【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 稱重控制單元 基于 PC/104總線的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案 1） 系統(tǒng)構(gòu)成：工業(yè)計(jì)算機(jī)及 數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng) 選擇研 祥 EC51651CLD2NA 為主機(jī)配以工業(yè)級(jí) PC/104總線擴(kuò)展功能模板 集成。 EC51651CLD2NA是一個(gè)全功能、低功耗的性能高于 PIII 的嵌入式 Crusoe 系列處理器主板， EC51651CLD2NA 以其全集成性能和豐富的接口功能使用戶只要添加少量的 PC/104 總線功能模板就能集成為高性能的智能工控 系統(tǒng) ，本方案 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng) 集成在 PC/104計(jì)算機(jī)上 ， 1塊具 PC/104總線 8通道 模擬量輸入模 板 PM510和計(jì)數(shù)測(cè)頻模板 PM539對(duì)來(lái)自 稱重給煤機(jī)、螺旋稱的重量 信號(hào) 和速度信號(hào) 進(jìn)行調(diào)理 和檢測(cè)，計(jì)算每臺(tái)稱重裝置的既時(shí)量、累計(jì)量，并計(jì)算與每臺(tái)給煤機(jī)的給定值的偏差，經(jīng)過(guò) PID 算法和獨(dú)特的周期調(diào)節(jié)算法，通過(guò)多通道 模擬量輸出模塊 PM520 的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)420MA電流輸出控制給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)時(shí)的跟蹤給定值實(shí)現(xiàn)不同料種的精確配比。 系統(tǒng)的所有的被控設(shè)備由 PC/104系統(tǒng)的 24CH可編程開(kāi)關(guān)管理并實(shí)現(xiàn)整機(jī)的程控。 PC/104計(jì)算機(jī)除完成控制功能外，還具有工控機(jī)的數(shù)據(jù)處理顯示 。 2） PC/104主機(jī)及組態(tài)模塊簡(jiǎn)介： EC51651CLD2NA主板集成了低功耗 TM5800系列處理器、 128MDDR內(nèi)存、 CRT/LCD控制、二個(gè) 10/100Mbps網(wǎng)絡(luò)接口、 SUB、看門(mén)狗定時(shí)器等，主板上的 69000LCD接口可支持 TFT/DSTN/多種 LCD屏。 PC/104 主機(jī) 系列體積緊湊，符合現(xiàn)場(chǎng)總線的趨勢(shì)，系列提供的 104 總線標(biāo)準(zhǔn)可無(wú)縫連接多種不同的數(shù)據(jù)采集及控制功能模板，使現(xiàn)場(chǎng) I/O設(shè)備容易地構(gòu)成 PC 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。使用硬件自檢及軟件診斷來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)有看門(mén)狗定時(shí)器，故障時(shí)會(huì)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng) 復(fù)位。 基于 ADAM5000系列工控組件的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案 1)系統(tǒng)構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng) 選擇研華 ADAM5000/485 組態(tài) 模塊系統(tǒng)集成。系統(tǒng)圍繞 ADAM5000/485 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)的 RS485 網(wǎng)絡(luò)來(lái)設(shè)計(jì)， 主機(jī)母板 ADAM5000/485選擇1 塊 7 通道 模擬量輸入模塊 ADAM5018和一塊計(jì)數(shù)器 /頻率輸入模塊 ADAM5080 對(duì)來(lái)自 稱重給煤機(jī)、螺旋稱的重量 信號(hào) 和速度信號(hào) 進(jìn)行調(diào)理 和檢測(cè)，計(jì)算每臺(tái)稱重裝置的既時(shí)量、累計(jì)量，并計(jì)算與每臺(tái)給煤機(jī)的給定值的偏差，經(jīng)過(guò) PID 算 法和獨(dú)特的周期調(diào)節(jié)算法，通過(guò)ADAM5000/485基板上的 2塊 4通道 模擬量輸出模塊 ADAM5018 的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 420MA 電流輸出控制 變頻器，從而改變電機(jī)的運(yùn)行速度達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的 ，從而實(shí)時(shí)的跟蹤給定值實(shí)現(xiàn)不同料種的精確配比。 