1前言
在中山精量生產(chǎn)制造領(lǐng)域，調(diào)料一般是將原料按某類占比勻稱混和在一起，用于產(chǎn)生一種新的原材料，因而調(diào)料是這種領(lǐng)域生產(chǎn)制造的關(guān)鍵構(gòu)成部分。在加工過程中，各種各樣原材料要嚴(yán)苛按占比開展勻稱混和，就務(wù)必靠調(diào)料機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行，現(xiàn)階段加工廠一般應(yīng)用二種方式，第一種方式選用人力秤重，隨后將成占比的各種各樣原料另外放進(jìn)配料機(jī)中拌和。另一種方式是自動稱重，全自動拌和。因為許多 初始原材料為粉末狀或顆粒，人力調(diào)料時，身體非常容易吸進(jìn)煙塵等臟物，造成 職業(yè)危害出現(xiàn)，提升了生產(chǎn)制造風(fēng)險性和人力資本成本費(fèi)，另外調(diào)料品種齊全，總數(shù)極大，因而人力調(diào)料無法施工現(xiàn)場管理，非常容易出現(xiàn)誤配，不僅品質(zhì)無法確保，另外也提升了管理成本。為了更好地確保產(chǎn)品品質(zhì)，提升 生產(chǎn)率，規(guī)定選用精確、靠譜的自動配料系統(tǒng)軟件。
2根據(jù)PLC、工控電腦和稱重機(jī)的自動配料系統(tǒng)
在中山精量目前的自動配料系統(tǒng)中，職工最先將原材料運(yùn)輸?shù)匠又厣a(chǎn)車間，秤重完以后，再將原材料手動式送至配料機(jī)上開展調(diào)料，秤重生產(chǎn)車間應(yīng)用了杭州市四方的稱重機(jī)開展秤重，根據(jù)RS232口和工業(yè)自動化服務(wù)器相接，坐落于主控室的工業(yè)自動化服務(wù)器承擔(dān)紀(jì)錄秤重結(jié)果，顯示信息秤重數(shù)據(jù)信息，另外，操縱工作人員能夠在主控室根據(jù)控制回路手動式操縱調(diào)料全過程的啟停。
這類方法高效率不高，另外，服務(wù)器上運(yùn)作的是C語言開發(fā)設(shè)計的DOS程序流程[1]，可擴(kuò)性差，人機(jī)交互技術(shù)艱難，不可以進(jìn)行自動配料的全部規(guī)定。為了更好地提升 生產(chǎn)效率，控制成本，必須選用自動式自動配料系統(tǒng)。
新系統(tǒng)選用主從關(guān)系式構(gòu)造。以工控電腦為上臺服務(wù)器，以西門子PLCPLC[2]、軟啟動器和稱重機(jī)為上下位從機(jī)。服務(wù)器處在主導(dǎo)性，完成對各從機(jī)的通信管理和操縱，將工控電腦的RS-232異步通信口經(jīng)脈沖信號變換后與PLC相接，產(chǎn)生上、下位機(jī)通訊的一個物理學(xué)安全通道;將服務(wù)器的另一個RS-232口和稱重機(jī)的通訊口相接，組成第二個物理學(xué)安全通道。上位機(jī)軟件選用輪詢方法，逐一與從站通訊。上位機(jī)軟件把每日任務(wù)整體規(guī)劃的結(jié)果傳輸給PLC，在PLC開展操縱的全過程中，上位機(jī)軟件應(yīng)用上位機(jī)軟件聯(lián)接指令監(jiān)控下位機(jī)的運(yùn)作情況和數(shù)據(jù)信息區(qū)內(nèi)容，即時載入PLC的內(nèi)部情況及其稱重機(jī)的實時數(shù)據(jù)，在上位機(jī)軟件上顯示信息。
整體上講，系統(tǒng)軟件具備以下作用：
①全自動配料，在設(shè)置好秘方以后，系統(tǒng)軟件全自動依照秘方秤重調(diào)料，不用實際操作工作人員干涉;
②具備表格作用，能夠造成日報表，即時表格和月報表、年報表等;
