全自动配料控制系统.doc

全自动配料控制系统

　一、概述
　　 随着科学技术的日新月异，生产过程自动化程度要求越来越高，原有的生产配料装置远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产必须面临的重大问题。
　　 目前电子称重配料控制系统已广泛应用于建材、化工、冶金等多种行业中。它集自动控制技术、计量技术、传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化系统；具有重量值数字显示、过程画面动态显示、配方修改管理、配料速度快、控制精度高等优点，采用上位计算机完全屏上控制系统，具有配料数据自动存储、配料过程清单查询和班、日、月、年报表统计及打印等功能。
　　 系统采用开放的控制方式，兼容性强，开放的数据库。通过以太网可接入厂级局域网，可实现管控一体化。

　　二、配料系统主要功能说明
　　1、 实现手动操作和自动控制配料功能；
　　2、 美观实用的生产过程动态模拟，能显示实时的工作状态和每种物料的目标重量、实际重量及误差值；
　　3、 存贮配方预置，可随时进行配方调用、修改、删除和查询；　
　 4、 在配料过程中，具有缺料自动报警，并可在线人工更换装有相同物料的仓号；
　　5、 具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能；
　　6、 采用工业计算机作为上位机监控系统，配以WINCC监控组态软件，保证系统的稳定性、可靠性、长期性。
　　7、 整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便；
　　8、 可实现远程管理，控制室的计算机可与总经理室的计算机联网。总经理室内可实时查看生产情况和生产报表。
　　9、 采用变频器控制下料，可提高配料精度，从而提高产品的质量和稳定性。

　　三、部分功能操作说明

　　1、手动/自动控制
　　 配料系统画面设有工作状态显示，在不配料或配料暂停状态下，可以人工随意地开启配料绞龙，但每次只能开启一台绞龙。在画面上只需鼠标点击对应的料仓下料绞龙电机，弹出对话框，即可操作电机开/停。在配料过程中，手动操作无效。

　　2、物料定义
　　 点击[物料定义]按钮，打开物料定义画面，按照所有配方原料名进行填写，便于耗料统计。

　　3、配方设置
　　 在配料之前，必须进行配方设置，点击[配方设置]按钮，弹出配方设置画面。配方设置画面有下列几个参数填写：
　　仓号：装有待配料的原料仓编号；在配料控制中，系统自动根据选定仓号打开电机绞龙 进行配料。
　　物料名：填写对应仓号的原料名称，可以是中文、英文或数字等，但必须与[物料定义]表中名称一致。
　　目标重量值：配方中各种原料所需达到的重量值(Kg)，也可以说理论值。
　　快加提前量：也就是变频量，启动时，变频器快速加料，当该仓的实际重量距离目标设定重量还剩此值时，变频器由高频变为低频，进入慢速配料状态。该值的大小根据实际调整，太大，会降低配料速度；太小，容易过冲，从而降低配料精度。
　　慢加提前量：也就是落差值，配料绞龙停止时落到秤斗中的物料值。该值的大小根据实际调整，太大，会使配料实际重量值偏少；太小，会使配料实际重量值偏多。
　　4、选择配方
　　 点击[选择配方]按钮，弹出预先设置的配方名，选择所需要配料的配方名，按[确认]即可。
　　5、调入配方
　　 点击[调入配方]按钮，弹出输入配方名对话框，人工输入所需要配料的配方名，按[确认]即可。
　　6、保存配方
　　 当配方修改后，需要保存到当前配方名或另存为其它配方名，点击[保存配方]按钮，弹出输入配方名对话框，初始值为当前配方名，按[确认]即可保存到当前配方名；如另存为其它配方，人工输入配方名，按[确认]即可另存为其它配方名。
　　7、删除配方
　　 点击[删除配方]按钮，弹出确认提示对话框，按[确认]即可删除当前显示的配方号。
　　8、下载配方
　　 点击[下载配方]按钮，即可将当前选择的配方参数下载到PLC，提示显示“配方已下载……”。配料生产前，都要下载所选配方名参数，否则系统按上一次的配方配料。
　　9、参数设置
　　 配方设置完后，需要设置配料控制参数。点击[参数设置]按钮，打开控制参数设置画面，按生产要求设置参数：

