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    稱重設備于自動配比控制系統中的應用介紹

    發布時間:2019-08-13 19:08:00 |來源:中國知網

    1 自動配比控制系統綜述

           全集成自動化(Totally Integraded Automation)是面向通用控制系統的一種控制理念,西門子公司自九十年代中期提出以后,在現代自動化控制領域所占地位日漸上升,已逐步取代傳統的控制理念。傳統的控制系統,根據被控對象的不同,可分為兩類:針對邏輯控制的電氣控制和面向連續生產的過程控制,電氣控制處理的是各離散量之間的邏輯關系,一般采用可編程控制器(PLC)實現控制,而過程控制主要是各模擬量的檢測與控制,一般采用各種氣動儀表和電動儀表,隨著計算機技術及大規模集成電路的普及,比較大的控制系統采用集散控制系統(DCS)。這兩類控制之間有不同的控制思路和技術內容,在控制系統要求既有邏輯控制,又有模擬控制的情況下,兩者不能很好的協調,不能實現各種數據之間的統一通訊,對企業來說,既增加了設備維護的困難,又增大了設備投入。西門子公司的wincc組態軟件在全集成自動化控制系統(TIA)中是一個功能強大的全面開放的監控系統,此軟件支持Microsoft公司的Windows環境,具有ODBC、OLE、OPC等標準接口,數據庫采用SyBASE,兼容性好,適合應用于汽車、化工、冶金、環保、輕工、食品、制藥等行業,在具有稱重設備的自動配比控制系統中的應用更廣泛。

    1.1系統組成及硬件設計

    自動配比控制在連續的自動化生產中有非常重要的作用,在連續生產的過程中,要求在保證生產連續正常的情況下,實現降耗提量的目的,這就需要準確的對涉及到的各種參數(包括離散量和模擬量)進行檢測,通過編程組態,實現工藝上的控制要求。

    全集成自動化控制系統(TIA)基于先進的個人計算機技術,操作員站(上位機)采用界面友好,功能強大的WINCC組態平臺,通過過程現場總線(MPI)與具有可實現邏輯控制、模擬量控制雙重功能的可編程控制器(PLC)進行通訊,PLC通過過程現場總線Profibus協議,與遵循Profibus通訊協議的稱重設備進行數據交換。

    全集成自動化控制系統(TIA)的工控機,為確保自動配比控制系統的可靠運行,其配置最低為:PⅢ處理器,1GHZ主頻,256M內存,20G硬盤,以及光驅、軟驅、鍵盤、鼠標等,操作系統最低為windows98,必須裝載OFFICE98以上軟件。其下位機選用西門子公司帶導軌的模塊化的可編程控制器PLC,因需要與上位機和稱重設備進行數據通訊,所以可編程控制器的CPU模塊必須具有兩個Profibus-DP口通訊接口,根據控制的實際情況,配置相應的輸入和輸出模塊。稱重設備包括稱重變送器、稱重傳感器、稱重執行機構??珊嬃靠刂浦鳈C(上位機)、稱重軟件(計量軟件/控制軟件)、plc稱重控制儀表、稱重傳感器 、稱量倉(也稱作斗式秤、倉式秤,方式可以是增量秤和減量秤)。

    操作員站wincc監控界面做自動配比控制系統的上位機,通過MPI現場總線,與可編程控制器PLC的通訊接口Profibus-DP口經由通訊電纜相連,可編程控制器PLC的另外一個通訊接口Profibus-DP口也通過通訊電纜與具有 Profibus-DP口 , 遵 循 Profibus通 訊 規 約 的 稱重設備 的 二 次 儀 表Parther連接,稱重設備之間的通訊由于其二次儀表遵循Profibus通訊規約,所以通過過程現場總線(MPI),其相互之間與編程控制器可以實現數據之間的通訊??删幊炭刂破鱌LC通過Profibus-DP通訊接口接收稱重設備的二次儀表傳送過來的重量信號,在中央處理器CPU模塊中,通過軟件編程,將稱重設備的重量的數字量信號轉化為模擬量信號,再進行必要的軟件設計,就可以將重量信號轉化為流量信號。

    1.2 軟件設計

    利用稱重設備采集流量信號的自動配比控制系統的軟件設計技術難點在于重量信號向流量信號的轉化,西門子公司的可編程控制器PLC具有數據運算和PID調節的功能,稱重設備的二次儀表Parther能準確的即時檢測重量信號,這就確保了流量信號的準確測量。

    利用稱重設備采集流量信號的自動配比控制系統的軟件設計主要分階段:軟件總體思路確定、軟件設計編程與調試、水試和生產試運行。

    1)軟件總體思路確定。根據工藝流程和控制條件,確定需要檢測和控制的工藝參數,各被控制參數之間的關聯和互鎖,在此基礎上,根據原理圖,統計所需的數字量輸入、輸出以及模擬量輸入、輸出的地址,確定重量信號轉化為流量信號的設計思路,以及PID控制回路的設計方案,畫出總體程序流程圖和中斷子程序流程圖。

    2)軟件設計編程與調試。根據所確定的設計思路,編寫上位機監控軟件和下位機控制軟件,進行上位機和下位機軟件之間的Profibus通訊協議設置,在此基礎上,對所編寫的軟件進行初步調試,進一步細化控制條件,優化控制軟件的質量。

    3)水試和生產試運行。程序編寫、初步調試以后,在現場首先進行水試,修正所出現的問題,進行反復的水試修正,直到所編寫的軟件滿足現場工況條件的要求。在水試完成以后,生產投入試運行階段,進一步修正實際生產中所遇到的問題,使上位機監控軟件和下位機控制軟件與生產現場的實際情況相符。

    2 稱重設備在自動配比控制系統應用經驗

          利用可遠傳的稱重設備,將重量信號采集到控制系統,經過程序設計,轉化為流量信號,來代替流量計,在現代控制理論中,是一個先進的控制理念,在某些特殊的生產工況條件下,是一先進的控制方案。在生產實踐中,針對不同工藝條件的工況,設計的帶稱重設備的自動配比控制系統,其穩定性、連續可靠性都取得了滿意的效果,系統運行正常,實現了各原料之間的準確配比,達到了工藝所提出的節能降耗,提高產品質量的控制要求。

    作者:羅 玲   樊慶華

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