系統(tǒng)的所有的被控設(shè)備由一臺(tái)日本歐姆龍產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性 PLC CPM2AH40CDRA 管理實(shí)現(xiàn)整機(jī)的程控 ,并對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè) 。 ADAM5000/485 基板 模塊 和 PLC 與 工控機(jī)通過(guò) 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 RS485 多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行快速 可靠 的通信， 實(shí)現(xiàn)信息共享 。 2） 系統(tǒng) 特點(diǎn) （ 1）可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件同時(shí)控制獨(dú)立幾條干料線和幾條與干料線相關(guān)的液體配料線。 （ 2）集中操作控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 （ 3）配料精確度高：?jiǎn)螜C(jī)精度優(yōu)于 ％；系統(tǒng)配料精度優(yōu)于 ％。 （ 4）自動(dòng)化程度高：自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)校秤，打印當(dāng)班記錄、配料報(bào)表，自動(dòng)聲光報(bào)警。中央控制運(yùn)行程序自動(dòng)起動(dòng)停止設(shè)備，故障點(diǎn)監(jiān)控輸出，屏幕動(dòng)畫(huà)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 （ 5）操作簡(jiǎn)單：系統(tǒng)提供全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種操作方式。全自動(dòng)方式下，不需要人為干預(yù)，微機(jī)自動(dòng)完成全部配料過(guò)程，并實(shí)時(shí)打印。手動(dòng)方式則通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)速旋鈕控制設(shè)備的運(yùn)行 。 （ 6）運(yùn)行可靠、維護(hù)方便：系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間采用模塊結(jié)構(gòu)，接觸件連接、檢修。維護(hù)都行方便。 基于 ADAM系列模塊的配料監(jiān)控系統(tǒng) 是基于開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的多種混合配料稱重系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)計(jì)量稱、 模塊、 PLC等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)縫連接組成計(jì)量配料系統(tǒng)，連入廠內(nèi)局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了管控一體化。 基于稱重顯示控制儀表 SY2105的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案： 系統(tǒng)構(gòu)成：稱重顯示控制儀表SY2020 接受現(xiàn)場(chǎng)稱重傳感器和速度傳感器的重量和速度信號(hào)，完成即時(shí)流量和累計(jì)量的計(jì)算和顯示，稱重顯示控制儀表的智能調(diào)節(jié)功能根據(jù)當(dāng)前流量與工藝 給定值的偏差，自動(dòng)完成 PID 運(yùn)算并輸出 4— 20Ma 的標(biāo)準(zhǔn)模擬電流以控制和調(diào)節(jié)給料裝置的給料量，完成 實(shí)時(shí)的跟蹤給定值實(shí)現(xiàn)不同料種的精確配比。 系統(tǒng)的所有的被控設(shè)備由一臺(tái)日本歐姆龍產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性 PLC CPM2AH40CDRA 管理實(shí)現(xiàn)整機(jī)的程控。 稱重顯示控制儀表 SY201和 PLC與 工控機(jī)通過(guò) 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 RS485 多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行快速 可靠 的通信， 實(shí)現(xiàn)信息共享 。 基于 PLC的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案 西門(mén)子公司 S7300 系列式 PLC 產(chǎn)品采用模塊化易于實(shí)現(xiàn)分布，易于掌握和應(yīng)用是滿足中小型系統(tǒng)的應(yīng)用最廣泛 、最成熟的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，高性能的 CPU和豐富的帶有大量方便功能、采用了大量的隔離的措施的 I/O擴(kuò)展模塊，可方便的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用組態(tài)和方便的進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn)和擴(kuò)展，具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。 