　　生产批量：设置当前要自动配料次数。
　　混合时间：设置配料需搅拌混合时间值，有添加剂时以接收到添加结束应答信号开始计时，无添加剂时以放料秤门关到位时开始计时。
　　混合机放料时间：混合机开门卸料时间，即从接收到开门到位信号开始计时，时间结束即自动关闭料门。
　　发添加信号时重量值：即卸料后重量值小于等于设定值时，发出添加小料信号。当设定值为零时，表示无添加加入；设定值不为零时，则通知现场加添加剂。
　　配料秤开门报警时间：即从发出卸料信号时开始计时，当达到设定时间，即发出卸料故障报警。
　　小料添加延迟时间：即从发出添加信号开始计时，当达到设定时间，即发出“小料添加无应答！”报警提示。
　　零点附近值：即卸料后重量值小于设定值时，即视为零值，表示卸料结束，发出关闭卸料门。当设定值太大，容易导致卸料不完全就关闭料门；当设定值太小，则常常因为秤量斗内壁粘料而不能自动关门，导致卸料故障报警。
　　配料顺序：设置当前生产配方的下料顺序。设定值为“0”，表示该仓号物料不参与配料。
　　10、中途退出
　　 当所设定的生产批量尚未完成，但又需要终止当前配方号的配料，按[中途退出]按钮，按提示确认，系统配完当前批次，即可自动退出，并提示配料已完成。
　　11、缺料换仓
　　 当配料过程中，该仓号物料已配完，系统自动提示缺料报警。按[缺料换仓]按钮，弹出对话框，输入需更换的仓号，确定，再按[清故障]按钮，即可完成换仓，并进入自动配料状态。注：换仓后，须更改配料顺序。将缺料仓设为0，新更换的仓号设为与原来的顺序一致，便于报表统计。
　　12、实时显示每批配料过程数据，如每种物料的目标值、实际值、误差值和总计值等。
　　13、按配方号、日期、班次等查询生产过程清单，便于了解生产情况和分析故障。

　　14、日统计报告清单
　　 可按配方号、日期、班次等查询。查询结果显示当日生产总批量，所需物料和生产总量的理论值、实际值、误差值；同时显示当前查询配方号或班次的生产总批次和耗料清单等，可进行页面设置、报　　15、日报表查询
　　 可查询当天及以前的原料消耗及产量日报表，便于生产统计和管理，可进行页面设置、报表预览和报表打印

　　四、控制系统配置方案
　　1、上位机单元
　　（1）硬件
　　 上位机采用高品质的研华工控机：机箱IPC-610P，主板PCA-6003V，PⅢ/1G，256M内存，52X光驱，80GHDD硬盘，17彩色显示器，USB/COM 通信接口。
　　（2）软件
　　 采用西门子WinCC组态软件。它以WINDOWS中文操作系统作为其操作平台，充分利用WINDOWS功能，图形界面较好。它能与PLC进行通讯，可读取I/O状态，发送I/O指令，具有报警、故障查询及打印功能。组态画面真实反映实时状态;工程设定及配方输入多样，适应工况能力较强。而且软件设有不同的访问权限，可让不同权限的人操作不同的内容。
　　（3）软件开发
　　 PLC控制程序设计，监控组态软件及统计报表设计。
　　2、下位机单元
　　（1）可编程控制器
　　 采用西门子公司生产的可编程控制器S7-300系列，配置通信模块，根据实际控制要求，配置不同型号。
　　（2）变频器及电气控制组件
　　 采用三菱公司生产的变频控制器E540系列，根据实际控制电机功率要求，配置不同型号。电气器件采用施耐德公司产品。
　　（3）称重传感器及称重仪表（如厂家原本已配有，为改造项目，可不选）
　　　　3、触摸屏（可选件）
　　 可代替上位计算机，进行配料流程显示、配方管理、系统操作等。因存储空间少，不能存储配料数据，没有报表查询、打印等功能。

　　五、结束语
　　 PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器，实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度。
　　本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理，通过投产使用取得了良好的经济效益。