③動態(tài)性提升和改動表格，系統(tǒng)軟件根據(jù)設(shè)置管理權(quán)限，授予專業(yè)技術(shù)人員或?qū)嶋H操作工作人員改動，提升秘方的支配權(quán)，另外紀(jì)錄該次改動的時間和實際操作工作人員序號;
④關(guān)閉電源修復(fù)作用，系統(tǒng)軟件可以在忽然關(guān)閉電源的狀況下，修復(fù)關(guān)閉電源前的精確測量紀(jì)錄;
⑤局域網(wǎng)共享作用，服務(wù)器在局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠共享資源數(shù)據(jù)信息，便捷生產(chǎn)車間負(fù)責(zé)人掌握施工進(jìn)度和別的狀況。
2.1系統(tǒng)的構(gòu)成
全部全自動配料混合器由工控電腦、PLC、工業(yè)生產(chǎn)稱重機(jī)、軟啟動器、震動電機(jī)、混合機(jī)、感應(yīng)器、輸送帶等一部分構(gòu)成。
上臺工控電腦出示人機(jī)交互技術(shù)頁面，進(jìn)行操縱信息內(nèi)容輸人、數(shù)據(jù)庫管理、開展數(shù)據(jù)信息顯示信息、儲存、統(tǒng)計分析和表格等作用，上位機(jī)軟件選用IPC810工控電腦，它的關(guān)鍵工作中以下：工業(yè)自動化服務(wù)器最先依據(jù)實際操作工作人員的命令，載入某一序號的秘方，隨后，依據(jù)秘方中調(diào)料的占比及順序，向PLC傳出剛開始調(diào)料的命令，促使PLC可以啟動特殊的軟啟動器。在調(diào)料全過程中，工業(yè)自動化服務(wù)器以輪詢的方法，一方面即時載入PLC的狀態(tài)字，掌握PLC及PLC下屬機(jī)器設(shè)備的運(yùn)作情況;另一方面即時載入安裝在配料機(jī)上的稱重機(jī)的秤重數(shù)據(jù)信息，依照調(diào)料對策，當(dāng)秤重貼近秘方中的預(yù)設(shè)值時，服務(wù)器向PLC傳出終止此次調(diào)料的命令。當(dāng)一個秘方上的全部原材料都配完后，全部調(diào)料全過程中止，等候?qū)嶋H操作工作人員的命令。
系統(tǒng)軟件運(yùn)作全過程中，PLC與上位機(jī)軟件即時通訊，進(jìn)而確保頁面上顯示信息的數(shù)據(jù)信息與當(dāng)場具體數(shù)據(jù)信息的一致性，實際操作工作人員在上位機(jī)軟件上傳出的系統(tǒng)命令和設(shè)置主要參數(shù)都能夠即時送至PLC，PLC的關(guān)鍵工作中有：①接受上位機(jī)軟件推送來的指令，根據(jù)軟啟動器操縱震動電機(jī)的起、停和速度;②將軟啟動器的運(yùn)作情況即時載入運(yùn)行內(nèi)存數(shù)據(jù)信息區(qū)，供工控電腦載入;③將本身的各種各樣情況以狀態(tài)字的方式準(zhǔn)備好，共工控電腦即時載入。
2.2控制方法及調(diào)料全過程
根據(jù)對調(diào)料全過程的特性開展剖析，獲得調(diào)料全過程具備以下特性：
(1)被測目標(biāo)是單邊的不可逆系統(tǒng)軟件。原材料沒有辦法從配料機(jī)中再次返回輸送帶上。
(2)具備顯著的時滯性。當(dāng)調(diào)料做到預(yù)設(shè)值時，PLC控制電動機(jī)終止傳輸原材料，這時候輸送帶上具備一部分原材料沒法收購，因此 系統(tǒng)軟件具備顯著的時滯性。
(3)可控特點(diǎn)是電源開關(guān)性的。系統(tǒng)軟件的起、停操縱等全是開關(guān)量。
(4)自動配料系統(tǒng)在一切正常工作中區(qū)域內(nèi)是線形的。