S7300系列 PLC 有極具特色的軟件功能，大量的高速指令、浮點(diǎn)運(yùn)算、參數(shù)賦值、人機(jī)界面、口令和診斷功能等等支持用戶編程啟動(dòng)和運(yùn)行用戶系統(tǒng)。 方案 數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng) 選擇 西門(mén)子 PLC S7300CPU 和功能 模塊系統(tǒng)集成。 在 西門(mén)子PLC S7300 系列 CPU 主機(jī) CPU313C 上集成高精度 A/D 轉(zhuǎn)換 8通道 模擬量輸入 單元 SM331 和一 塊計(jì)數(shù)器 /頻率輸入單元 對(duì)來(lái)自 稱重給煤機(jī)、螺旋稱的重量 信號(hào) 和速度信號(hào) 進(jìn)行調(diào)理 和檢測(cè)，計(jì)算每臺(tái)稱重裝置的既時(shí)量、累計(jì)量，并計(jì)算與每臺(tái)給煤機(jī)的給定值的偏差，經(jīng)過(guò) PID算法和我公司獨(dú)特的周期調(diào)節(jié)算法，通過(guò)的 2塊 4通道 模擬量輸 出 單元 SM332 的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 420MA 電流輸出控制給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)時(shí)的跟蹤給定值實(shí)現(xiàn)不同料種的精確配比。 系統(tǒng)的所有的被控設(shè)備由在 西門(mén)子 PLC S7300 系列 隔離的數(shù)字輸入單元 SM321 和電氣隔離的數(shù)字輸出單元 SM322管理實(shí)現(xiàn)整機(jī)的程控。 在 西門(mén)子 PLC S7300系列 組件 與 工控機(jī)通過(guò) 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 RS485 多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行快速 可靠 的通信， 實(shí)現(xiàn)信息共享 。 虛擬儀表 虛擬儀器技術(shù)已在測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域廣為應(yīng)用。利用不斷革新的 LabVIEW軟件以及數(shù)以百計(jì)的測(cè)量硬件設(shè)備，虛擬儀器技術(shù)逐漸擴(kuò)大了它所觸及的應(yīng)用范圍。虛擬儀器將快速軟件開(kāi)發(fā)和模塊化、靈活的硬件結(jié)合在一起從而創(chuàng)建用戶定義的 配料 系統(tǒng)。 虛擬儀器提供了： 用于快速測(cè)試開(kāi)發(fā)的直觀的軟件工具 基于創(chuàng)新商用技術(shù)的快速、精確的模塊化 I/O 具有集成同步功能的基于 PC的平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)高精確度和高吞吐量 通過(guò)使 用 LabVIEW和模塊化 I/O來(lái)創(chuàng)建高度集成的用戶自定義系統(tǒng)，還可以將可自定義配置功能擴(kuò)展至硬件本身。這種用戶可配置功能和透明度將會(huì)改進(jìn)工程師構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)的方式。 具有內(nèi)在集成屬性的系統(tǒng)容易擴(kuò)展并且能適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)品功能。一旦需要新的 功能和功能擴(kuò)展 ， 虛擬儀器 只需要簡(jiǎn)單地給平臺(tái)添加新的模塊以完成測(cè)量。虛擬儀器軟件的靈活性和虛擬儀器硬件的模塊化使得虛擬儀器成為加速開(kāi)發(fā)周期的必需。 組態(tài)軟件 Intellution174。 FIX工控組態(tài)軟件 美國(guó) Intellution174。 公司 FIX軟件是一個(gè)基于 Windows環(huán) 境下數(shù)據(jù)采集和控制軟件包，軟件的分布式客戶機(jī) /服務(wù)器結(jié)構(gòu)，使用戶可以在企業(yè)的不同層次都很方便地獲得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息。并且通過(guò)硬件加密鎖使系統(tǒng)運(yùn)行更為可靠。 FIX軟件中的歷史趨勢(shì)圖能很方便地對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢和打印等工作，過(guò)程中發(fā)生事故進(jìn)行追憶， FIX 軟件提供靈活的報(bào)表功能 ,通過(guò)ＤＤＥ (動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換 )方式、 ODBC(開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互連 )方式將數(shù)據(jù)傳送到其它應(yīng)用程序如Microsoft Excel、 Microsoft Access中實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜、功能更為強(qiáng)大的報(bào)表。