可編程控制器在配料稱重控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

       配料稱重控制系統(tǒng)是將兩種或兩種以上的物料按一定重量比自動(dòng)定量加入攪拌機(jī)，然后達(dá)到預(yù)定要求后自動(dòng)收獲的過(guò)程。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工、制藥、飼料、建材、冶金等行業(yè)對(duì)配料混合過(guò)程的控制。與傳統(tǒng)的繼電器觸點(diǎn)裝置相比，可編程控制器具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；然而，PLC在數(shù)據(jù)處理和顯示功能上也存在一些不足。如果用89C51單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和處理，雖然體積小，但便于提高處理精度，降低成本，而且通過(guò)硬件接口方便數(shù)據(jù)輸出和管理。選擇SIMATIC  OP07操作面板作為人機(jī)界面，而不是傳統(tǒng)的顯示器，將大大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，取代TD200文本顯示器，將使PLC與顯示器之間的界面編程更加簡(jiǎn)單，增強(qiáng)顯示功能。介紹了某輕工機(jī)械廠發(fā)泡包裝材料生產(chǎn)中配料稱重控制系統(tǒng)的硬件組成、功能設(shè)計(jì)和程序?qū)崿F(xiàn)。

2系統(tǒng)組成和主要功能

　　2.1系統(tǒng)組成原理

　　整個(gè)配料稱重系統(tǒng)由攪拌倉(cāng)、儲(chǔ)罐、稱重傳感器、液位計(jì)、西門(mén)子PLC226、單片機(jī)89C51、西門(mén)子OP07和幾個(gè)控制閥組成，分為機(jī)械和控制兩部分。機(jī)械部分示意圖如圖1所示，由三部分組成：山地料倉(cāng)、稱重料斗和攪拌機(jī)。進(jìn)料倉(cāng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，將物料送到稱重料斗。稱重料斗支撐在稱重傳感器上。由山體傳感器和發(fā)射器產(chǎn)生的代表重量的電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大模塊后由單片機(jī)采集。當(dāng)達(dá)到預(yù)定重量時(shí)，可編程控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)打開(kāi)稱重料斗門(mén)，物料進(jìn)入攪拌機(jī)。同時(shí)，攪拌電機(jī)啟動(dòng)。混合一段時(shí)間后，卸料口打開(kāi)，將物料卸出?？刂葡到y(tǒng)的組成框圖如圖2所示。稱重傳感器的信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大模塊處理后，其重量變?yōu)?-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，由單片機(jī)處理，通過(guò)串行通信傳輸給PLC?？删幊炭刂破鲗⒔邮盏降臄?shù)據(jù)發(fā)送到OP07，以供操作員監(jiān)控顯示。另一方面，單片機(jī)也可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到微型打印機(jī)進(jìn)行打印輸出。當(dāng)需要攪拌配料時(shí)，用戶按下自動(dòng)鍵，PLC啟動(dòng)進(jìn)料閥，將所需的物料(包括本系統(tǒng)中的三種物料)按一定比例依次加入攪拌倉(cāng)。同時(shí)，PLC監(jiān)控液位計(jì)發(fā)出的脈沖信號(hào)，確定料倉(cāng)內(nèi)物料的位置，從而控制進(jìn)料閥的開(kāi)關(guān)；加料完成后，根據(jù)預(yù)設(shè)的攪拌延時(shí)時(shí)間，PLC啟動(dòng)攪拌電機(jī)，保證物料在攪拌倉(cāng)內(nèi)充分?jǐn)嚢?，完成攪拌操作。然后進(jìn)入出料、壓料階段，PLC控制山料閥動(dòng)作，將物料從攪拌倉(cāng)輸出，壓入儲(chǔ)罐，完成一個(gè)周期的自動(dòng)配料控制過(guò)程。梅特勒-托利多稱重傳感器用于稱重，PT350C信號(hào)放大模塊用于信號(hào)放大。OP07是西門(mén)公司推出的操作面板，通過(guò)密封鍵盤(pán)提供操作和過(guò)程監(jiān)控。支持文字和圖形顯示，其主要特點(diǎn)有：(1)靈活的集成接口，可以通過(guò)各種方式連接不同的PLCs(2) LCD顯示，背光LED。顯示4行，每行20個(gè)字符，行高8mm(3) 22個(gè)字符鍵、8個(gè)自定義軟鍵和3種在線語(yǔ)言；(4)體積小，有堅(jiān)固的塑料外殼，在加膜前鋪好；(5)使用SIMATICProcool/Lite配置。與傳統(tǒng)的TD200文本顯示相比，OP07具有更好的顯示功能和更方便的在線配置模式。在控制過(guò)程中，OP07主要用于顯示當(dāng)前物料號(hào)的配方號(hào)、配料號(hào)和理論重量。在手動(dòng)工作模式下，用戶可以通過(guò)操作面板輸入或修改公式，2.2主要控制功能的設(shè)計(jì)

　　(1)斷電保護(hù)功能：如果充電時(shí)斷電，應(yīng)保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)。一旦來(lái)電，應(yīng)顯示提示屏幕以等待按鈕。如果是停止按鈕，斷電保護(hù)狀態(tài)將被清除，返回初始工作狀態(tài)；如果是暫停按鈕，斷電時(shí)恢復(fù)工作狀態(tài)，繼續(xù)工作；(2)設(shè)置“白色”和“手動(dòng)”兩種工作模式：“手動(dòng)”工作是獨(dú)立完成某個(gè)控制環(huán)節(jié)，如“加料”、“攪拌”、“出料”。允許用“暫停/繼續(xù)”鍵暫停，并允許在暫停狀態(tài)下修改參數(shù)；“自動(dòng)”操作是完成一個(gè)完整的循環(huán)控制循環(huán)，包括進(jìn)料、攪拌、出料等環(huán)節(jié)?！白詣?dòng)”操作時(shí)，只允許“暫停/繼續(xù)”鍵有效，所有“手動(dòng)”鍵無(wú)效，參數(shù)可稍加修改；(3)具有立即停止功能：當(dāng)“停止”鍵有效時(shí)，在任何控制過(guò)程中都會(huì)停止并返回重量顯示狀態(tài)；(4)調(diào)零功能：在稱重狀態(tài)下按下“調(diào)零”鍵，使大顯示值歸零，如果超出調(diào)零范圍，可以調(diào)零并顯示誤差信息；(5)去皮功能：在稱重狀態(tài)下按“去皮”鍵，將顯示多的重量扣除為皮重，再次按“去皮”鍵，恢復(fù)原來(lái)顯示的重量。