1 Tổng quan về hệ thống điều khiển định lượng tự động
Tự động hóa tích hợp hoàn toàn (Totally Integrated Automation) là một khái niệm điều khiển cho các hệ thống điều khiển chung, kể từ khi Siemens đề xuất nó vào giữa những năm 1990, vị trí của nó trong lĩnh vực điều khiển tự động hóa hiện đại đã dần tăng lên và dần thay thế các khái niệm điều khiển truyền thống. Hệ thống điều khiển truyền thống có thể được chia thành hai loại tùy theo các đối tượng được điều khiển khác nhau: điều khiển điện để điều khiển logic và điều khiển quá trình để sản xuất liên tục. điều khiển, và điều khiển quá trình chủ yếu là phát hiện và điều khiển các đại lượng tương tự khác nhau.Nói chung, các dụng cụ khí nén và dụng cụ điện khác nhau được sử dụng.Với sự phổ biến của công nghệ máy tính và các mạch tích hợp quy mô lớn, các hệ thống điều khiển tương đối lớn sử dụng hệ thống điều khiển phân tán (ĐCS). Ý tưởng điều khiển và nội dung kỹ thuật giữa hai loại điều khiển này khác nhau, khi hệ thống điều khiển yêu cầu cả điều khiển logic và điều khiển tương tự, cả hai không thể phối hợp tốt và không thể thực hiện giao tiếp thống nhất giữa các dữ liệu khác nhau, đối với doanh nghiệp thì không chỉ làm tăng độ khó bảo trì thiết bị mà còn tăng đầu tư thiết bị. Phần mềm cấu hình wincc của Siemens là một hệ thống giám sát mở toàn diện và mạnh mẽ trong hệ thống điều khiển tự động hóa tích hợp đầy đủ (TIA), phần mềm này hỗ trợ môi trường Windows của Microsoft và có các giao diện chuẩn như ODBC, OLE, OPC Cơ sở dữ liệu sử dụng SyBASE, tương thích tốt , thích hợp cho ô tô, hóa chất, luyện kim, bảo vệ môi trường, công nghiệp nhẹ, thực phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác, được sử dụng rộng rãi hơn trong các hệ thống điều khiển tỷ lệ tự động với thiết bị cân.
Xem thêm:
- Cân đóng bao gạo
- Cân đóng bao phân bón
- Cân đóng gói định lượng thức ăn chăn nuôi
- Cân định lượng phối trộn băng tải
1.1 Thành phần hệ thống và thiết kế phần cứng
Điều khiển tỷ lệ tự động đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất tự động liên tục, trong quá trình sản xuất liên tục cần đạt được mục đích giảm tiêu hao, tăng số lượng mà vẫn đảm bảo sản xuất liên tục, bình thường, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác các thông số liên quan ( bao gồm các đại lượng rời rạc và đại lượng tương tự) được phát hiện và các yêu cầu kiểm soát quá trình được thực hiện thông qua cấu hình lập trình.
Hệ thống điều khiển tự động hóa tích hợp đầy đủ (TIA) dựa trên công nghệ máy tính cá nhân tiên tiến. Trạm điều hành (máy chủ) sử dụng giao diện thân thiện và nền tảng cấu hình WINCC mạnh mẽ. Thông qua bus trường quy trình (MPI) và điều khiển logic và tương tự. -bộ điều khiển logic lập trình được chức năng (PLC) được điều khiển để liên lạc và PLC trao đổi dữ liệu với thiết bị cân theo giao thức truyền thông Profibus thông qua giao thức Profibus bus trường quy trình.
Máy tính công nghiệp của hệ thống điều khiển tự động hóa tích hợp đầy đủ (TIA), để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của hệ thống điều khiển tỷ lệ tự động, cấu hình tối thiểu là: bộ xử lý PⅢ, tần số chính 1GHZ, bộ nhớ 256M, ổ cứng 20G và CD- ROM, ổ đĩa mềm, bàn phím, chuột, v.v. Hệ điều hành tối thiểu là windows98 và phải tải phần mềm trên OFFICE98. Máy tính phía dưới sử dụng bộ điều khiển khả trình dạng mô-đun PLC với thanh dẫn hướng của Siemens. Do cần giao tiếp với máy tính phía trên và thiết bị cân nên mô-đun CPU của bộ điều khiển khả trình phải có hai giao diện truyền thông cổng Profibus-DP. Tùy theo tình hình thực tế của điều khiển, cấu hình các mô-đun đầu vào và đầu ra tương ứng. Thiết bị cân bao gồm bộ truyền tải trọng lượng, cảm biến trọng lượng và bộ truyền động trọng lượng. Nó có thể bao gồm máy chủ điều khiển đo sáng (máy tính phía trên), phần mềm cân (phần mềm đo sáng/phần mềm điều khiển), dụng cụ điều khiển cân plc, cảm biến cân, thùng cân (còn gọi là cân xô, cân thùng, phương pháp này có thể là tăng cân và cân).