系統(tǒng)中采用API接口技術(shù)，使主流工控功能板與 FIX軟件之間做到真正地?zé)o縫集成。 OPC規(guī)范使 FIX 軟件得到了巨大的發(fā)展和補(bǔ)充，使系統(tǒng)集成更為可靠，數(shù)據(jù)的處理速度更快，并具有更強(qiáng)的開(kāi)放性。 組態(tài)王軟件 組態(tài)王通用軟件 大量應(yīng)用于 自動(dòng)配料系統(tǒng) ,利用組態(tài)王的配方控制功能，可以輕松解決該行業(yè)的自動(dòng)配料管理的需求 ， 運(yùn)用組態(tài)王軟件強(qiáng)大的組態(tài)功能，非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)配料策略 、 配料功能。具有操作員權(quán)限管理功能。具有現(xiàn)場(chǎng)管理及網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程服務(wù)。支持第三方的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。基于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備 (或板卡 )完成對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，并且與組態(tài)王軟件無(wú)縫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。具有良好的性價(jià)比。 配料過(guò)程計(jì)算機(jī)及軟件 系統(tǒng)設(shè)置工業(yè)級(jí)嵌入式 PC/104高集成計(jì)算機(jī)或高可靠性高穩(wěn)定性工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為配料過(guò)程計(jì)算機(jī)，實(shí)施管理和優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和信息共享。 配料過(guò)程計(jì)算機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)或 RS485 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)與配料工藝過(guò)程低層設(shè)備構(gòu)成主從式系統(tǒng)。 上位機(jī)軟件在 Windows 中文操作平臺(tái)下，應(yīng)用下拉菜單、點(diǎn)擊圖標(biāo)、彈出式對(duì)話框等風(fēng)格和手法編制，主要實(shí)現(xiàn)如下功能： 配比和總配料量的優(yōu)化計(jì)算、下達(dá)； 現(xiàn)場(chǎng)工藝流程的動(dòng)態(tài)模擬畫(huà)面顯示、柱形圖、八小時(shí)歷史曲線圖等； 現(xiàn)場(chǎng)主要工藝、操作、過(guò)程參數(shù)的設(shè)置、 改寫(xiě)和顯示存儲(chǔ)，如各料種的配比、即時(shí)流量、累計(jì)量、班產(chǎn)量、設(shè)備狀態(tài)，數(shù)據(jù)的設(shè)置、各種故障限、報(bào)警提示及登錄、自動(dòng)換倉(cāng)處理等等； 系統(tǒng)配比精度評(píng)價(jià)、質(zhì)量預(yù)測(cè)。 低層控制系統(tǒng)的控制狀態(tài)分析及控制優(yōu)化處理。 據(jù)庫(kù)、打印輸出功能。 配料過(guò)程計(jì)算機(jī)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與上級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)信息的共享，配料過(guò)程計(jì)算機(jī)將配料工藝過(guò)程的主要參數(shù)提供給廠級(jí)計(jì)算機(jī)，同時(shí)從廠級(jí)網(wǎng)獲得原料及成品的質(zhì)量、數(shù)量等信息用于本系統(tǒng)的配比優(yōu)化、質(zhì)量跟蹤和預(yù)測(cè)。 周期調(diào)節(jié)算法是集本公司多年從事基于動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備的配料系統(tǒng)的研發(fā)，制造的經(jīng)驗(yàn)而 獨(dú)創(chuàng)的控制算法，算法針對(duì)動(dòng)態(tài)稱重過(guò)程的特殊性，從控制精度、超調(diào)及進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時(shí)間等幾個(gè)控制指標(biāo)出發(fā)，應(yīng)用數(shù)字系統(tǒng)處理技術(shù)，大大改善了系統(tǒng)的性能。參數(shù)自整定功能應(yīng)用了計(jì)算機(jī)人工智能 AI技術(shù)，可簡(jiǎn)單地判斷 PID參數(shù)的最佳值。 