| PLC、工控機和電腦計量的配料系統 | 2020-01-15 |
| 0前言 我公司在成品油漆生產中，為了提高油漆質量及工業液體的利用率，經過調研、論證，決定在混合材中添加一定比例的低品位助劑。為實現該項目，公司新增了一套由2臺輸送管道組成的配料秤，用來控制液體和助劑的配比。 1系統組成 配料秤系統主要由工控機、PLC、變頻器、電腦積算器等組成。具體配置情況如下： 1.1工控機 作為該系統的上位機，釆用的是研華工控機，配置為:P42.1G,內存256M,硬盤60G.17寸純平顯示器。操作系統是Windows2000o 1.2PLC控制系統 釆用西門子S7-200系列中的CPU222,屬于小型PLC,但其指令功能非常豐富,能完成各種復雜控制功能。它具有8輸入/6輸出，共14個數字量I/O點。在該項目中擴展了1塊模擬量輸出模塊EM232CN,該模塊具有2個輸出通道。PLC接線圖見圖1。 1.3電腦積算器 電腦積算器是一種稱重儀表，項目中使用的型號為4650（以下簡稱465D）,由上海某公司開發，能同時顯示累計量、瞬時流量等數據，具有參數設定、自動標定、速度設定、自動調零、累計操作等功能，還有模擬量4~20mA流量輸出信號、累計量的脈沖輸出信號和故障輸出信號。 1.4變頻器 釆用酉門子系列的MM420型通用型變頻器，功率為4kW,配一個2.2kW電機。 2控制方案的設計 S7-200作為下位機完成主要的控制，工控機作為上位機完成監視、設定功能。在工控機主板上安裝一塊CP5611通信卡，通過MPI電纜連接到PLC上的通訊接口，上位機就能與PLC通信了。將465D儀表的累積量脈沖輸出信號引入到PLC的數字量輸入通道，由PLC進行數據處理，同時PLC接收上位機的控制指令，通過數字量輸出通道控制變頻器的啟停，并通過EM232擴展模塊輸出4~20mA,控制變頻器輸出頻率，從而控制皮帶速度，使液體和助劑的配比達到設定要求。 因PLC的輸入通道要求24V電壓信號，所以需要一臺24V電源。經比較，選用的是西門子LOGO24V電源，它的外形與PLC相仿，便于安裝，且性能穩定。PLC接線圖如圖1所示。 3電氣設計 電氣設計的要求是:處于自動位置時，通過PLC控制。處于手動位置時,通過按鈕啟停，并通過電位器調整變頻器的頻率。電氣控制如圖2所示。兩臺輸送管道的電氣原理圖相同。圖中SA11轉換開關，用于選擇手動/自動。變頻器的5、8端子是輸入通道，導通時啟動變頻器ol0.ll端子定義為運行輸出。當變頻器正常運行時,10.11端子導通。 4軟件設計 4.1上位機的軟件設計 上位機配料系統釆用西門子組態軟件 ProcsV5.2開發，用來完成配料操作及基本數據的顯示。通過主畫面可以進行如下操作： (1)實時顯示瞬時流量值、累計值，顯示配料量、配比值，需要重新計數時，可將累計值清零。 (2)流量趨勢顯示：可顯示實時流量趨勢圖，有無波動可一目了然。還可以査看系統歷史趨勢曲線，了解前一段時間內物料運行的情況。 (3)無料警報顯示:任一條輸送管道發生斷料情況時，對應的指示燈由綠色正常運行狀態變為紅色閃爍報警狀態。提醒操作人員及時上料。 (4)對每臺輸送管道都設有啟停按鈕，可單獨啟停。 4.2PLC程序設計 S7-200控制程序采用STEP-7Micro/Win32V4.0SP3編程軟件開發。包括1個主程序塊，3個子程序塊。主程序流程圖如圖3所示。 (1)初始化。對各累加寄存器清零，調用內部特殊寄存器來觸發PBi和PB2子程序。 (2)流量計算子程序PBM通過累計量脈沖信號,計算出物料流量，引用的公式F=0.01xl0/s,0.01為1個脈沖所代表的重量0.01噸，10代表10個脈沖,s為發生最近10個脈沖所用的時間，以秒為單位。經過換算，可得出標準流量單位(t/h)。根據控制精度的不同，公式中的常量也可以進行適當的調整。 | |
