| 數據采集配料系統在化工中的運用 | 2020-01-21 |
| 1.前言 在化工液體廠，油漆占整個產品制造成本很大的比重，因此準確反映油漆數據，對于測算生產成本顯得極為必要。而目前永新化工液體廠在加料配料系統中，采用人工記錄的方式，統計數據的及時性、真實性、完整性不能得到很好的保證，這種條件下測算出的成本不能如實反映實際消耗，自然無法對降本降耗的攻關方向產生指導性作用。 近年來，隨著PLC和自動控制技術的飛速發展，液體材料陸續對許多工廠進行了自動化自動配料系統改造，以實現底層數據采集和二級配料系統。其中，建設了一個數據采集監控自動配料系統，不僅能如實反映液體車間的油漆生產的情況，而且能實現按反應釜進行自動數據采集，自動記錄下反應釜批號、反應罐號、配料罐名稱、加料時間、加料重量等信息。本文將對自動配料系統的構成，從以下幾個方面進行詳述。 2.自動配料系統硬件組成以及功能需求 2.1硬件組成簡介 本配料系統采用的PLC是西門子S7-300，配有類似于一個小型的DCS自動配料系統，包括數字量輸出／數字量輸入各倆塊，模擬量倆塊，以太網模塊和電源模塊和CPU315模塊等。上位機是一臺工控機，可實現監視管理，并能把采集到的數據自動傳遞給服務器，下層通過PLC完成自動配料計算，并可實現報警控制。S7-300PLC功能*，運行穩定，可以滿足大規模配料系統的要求。 自動配料系統由一套S7-300PLC、一臺工控機（畫面監視）和一臺數據采集服務器組成。其中，工控機（監視機畫面）與PLC之間采用以太網進行連結，并通過以太網總線把數據發送到車間的服務器上。 電子秤的量程范圍為0～3000公斤，輸出信號為4～20MA，由于現場環境惡劣，所以采用了信號隔離器，以確保輸入到PLC信號的穩定。 現場控制電動機的變頻器（日本安川），速度設置為二級，一級采用工頻50HZ-1400r/min，二級設定25HZ-700r/min。用PLC控制二級速度。 2.2功能需求簡介 1)按反應釜進行數據采集，記錄反應釜批號，料斗號，合金名稱，加料時間，加料重量等信息。 2)按倒液體信號進行反應釜批號的自動累加，及時進行人工確認。 3)稱重配料系統數據庫存放到稱重配料系統數據庫中，可以按反應釜，按日，按班，按月等要求進行數據統計和匯總工作。 4)在采集一個反應罐當中，記錄出液體時間，進料時間等信息并生成報表。 3.配料系統軟件功能的實現 3.1PLC編程配料系統軟件 （1）本配料系統軟件采用西門子自帶編程軟件（STEP7V5.2）進行編程，在整個PLC程序中通過組織塊OB1、功能塊FB1、功能FC10、數據塊DB10等來實現合金上料控制和合金數據記錄的目的。 （2）為順利實現數據采集，主要采用的方法有： a.通過控制現場攪拌計量罐電機的接觸器來判斷目前哪個合金計量罐在加料； b.通過控制現場反應釜的行程開關來判斷是否反應釜在加料； c.通過合金防爆地磅數據的變化，來計算并記錄合金加入數據； d.通過S7-300PLC內部功能塊FC10的加減乘除運算，來準確記錄各個反應罐每次加入的合金重量； e.通過S7-300PLC內部功能塊FC10的運算，再將運算結果保存在S7-300PLC內，由DB10數據塊的合金數據和人工界面相聯接，并將數據傳輸到VB的畫面上； f.為保證每反應釜液體PLC內數據的刷新，S7-300PLC程序取電反應釜倒液體結束快回信號，為清除DB10數據塊內上一反應釜的數據，把這一反應釜的數據保存到稱重配料系統數據庫； g.加料時間的記錄。S7-300PLC在現場反應罐電機攪拌的瞬間，取一數字量信號，通過標準功能塊的運用，記錄下開始加料的時間。 （3）自動配料部分：假設操作工在人機畫面發送500公斤數據到PLC中，其中50公斤為精配料（為經驗數據）： a.電子秤上的數據＜0～（500-50）＞公斤時，進行快速配料（工頻50HZ）。通過數字量來設置變頻器。 b.防爆電子秤上的數據＜（500-50）～500＞公斤時，進行精細配料（工頻25HZ）。通過數字量來設置變頻器。 3.2OPC；DCOM （1）服務器配料系統軟件采用西門子配料系統軟件自帶的OPCSERVER，通過一系列硬件配置下載到PLC中。 （2）客戶端（工控機）通過DCOM來訪問OPCSERVER中的點。（如圖3所示）。 （3）OPC是用于過程控制的OLE的簡稱，稱重配料系統是基于DCOM技術的一種開放試自動配料系統接口標準。設備與不同PLC供應商的應用程序之間所進行的數據交換可通過一個接口進行。