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在印染行業(yè)的生產過程中，將不同的染料按一定重量加入同一容器中進行攪拌混合的過程稱為配料，配料成分的準確與否直接決定了印染產品的質量[1-2]。染料配方自動控制系統(tǒng)就是基于這一配料過程而設計的控制系統(tǒng)。目前，隨著通信技術、計算機技術和自動控制技術的發(fā)展。
隨著技術的快速發(fā)展，配料自動控制逐漸進入工業(yè)控制集中時期，即對染料配方精度和配料效率的要求不斷提高，因此設計一套高精度、高效率的染料配方自動控制系統(tǒng)尤為重要[3-5]。
染料配方自動控制系統(tǒng)流程介紹。
本文介紹的染料配方自動控制系統(tǒng)主要由染料罐、氣缸、機械手、步進電機、稱重儀表和稱重傳感器等組成，包含18種不同的染料。系統(tǒng)運行時，通過全速、快速、慢速三種不同的加料方式，將不同的染料按一定重量加入同一容器中，攪拌混合。這個過程就是染料配方的自動控制。染料配方自動控制系統(tǒng)的專用設備主要由18個灌裝閥組成，由主工作平臺、機械手行走定位系統(tǒng)、下料灌裝工作臺、底部接收平臺、氣動支架組合架等組成。該設備采用執(zhí)行缸按照設定的圓周軌跡獨立轉動的傳動方式，自動供給染液。本文介紹的染料配方自動控制系統(tǒng)的整體工藝效果圖如圖1所示。

2.整體系統(tǒng)架構。
S7-300PLC可實時采集染缸液位，上位機利用組態(tài)王運行系統(tǒng)控制現場閥門、機器人、氣缸等設備。S7-200智能PLC可以根據組態(tài)王發(fā)送的控制指令控制步進電機。從而控制機械手移動到相應的位置[6]。稱重儀和S7-300可編程控制器采用在線控制。

3下位機程序設計
3.1s7-200智能編程。
在染料配方自動控制系統(tǒng)的設計中，S7-200SMART主要負責控制步進電機[7]，完成控制系統(tǒng)中的全速、快慢進給和零點校準功能，保證染料配方過程的高精度要求。智能PLC的操作流程如圖3所示。

3.2S7-300編程。
S7-300主要負責協(xié)調部分，包括讀取染缸液位，控制氣缸動作，根據當前重量確定給料側。
公式，計算快喂、慢喂和總重量的目標值，計算快喂和慢喂的轉換程序，累計設定值，計算快喂和慢喂，順序控制，與稱重儀表通訊。
4上位機配置。
在組態(tài)王7.5軟件上，通過新建項目、設置設備驅動、定義變量字典、配置圖片等步驟完成上位機的配置[9]。這里以染料配方自動控制系統(tǒng)的主要操作畫面為例進行簡單說明。畫面的主要功能是監(jiān)控并給出染缸液位、缸動作、秤通訊、秤參數等多個變量，同時作為主界面可以切換到配方、實時趨勢等其他輔助監(jiān)控界面。
5通訊和調試。
通信部分如圖4所示。打開組態(tài)王項目瀏覽器，點擊設備選項卡創(chuàng)建新設備。通過設備配置向導，找到下位機對應的廠商、設備名稱、通訊方式，點擊下一步，設置邏輯名稱，即下位機名稱。然后選擇相應的串行端口號。在這個設計中，選擇COM1，最后配置對應的IP地址。
調試部分主要以現場實際設備為基礎，主要包括以下五個部分，分別是:秤通訊、閥門參數設置、公式輸入、手動調試、自動調試。系統(tǒng)調試先進行秤、閥、配方的調試準備階段，再進行投料調試階段。

5.1規(guī)模溝通。
秤通信已啟用。用鼠標點擊大比例初始化按鈕。大約兩秒鐘后，初始化成功，指示燈由紅色變?yōu)榫G色。標尺參數設置，在標尺參數設置界面輸入快速進給量和低速進給量的設定值。比例尺選擇，點擊綠色按鈕選擇大比例尺，點擊紅色按鈕選擇小比例尺。
5.2閥門參數的設置。
點擊工藝流程圖右下角的“閥門開啟參數”按鈕，進入參數設置畫面。在右上角輸入“全開輸入距離”，輸入“4”，然后在文件中點擊調用，數值輸入完成。
5.3公式輸入。
點擊“配方”按鈕，彈出配方輸入界面，點擊“選擇配方”按鈕，彈出配方選擇窗口，在“選擇配方模板”選項中選擇“染色配方”。
5.4手動調試。
在手動自動模式下點擊紅色按鈕，黃色顯示欄中將顯示“手動模式”。輸入移動距離，可通過向上或向下按鈕實現。
5.5自動調試。
選擇自動模式后，“順序控制初始位置”、“自動模式”和“步進電機狀態(tài)”都是綠色背景色。確認配方已選定，閥門開度已設定，點擊“開始按鈕”。
6結論。
實際運行測試表明，衡器與S7-300PLC之間的通信可靠、實時。整個系統(tǒng)運行可靠，精度高，操作方便。配方精度可達0.01公斤，符合染料配比要求。該系統(tǒng)具有一定的推廣和參考價值[10-11]。

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