因而，大家考慮到選用迅速、慢速度、提早傳出終止投料命令等控制方法，另外運(yùn)用PLC的自鎖互鎖技術(shù)性保證 調(diào)料的順利開展。系統(tǒng)軟件啟動后，工控電腦向PLC傳出剛開始投料數(shù)據(jù)信號，PLC控制軟啟動器驅(qū)動電機(jī)開展迅速投料，另外，工業(yè)自動化服務(wù)器根據(jù)串口通信不斷持續(xù)的載入稱重機(jī)的秤重數(shù)據(jù)信息，當(dāng)凈重值貼近預(yù)設(shè)值時，工業(yè)自動化服務(wù)器向PLC傳出終止投料的控制代碼，這時，PLC控制軟啟動器開展慢加，根據(jù)事前可能出傳輸組織上原材料的殘留，預(yù)設(shè)值和具體投料的誤差和傳輸組織上原材料的殘留非常時，PLC真實傳出終止命令，該命令由軟啟動器實行，進(jìn)而操縱電動機(jī)關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后傳輸組織上的原材料無殘留，調(diào)料精密度符合規(guī)定。步驟如圖所示1所顯示。
自動配料系統(tǒng)軟件
3工業(yè)自動化服務(wù)器軟件開發(fā)
工控電腦關(guān)鍵進(jìn)行的每日任務(wù)以下：
(1)出示調(diào)料全過程的動漫顯示信息。
(2)向PLC傳出控制代碼，載入PLC的運(yùn)作情況。
(3)載入稱重機(jī)上的秤重數(shù)據(jù)信號，并將秤重值在顯示屏上顯示信息，依據(jù)秤重數(shù)據(jù)信息，向PLC推送命令。
(4)數(shù)據(jù)庫查詢和表格，儲存調(diào)料數(shù)據(jù)信息，復(fù)印表格。
(5)秘方的提升與改動。
(6)調(diào)料常見故障輔助警報等別的作用。

3.1調(diào)料手機(jī)軟件的頁面設(shè)計
上臺工控電腦應(yīng)用龍川橋組態(tài)設(shè)計方案工業(yè)觸摸屏，工業(yè)控制系統(tǒng)組態(tài)事實上是一種能由客戶依據(jù)自身的必須開展二次開發(fā)的開發(fā)軟件服務(wù)平臺。我們可以依據(jù)加工工藝規(guī)定在該服務(wù)平臺上對全部視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計出友善的工業(yè)觸摸屏，操作工根據(jù)該頁面能夠與當(dāng)場機(jī)器設(shè)備開展即時互動。龍川橋手機(jī)軟件是HMI/SCADA工控自動化組態(tài)，它出示了一個高寬比一體化、數(shù)據(jù)可視化的開發(fā)工具。
此軟件具備以下一些特性：
(1)多種多樣通訊作用。龍川橋組態(tài)[3]適用以下通訊作用：
1)適用RS232、RS422、RS485等串口通訊方法，并適用中繼臺、電話撥號、電話輪詢拔號等方法。
2)以太網(wǎng)接口通訊另外適用有線電視以太網(wǎng)接口和無線網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)接口。
3)全部機(jī)器設(shè)備的驅(qū)動軟件均適用GPRS、CDMA、GSM等移動互聯(lián)網(wǎng)規(guī)范。
(2)便捷的開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)軟件。豐富多彩的部件和控制組成強(qiáng)勁的HMI開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)軟件;提高的銜接色與漸近色作用，從源頭上解決了許多 類似手機(jī)軟件在過多應(yīng)用銜接色、漸近色時比較嚴(yán)重危害界面更新速率和系統(tǒng)軟件運(yùn)作高效率的難題;更為形式多樣的矢量素材子圖，促使制做工程項目界面更便捷;出示面向?qū)ο笏枷敕椒ǎ瑑?nèi)嵌間接性自變量、中間變量、數(shù)據(jù)庫查詢自變量，適用自定義函數(shù)和自定萊單。
(3)開放式。龍川橋組態(tài)的開放式主要表現(xiàn)在以下好多個層面：