Giao diện giám sát wincc của trạm vận hành được sử dụng làm máy tính phía trên của hệ thống điều khiển tỷ lệ tự động.Thông qua bus trường MPI, nó được kết nối với giao diện truyền thông Cổng Profibus-DP của bộ điều khiển khả trình PLC thông qua cáp truyền thông và giao diện truyền thông khác Profibus của bộ điều khiển khả trình PLC Cổng -DP cũng được kết nối với thiết bị phụ Parter của thiết bị cân có cổng Profibus-DP và tuân theo giao thức truyền thông Profibus thông qua cáp truyền thông. Giao tiếp giữa các thiết bị cân là thông qua vị trí xử lý vì thiết bị thứ cấp tuân theo giao thức truyền thông Profibus.Bus (MPI), có thể thực hiện giao tiếp dữ liệu giữa nhau và bộ điều khiển lập trình. Bộ điều khiển khả trình PLC nhận tín hiệu trọng lượng được truyền bởi thiết bị phụ của thiết bị cân thông qua giao diện truyền thông Profibus-DP.Trong mô-đun CPU của bộ xử lý trung tâm, thông qua lập trình phần mềm, tín hiệu số của trọng lượng của thiết bị cân được chuyển đổi một tín hiệu tương tự. Tín hiệu trọng lượng có thể được chuyển đổi thành tín hiệu lưu lượng bằng thiết kế phần mềm cần thiết.
1.2 Thiết kế phần mềm
Khó khăn kỹ thuật trong thiết kế phần mềm của hệ thống điều khiển định lượng tự động sử dụng thiết bị cân để thu thập tín hiệu lưu lượng nằm ở việc chuyển đổi tín hiệu cân thành tín hiệu lưu lượng.Bộ điều khiển logic khả trình PLC của Siemens có chức năng tính toán dữ liệu và điều chỉnh PID. Parter có thể phát hiện chính xác và ngay lập tức tín hiệu trọng lượng, đảm bảo đo chính xác tín hiệu lưu lượng.
Thiết kế phần mềm của hệ thống điều khiển tỷ lệ tự động sử dụng thiết bị cân để thu thập tín hiệu lưu lượng chủ yếu được chia thành các giai đoạn: xác định ý tưởng chung của phần mềm, lập trình và gỡ lỗi thiết kế phần mềm, thử nghiệm nước và chạy thử sản xuất.
1) Ý tưởng tổng thể của phần mềm được xác định. Theo dòng quy trình và các điều kiện điều khiển, xác định các tham số quy trình cần được phát hiện và kiểm soát, cũng như mối tương quan và liên kết giữa các tham số được điều khiển. Trên cơ sở này, theo sơ đồ nguyên lý, đếm đầu vào, đầu ra kỹ thuật số cần thiết đầu vào. , địa chỉ đầu ra, xác định ý tưởng thiết kế chuyển đổi tín hiệu trọng lượng thành tín hiệu luồng và sơ đồ thiết kế của vòng điều khiển PID, vẽ lưu đồ chương trình tổng thể và lưu đồ chương trình con ngắt.
2) Phần mềm thiết kế lập trình và sửa lỗi. Theo ý tưởng thiết kế đã xác định, viết phần mềm giám sát máy tính phía trên và phần mềm điều khiển máy tính phía dưới, thiết lập giao thức truyền thông Profibus giữa máy tính phía trên và phần mềm máy tính phía dưới, trên cơ sở này, phần mềm đã viết được sửa lỗi ban đầu và hoàn thiện thêm. Điều kiện điều khiển nhằm tối ưu hóa chất lượng của phần mềm điều khiển.
3) Chạy thử nước và chạy thử sản xuất. Sau khi viết chương trình và gỡ lỗi sơ bộ, lần đầu tiên tiến hành kiểm tra nước tại chỗ để khắc phục các sự cố phát sinh và lặp lại các hiệu chỉnh kiểm tra nước được thực hiện cho đến khi phần mềm được viết đáp ứng các yêu cầu về điều kiện làm việc tại chỗ. Sau khi hoàn thành kiểm tra nước, quá trình sản xuất được đưa vào giai đoạn vận hành thử và các sự cố gặp phải trong quá trình sản xuất thực tế sẽ được khắc phục thêm để phần mềm giám sát của máy tính phía trên và phần mềm điều khiển của máy tính phía dưới phù hợp với tình hình thực tế của nơi sản xuất.
2 Kinh nghiệm ứng dụng thiết bị cân trong hệ thống điều khiển định lượng tự động
Sử dụng thiết bị cân từ xa, tín hiệu trọng lượng được thu thập về hệ thống điều khiển và sau khi lập trình, nó được chuyển đổi thành tín hiệu lưu lượng để thay thế đồng hồ đo lưu lượng. điều kiện, nó là một sơ đồ kiểm soát tiên tiến. Trong thực tế sản xuất, theo các điều kiện làm việc của các điều kiện quy trình khác nhau, hệ thống điều khiển tỷ lệ tự động với thiết bị cân được thiết kế, và độ ổn định và độ tin cậy liên tục của nó đã đạt được kết quả khả quan. và nâng cao chất lượng sản phẩm do quy trình đề xuất.
Xem thêm: Một số phương pháp thu thập dữ liệu trong hệ thống cân
){kind=icon}