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1引言

隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提高，自動(dòng)控制技術(shù)在定量 包裝生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多，在糧食、化肥、飼料和輕工等行業(yè) 中都有廣泛應(yīng)用。稱量包裝技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了手工稱量、 繼電器控制、稱重儀表控制、PLC控制等幾個(gè)階段。相對(duì)于傳 統(tǒng)的稱重儀表控制，應(yīng)用PLC和觸摸屏組成的控制系統(tǒng)便于 將開關(guān)量設(shè)置、復(fù)位操作以及設(shè)定和修改系統(tǒng)參數(shù)功能有機(jī) 的結(jié)合，提高機(jī)器速度和精度。

2包裝機(jī)的工作原理

1. 包裝機(jī)的組成

稱重式自動(dòng)定量包裝機(jī)由供料部分、稱重部分與卸料部 分組成。

供料部分分為儲(chǔ)料斗和重力供料裝置。儲(chǔ)料斗用于存儲(chǔ) 需要灌裝的物料，重力供料裝置主要是向稱量料斗中提供物 料。稱重部分即稱量斗,它通過和稱重傳感器相連，測(cè)量物料 重量。卸料部分用來完成標(biāo)準(zhǔn)重量物料的卸料裝袋過程。如圖 1所示,為包裝機(jī)的組成圖。

2. 工作原理

稱重式自動(dòng)定量包裝機(jī)的工作原理流程圖如圖2所示。

當(dāng)儲(chǔ)料斗中物料足夠，在重力的作用下進(jìn)入重力供料裝 置，完全打開料門進(jìn)入大給料狀態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)給定大給料重量 時(shí),關(guān)閉給料門，留一條狹縫，進(jìn)入小給料狀態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)給定小 給料重量時(shí),完全關(guān)閉給料門，經(jīng)過一定的空中落料,稱量斗 穩(wěn)定,并且卡袋機(jī)構(gòu)卡緊時(shí),卸料門打開,物料進(jìn)入放料斗,再 落入袋內(nèi)，完成一個(gè)包裝循環(huán)。

3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

圖3控制系統(tǒng)框圖

根據(jù)稱重式自動(dòng)定量包裝機(jī)的操作和控制要求,控制系統(tǒng) 選用西門子公司的SIMATIC S7-200系列PLC,此系列的PLC 具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、可擴(kuò)展性強(qiáng)、指令集豐富等特點(diǎn)。所選 CPU的型號(hào)為CPU 226 AC/DC/REL,它提供24個(gè)數(shù)字量輸入 和16個(gè)數(shù)字量輸出,輸入/輸出接口電路均采用了光耦合電路, 對(duì)外界接口具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。并且2個(gè)RS485通訊/編程口, 具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。由于要 處理傳感器的模擬量輸入信號(hào)，所以擴(kuò)展了一個(gè)EM235模擬 量處理模塊，該模塊具有4路模擬量輸入。POP文本顯示器對(duì) 整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行過程監(jiān)控顯示以及參數(shù)設(shè)定等功能，可以通過 PPI協(xié)議和s7-200系列PLC的編程口或擴(kuò)展通訊口直接通訊。

4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)為各功能軟件設(shè)計(jì),包括顯示功能、參數(shù) 設(shè)定功能、自動(dòng)修正給料量功能、通訊功能等.

論文創(chuàng)新點(diǎn)：利用PLC和觸摸屏組成控制系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 稱重儀表控制，便于有效控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸入輸出以及方便設(shè) 定和修改系統(tǒng)參數(shù)，提高包裝機(jī)速度和精度的同時(shí)，節(jié)約成本。

前臺(tái)數(shù)據(jù)掃描設(shè)置為1s,后臺(tái)數(shù)據(jù)掃描設(shè)置為5s,并利用ADO 技術(shù)和SQL SERVER2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)對(duì)RSView32組態(tài)軟 件的功能擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)對(duì)所采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。即:首先在監(jiān)控系統(tǒng) 內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器1,其時(shí)鐘周期為1秒,每秒向監(jiān)測(cè)值存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 庫(kù)MonitValueDB存儲(chǔ)一次所采集到的被檢測(cè)參數(shù)的瞬時(shí)值。 MonitValueDB數(shù)據(jù)庫(kù)只存儲(chǔ)30天的監(jiān)測(cè)值，主要用于對(duì)水處 理過程的歷史趨勢(shì)描繪若超過30天，則自動(dòng)把最前一天的數(shù) 據(jù)刪除而將當(dāng)前采集數(shù)據(jù)再存入。另，在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部創(chuàng)建 EVENT事件，并設(shè)置定時(shí)器2,將其ENVENT啟動(dòng)時(shí)間定制為 00:00, 00:20, 00:40, 01:00,01:20,01:40,…， 23:00, 23:20, 23: 40,。若定時(shí)器時(shí)間到，該EVENT事件立即啟動(dòng)，從MrnitVal- ueDB中獲取將該EVENT事件發(fā)生前20分鐘內(nèi)系統(tǒng)所采集工 控參數(shù)的瞬時(shí)值并求平均，作為該被檢測(cè)參數(shù)的有效值，再將 其全部存入平均值數(shù)據(jù)庫(kù)AveValueDB,用于報(bào)表打印以及歷史 資料查詢，以作為生產(chǎn)決策的依據(jù)。其被監(jiān)測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集 與存儲(chǔ)功能實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