1)適用Excel以VBA的方法瀏覽數(shù)據(jù)庫查詢。
2)手機(jī)軟件為敞開式系統(tǒng)架構(gòu)，全方位適用DDE，OPC，ODBC/SQL，AcTIveX，DNA規(guī)范。以O(shè)LE，COM/DCOM、動態(tài)鏈接庫等形式多樣出示外界瀏覽插口，便于客戶運(yùn)用各種各樣常見開發(fā)環(huán)境(如：VC++、VB等)開展深層次的二次開發(fā)。
3)龍川橋組態(tài)I/O驅(qū)動軟件的系統(tǒng)架構(gòu)為敞開式構(gòu)造，其插口一部分源碼徹底公布，客戶能夠自主開發(fā)的驅(qū)動軟件。
(4)數(shù)據(jù)庫查詢作用.龍川橋組態(tài)內(nèi)嵌了時序數(shù)據(jù)庫，并且時序數(shù)據(jù)庫又內(nèi)嵌多種多樣功能塊，來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方法與儲存，可完成總計、統(tǒng)計分析、操縱、線型化等多種多樣作用。
(5)適用多種多樣機(jī)器設(shè)備及系統(tǒng)總線。適用世界各國絕大多數(shù)著名廠家生產(chǎn)的PLC、控制器、多功能儀表、移動智能終端、智能化控制模塊;除此之外，還適用Profibus，Can，LonWorks和Modbus等規(guī)范的計算機(jī)接口。
3.2系統(tǒng)的I/O等級
龍川橋組態(tài)用時序數(shù)據(jù)庫點(diǎn)來表明I/O點(diǎn)。歷經(jīng)剖析，系統(tǒng)軟件必須三個I/O點(diǎn)，2個數(shù)據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)用于根據(jù)PLC控制電動機(jī)的起、停，因而這兩個點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息連接挑選各自為PLC的2個數(shù)據(jù)量I/O安全通道。一個仿真模擬點(diǎn)用于表明從稱重機(jī)上載入的實時數(shù)據(jù)，因而，該點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息連接為稱重機(jī)的精確測量值。
4通訊編程設(shè)計
通訊編程設(shè)計關(guān)鍵包括三一部分，第一部分成服務(wù)器與PLC的通訊;第二部分成服務(wù)器與稱重機(jī)的通訊;第三部分成PLC與軟啟動器中間的通訊。
4.1服務(wù)器與PLC的通訊
組態(tài)一般都內(nèi)嵌了流行PLC的驅(qū)動軟件，最先在龍川橋組態(tài)中新創(chuàng)建一個PLC虛似機(jī)器設(shè)備，該虛似機(jī)器設(shè)備的型號規(guī)格務(wù)必和應(yīng)用的真正PLC的型號規(guī)格一致，假如在組態(tài)中找不著需要的PLC的型號規(guī)格，則能夠授權(quán)委托手機(jī)軟件生產(chǎn)廠家完全免費(fèi)開發(fā)設(shè)計一個新的該型號規(guī)格PLC驅(qū)動器。虛似機(jī)器設(shè)備用于投射真正的機(jī)器設(shè)備，這兒，大家應(yīng)用的PLC是SimensS7-300，設(shè)置服務(wù)器根據(jù)串口通信1和PLC通訊。
4.2服務(wù)器與稱重機(jī)的通訊
對于稱重機(jī)，大家應(yīng)用的是杭州市四方的稱重機(jī)，為了更好地使儀表盤和組態(tài)非常好的通訊，大家尤其授權(quán)委托龍川橋企業(yè)為該儀表盤開發(fā)設(shè)計了驅(qū)動軟件。最先大家從組態(tài)的驅(qū)動器目錄中挑選一個大家必須的機(jī)器設(shè)備種類，并對于該種類，創(chuàng)建一個虛似機(jī)器設(shè)備，用于投射真正的稱重機(jī)，隨后設(shè)置儀表盤與電子計算機(jī)的通訊端口號及通訊協(xié)議。
