設(shè)備的可維護(hù)性。
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