稱重配料系統是一個技術規范。OPC是連接現場總線信號與監控配料系統軟件的橋梁，有了稱重配料系統做為通用接口，就可以把現場信號與上位監控，人機界面配料系統軟件方便鏈結起來，還可以把稱重配料系統們與PC機的某些通用開發平臺和應用配料系統軟件平臺鏈結起來，像VisualBasic，Delphi，VisualC++等。 3.3上位機配料系統軟件 上位機配料系統軟件采用MicrosoftVisuaLBasic進行編程，該語言被廣泛應用于各種配料系統軟件的開發，具有以下優點： （1）COM（分布組件對象管理）提供了和高效的Windows基礎類庫，可提供對Widows自動配料系統平臺上所需要的的支持； （2）是基于組件設計和可視化的開發環境； （3）語言簡單，開發容易； （4）對數據查詢提供了極其方便的控件，可通過ODBC訪問來實現與Oracle稱重配料系統數據庫的接口； （5）通過OPC接口的初始化來訪問PLC中的點，具體代碼如下： DimOutTextAsString OnErrorGoToErrorHandler Command_Start.Enabled=False Command_Read.Enabled=True Command_Write.Enabled=True Command_Exit.Enabled=True chkGroupActive.Enabled=True OutText="ConnectingtoOPC-Server" SetServerObj=NewOPCServer ServerObj.Connect("OPC.SimaticNET") //OPCSERVER的名字 OutText="AddingaGrouptoOPC-Server" SetGroupObj=ServerObj.OPCGroups.Add("MyOPCGroup") //定義GROOP GroupObj.IsSubscribed=True ChkGroupActive_Click OutText="AddingItemstothegroup" SetItemObj1=GroupObj.OPCItems.AddItem("S7:[DEMO]MB1",1)//定義Item SetItemObj2=GroupObj.OPCItems.AddItem("S7:[DEMO]MW3",2) Serverhandle(1)=ItemObj1.Serverhandle Serverhandle(2)=ItemObj2.Serverhandle 3.4稱重配料系統數據庫和報表 稱重配料系統數據庫是整個管理信息自動配料系統的核心。數據的分析計算都是在稱重配料系統數據庫中完成的，包括數據存儲、數據查詢、統計報表等。因此稱重配料系統數據庫的安全性和穩定性是十分重要的。本稱重配料系統數據庫采用的是甲骨文公司的稱重配料系統數據庫----Oracle。數據的記錄都是根據上升沿信號來的，信號一到就保存到稱重配料系統數據庫里。記錄時間，數量等一些信息。而報表采用 Oracle公司自帶的報表開發工具Report6i來作的。 3.5注意點 1，該程序在運行一段時間后，突然有一天稱重顯示器的數據在PLC里突然跳到量，以后數據一直不變，經過分析以后稱重顯示器沒有壞，而輸出的信號為值，且一直不變，經過商議以后，加了一塊信號隔離器以后，故障消失。 ２，反應釜批號的選取，我們選取出液體結束信號為反應釜批號標志，然后把各個反應罐的數據，記錄到稱重配料系統數據庫里面。但是經過觀察，稱重配料系統數據庫里的反應罐記錄時間（各個反應罐所稱重的數據）和出液體結束時間卻有點問題，反應罐記錄時間提前出液體結束時間，這是不對的，因為反應罐里的料還沒有結束，就已經開始記錄到稱重配料系統數據庫里。 4、用戶評語 本自動配料系統開發完成之后，通過一段時間的應用，發現該自動配料系統能滿足自動配料系統設計的要求，能準確計算出合金的實際消耗，可以及時反映出化工液體成本的變化趨勢，便于質量分析和成本分析，進而實現成本有效控制，而且操作簡單，為此得到了化工液體車間使用人員的。 5、結束語 OPC技術由于數據交互能力快，已逐步代替Ifix、Intouch等昂貴的組態配料系統軟件，成為工業配料系統軟件的主流。西門子PLC也因價格便宜、配料系統軟件免費,處理速度快，接口開放等特點，超出同類PLC。特別在液體鐵企業中西門子PLC更加運用的廣泛。 | |