3）    歷史趨勢(shì)描繪:根據(jù)監(jiān)測(cè)值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)MonitValueDB中 的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)各被檢測(cè)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，以歷 史曲線的形式動(dòng)態(tài)描繪水處理工藝的歷史運(yùn)作過程。

4）    設(shè)備的啟停操作與與備用狀態(tài)判別:根據(jù)水處理系統(tǒng)的 實(shí)際運(yùn)作情況,對(duì)3臺(tái)海水提升泵、2臺(tái)超重力脫氧機(jī)和7臺(tái)注 水泵的啟用與備用狀態(tài)進(jìn)行正確判別，并成功實(shí)現(xiàn)備用狀態(tài)下 的設(shè)備不發(fā)生報(bào)警。

5）    報(bào)警信息顯示與處理:在監(jiān)控系統(tǒng)的主界面和各子系統(tǒng) 的子畫面上均設(shè)有報(bào)警信息條，用于顯示最近發(fā)生的報(bào)警信 息,包括發(fā)出報(bào)警信息的標(biāo)識(shí)（Tag）所代表的儀器儀表工位號(hào)、 發(fā)生報(bào)警的日期與時(shí)間、報(bào)警時(shí)的瞬時(shí)值以及高低限位報(bào)警狀 態(tài);利用報(bào)警匯總表,操作人員可隨時(shí)查看、備份并打印輸出。 當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)報(bào)警的嚴(yán)重程度發(fā)出不同的 提示聲音,用以提醒工作人員進(jìn)行定位查看與檢修,實(shí)現(xiàn)定位 故障排除。

對(duì)系統(tǒng)顯示的報(bào)警信息以及為水處理工藝的改進(jìn)而考慮的 報(bào)警限值的管理,也借助于RSView32的嵌入式語(yǔ)言VBA,以及 ADO遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)來擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，其程序類似 被檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與周期性存儲(chǔ)。報(bào)警信息以及報(bào)警限值 存入用數(shù)據(jù)庫(kù)為AlertingDBo

6）    數(shù)據(jù)管理與維護(hù)：以ADO技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)為技術(shù)支持，采用VB6.0軟件編制了工控信息管理系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)了對(duì)工控?cái)?shù)據(jù)的添加、刪除、修改、查詢等數(shù)據(jù)管理與維護(hù) 操作，實(shí)現(xiàn)了有條件操作下的日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表以及年報(bào)表的自 動(dòng)生成與打印。

4結(jié)論

對(duì)海洋平臺(tái)水處理工藝實(shí)行DCS自動(dòng)化集散控制，成功實(shí) 現(xiàn)了被監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸以及過程控制，真正實(shí)現(xiàn) 了無人值班作業(yè)，在很大程度上降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,改 善了工控現(xiàn)場(chǎng)的管理狀況，有效避免了藥劑浪費(fèi)與設(shè)備損耗,提 高了水處理效率，降低了生產(chǎn)成本。根據(jù)油田生產(chǎn)年鑒的數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)對(duì)比顯示，該DCS系統(tǒng)的使用可節(jié)約年生產(chǎn)成本190多萬 元，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益達(dá)470多萬元。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn):將ADO技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)應(yīng)用于平 臺(tái)水處理工藝上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，擴(kuò)展了 Rockwell RSView32的功能,改善了 Rockwell RSView32中自定義數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)的不合理性，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)工控?cái)?shù)據(jù)以及報(bào)警信息的實(shí)時(shí) 采集與周期性存儲(chǔ)，方便了對(duì)工控?cái)?shù)據(jù)以及報(bào)警信息的管理與 維護(hù)。該系統(tǒng)的長(zhǎng)期高效運(yùn)行,很好的證明了該創(chuàng)新點(diǎn)的切實(shí) 可行性。

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