自动配料系统

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PLC控制粉料入反应釜流程

作者:瑞川自控 发布时间:2019-03-04 09:14:59
1简介
随着工业自动化水平的提高,要求在危险环境中最大限度地减少工人的工作时间,并减少在恶劣环境中工作对工人造成的伤害。本文以化工厂自动充电项目为例。它需要西门子S7300系列PLC作为数据采集和控制单元。上位机使用Siemens WinCC显示屏幕和参数。从PLC到中央控制室,MPI协议用于通信。实现反应釜自动进料的远程控制。
2工艺原理
该项目利用气体压力将原料从储料仓输送到中间筒仓,测量筒仓,最后进入反应容器。储物箱主要用于手动输入原料。后续过程由PLC控制,控制相应鼓风机,电磁阀,电动阀,振动电机等的开启和关闭,收集称重传感器的数据,实现原料的定量加药。自动完成,同时从管道中的压力传感器收集数据,检测管道是否堵塞,并及时发出报警指示。
3系统设计与实现
该系统主要由压力采集单元,重量采集单元,I / O模块,PLC,主机人机界面,网络通讯等组成,如图1所示。
 
 
3.1压力收集装置和重量收集装置
压力传感器和称重传感器用于收集输送管道的压力和测量罐原料的重量,收集的模拟信号被送到PLC的模拟输入模块,AD模拟量模块和程序执行AD转换和数字转换。为了达到实际值,执行判断过程。
3.2 I / O模块
在系统中,需要控制电机的启动和停止,阀门的打开和关闭等,因此需要数字输入模块和数字输出模块。另外,需要检测测量室中原料的重量和输送管中的压力,因此需要模拟输入。模块对传感器的传输信号执行AD转换处理。由于本系统采用西门子S7 300系列PLC,因此还需要订购相应的300系列DI,DO,AI模块,型号有DI模块SM321(订货号为6ES7-321-1BL00-0AA0,DI32xDC24V),DO模块SM322(订货号6ES7 322-1BL00-0AA0,DO32xDC24V / 0.5A),AI模块SM331(订货号6ES7331-7KF02-0AB0,AI8x12Bit)。从模拟模块转换的数字数据的读取可以在S T E P 7中的FC 10功能块中实现。
3.3 PLC单元和网络通信单元
PLC和现场网络协议的诞生,计算机控制系统的各种控制水平以及现场散布的传感器和执行器是有机联系的,为工程大系统的综合自动化创造了条件。
每个称重模块和压力检测模块的实时扫描和计算可由中小型西门子S7-300系列PLC完成,并显示在人机界面(HMI)上。此外,结合操作员在HMI中发出的控制命令,控制管道上的电机,阀门等。 S7-300系列PLC采用模块化设计,模块化扩展,功能配置简单,可根据不同需求灵活组合和扩展。由于需要通过MPI网络连接从现场PLC到中央控制室的工业PLC,因此在此选择315-2DP型号的CPU。该CPU集成了MPI和DP通信接口,具有强大的通信功能。此外,多通道模块化分布式I / O ET200M可扩展为使用S7-300全系列模块,可扩展多达8个模块,用于大型高性能应用。 ET200M使用PROFIBUS-DP总线协议通过PROFIBUS电缆与CPU的DP端口通信。它将现场设备连接到控制单元,并确保各个组件之间的高速通信。将信号从分布式I / O传输到PLC的CPU模块只需几毫秒,因此可完全满足控制要求。
PROFIBUS-DP网络用于实现自动化系统和分布式I / O站(SIMATIC ET200M)之间的数据通信。 PROFIBUS-DP网络具有快速响应速度和高抗干扰性,可确保现场状态信号和控制数据传输。
 
3.4人机界面(H M I)
人机界面采用工业计算机上的西门子WinCC组态软件,显示整个输送管道上各电机和阀门的开关状态,以及测量室内原料的重量,管道内的压力,等,操作员也可以在必要时进行控制。用于打开和关闭每个电机和阀门开关的命令允许操作员直接在中央控制室中直接控制现场设备。在主计算机服务器上,记录故障发生时的各种报警信息和详细信息以及时间,可以根据时间查询并根据需要打印出来。
 
WinCC提供了业界图形显示,信息处理,归档和报告的基本功能模块,以及用户文档,过程控制软件包和开放式开发工具等可选软件包。其强大的驱动程序界面,快速的图形更新和安全的归档功能非常可能,结构化数据存储方法可确保生产数据和运行过程的数据都能准确读取。
4编程
PLC编程软件使用西门子专用编程软件STEP7,它是基于Windows 2000 / XP或Windows Server 2003的S7-300 / 400 PLC配置和编程的标准软件包。通过Step7,用户可以执行系统配置和程序编写,调试,在线诊断PLC硬件配置状态,控制PLC运行状态和I / O通道状态。
 
执行器的PLC控制分为手动和自动控制。在手动控制模式下,操作者可以通过现场的操作按钮启动和停止相应的阀门,电机等,或者在自动控制模式下直接从中央控制室启动和停止相应的设备。操作员只需要在上位机界面输入要添加的原材料的重量,然后点击OK即可自动完成PLC对原料的输送。
5结论
该原料进料自动化控制系统的成功设计大大减少了工人在危险环境中的工作时间,减少了工人在恶劣环境下工作的危害,提高了工厂设备运行的自动化程度,减少了人工造成的疲劳。疲劳。无意中失去了饲料。在调试过程中,存在许多问题,例如在自动送料过程中管道被堵塞的现象。该系统目前的缺点是所有控制任务都由PLC完成,没有单独的继电器控制回路,一旦PLC出现故障,整条生产线将导致停产。建议在电控回路和PLC控制之间使用并联控制机制,这样即使PLC发生故障,也可以调节转换开关,手动控制现场设备,然后在PLC故障解除后重新启动。

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