配料專家系統(tǒng)。 電氣控制單元 電氣控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的工藝需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的程序起停，解鎖手動(dòng)、聯(lián)鎖、故障處理及系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量信息收集等功能。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的程序起停，按照先下游設(shè)備后上游設(shè)備的順序啟動(dòng)，按相反順序停機(jī)，合理的延時(shí)使配料稱料頭料尾對(duì)齊；系統(tǒng)與相關(guān)工序的聯(lián)系通過(guò)嚴(yán)格的聯(lián)鎖和 時(shí)序?qū)崿F(xiàn)；解鎖后的手動(dòng)運(yùn)行主要用于設(shè)備的維護(hù)，校調(diào)；出現(xiàn)低料位，斷料等故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)判斷并聲光報(bào)警，并有條件的實(shí)施自動(dòng)啟用備用倉(cāng)。配料控制系統(tǒng)的電氣控制是以可編程控制器 PLC為核心部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的程序起停，解鎖手動(dòng)、聯(lián)鎖、故障處理及系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量信息收集等功能。 PLC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊以實(shí)現(xiàn)資源共享。電控系統(tǒng)的所有操作均由運(yùn)行人員在計(jì)算機(jī)機(jī)或觸摸屏上按中文提示進(jìn)行，應(yīng)用畫(huà)面及中文提示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、故障類型等。 為確保系統(tǒng)性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，配料系統(tǒng)中大量配置變頻調(diào)速控制器，達(dá)到系統(tǒng)調(diào)節(jié)的目的。 工業(yè) 配料系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)及驗(yàn)證方法 基于電子皮帶秤的連續(xù)式動(dòng)態(tài)配料系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)及驗(yàn)證方法 說(shuō)明：本節(jié)文字及內(nèi)容主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T77211995 電子皮帶秤 并主要參照徐州三原技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于基于電子皮帶秤的連續(xù)式動(dòng)態(tài)配料系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)的規(guī)則。 稱重給料機(jī)的性能 1）零點(diǎn)：零點(diǎn)穩(wěn)定性： % Cmax 零點(diǎn)累計(jì)示值： % Cmax 2） 動(dòng)態(tài)分辨限 ： %P max 3） 最小累計(jì)誤差：新安裝 %，使用中 % 4）模擬電流輸出信號(hào)的線 性優(yōu)于 % 變速稱重給料機(jī)的計(jì)量性能 在最低速度和最高速度處重復(fù)以上試驗(yàn) 系統(tǒng)控制精度 單機(jī)流量穩(wěn)定性的檢測(cè) 1）觀察流量的波動(dòng)并確認(rèn)其進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)， La 2）測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)的流量控制精度 3）確定試驗(yàn)時(shí)間，取接近 6分鐘的皮帶整圈數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為試驗(yàn)時(shí)間 tt。 4）應(yīng)用計(jì)時(shí)器，記錄每個(gè)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的流量 5）試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的計(jì)算流量 L= La tt 60 6）任一試驗(yàn)值與計(jì)算流量值的偏差 △ = 100% 不應(yīng)大于 % 以每小時(shí)的累積量評(píng)價(jià)流量穩(wěn)定性 1）記錄每臺(tái)稱重顯示器的累積示值或?qū)⑵淝辶? 2）記錄每一小時(shí)的累積值，為其小時(shí)平均流量 Lh，其值與給定值 LS的誤差不得大于 % △ = 100% 過(guò)渡過(guò)程的性能評(píng)價(jià) 測(cè)試與過(guò)程曲線的繪制 1）將給定值