4.3PLC與軟啟動器中間的通訊
因為調(diào)料生產(chǎn)車間有多種多樣原料，為了更好地調(diào)料便捷，大家設(shè)定了好幾個輸送帶，因此 自動配料系統(tǒng)一個PLC必須連接好幾個軟啟動器。因此我們在PLC和軟啟動器中間應(yīng)用了Profibus系統(tǒng)總線開展通訊，將專用型的Profibus通訊控制模塊插進(jìn)到軟啟動器上，并設(shè)置好軟啟動器的從站詳細(xì)地址，隨后根據(jù)Profibus射頻連接器連接到PLC中，PLC根據(jù)程序編寫，完成對該軟啟動器開展報文格式的推送與接受，將操縱字發(fā)送至軟啟動器，另外把狀態(tài)字從軟啟動器中載入回家。
CPU315-3DP做為Profibus域名，每一個與域名通訊的軟啟動器能夠當(dāng)作是一個Profibus從站。通訊時，域名依據(jù)通訊報文格式中的詳細(xì)地址標(biāo)識符來挑選要傳送數(shù)據(jù)的從站。從站自身不可以積極傳送數(shù)據(jù)，每個從站中間也不可以立即開展信息內(nèi)容的傳送。系統(tǒng)軟件所采用的軟啟動器型號規(guī)格均為SiemensMicroMaster430系列產(chǎn)品[4]。PLC和軟啟動器中間關(guān)鍵的通訊關(guān)鍵涉及到2個定義。第一是數(shù)據(jù)信息報文格式，第二是操縱字與狀態(tài)字。
(1)通訊報文格式。每條報文格式全是以標(biāo)識符STX剛開始，然后是長短表明LGE和詳細(xì)地址字節(jié)數(shù)ADR，隨后是選用的數(shù)據(jù)信息標(biāo)識符，報文格式以數(shù)據(jù)信息塊的檢測符BCC完畢，關(guān)鍵字段名的表述以下：
STX區(qū)是一個字節(jié)的ASCII標(biāo)識符(02hex)，表明一條信息內(nèi)容的剛開始。
LGE區(qū)是一個字節(jié)，指出這一條信息內(nèi)容之后跟的字節(jié)數(shù)數(shù)量。
ADR區(qū)是一個字節(jié)，是以站節(jié)點(diǎn)(即軟啟動器)的詳細(xì)地址。
BCC區(qū)是長短為一個字節(jié)的校驗和，用以查驗該信息內(nèi)容是不是合理。它是該信息內(nèi)容中BCC前邊全部字節(jié)數(shù)“異或”計算的結(jié)果。假如依據(jù)校驗和的計算結(jié)果，說明軟啟動器接受到的信息內(nèi)容是失效的，它將丟掉這一信息內(nèi)容，而且不向域名傳出回復(fù)數(shù)據(jù)信號。
(2)操縱字與狀態(tài)字。PLC根據(jù)軟啟動器的PKW區(qū)能夠讀寫能力軟啟動器的變量值，進(jìn)而更改或掌握軟啟動器的運(yùn)行狀態(tài)。在本系統(tǒng)軟件中，PLC讀取該區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，放到特殊的數(shù)據(jù)信息區(qū)中，供工控電腦查看，查看結(jié)果在工控電腦上顯示信息。
5結(jié)果
本系統(tǒng)軟件根據(jù)工控電腦、PLC和軟啟動器的相互配合，完成了所需自動配料每日任務(wù)，系統(tǒng)軟件自2008年五月交付使用至今，每日調(diào)料100噸重，進(jìn)行秘方10個上下，不僅可即時顯示信息工作狀況，并且能夠出示秘方改動、提升等作用;具體運(yùn)作說明，系統(tǒng)軟件運(yùn)作平穩(wěn)、靠譜，工業(yè)觸摸屏美觀大方，實際操作便捷，另外系統(tǒng)軟件選用組態(tài)開發(fā)設(shè)計，能夠為之后的升級出示便捷。