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| 糧食配料系統(tǒng)的監(jiān)控與信息自動(dòng)化管理 | 2020-01-07 |
| 本文主要介紹利用稱重灌裝機(jī)和組態(tài)軟件對(duì)糧食精整配料系統(tǒng)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制。介紹了配料系統(tǒng)及自動(dòng)灌裝機(jī)的硬件配置和軟件設(shè)計(jì)。 簡(jiǎn)介:針對(duì)生產(chǎn)規(guī)模大、檔次要求高的糧食加工企業(yè)。配料系統(tǒng)為了滿足市場(chǎng)對(duì)高檔精米的需求，許多公司已經(jīng)決定采用技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)建高檔精米生產(chǎn)線。除了從中國(guó)的谷物機(jī)械制造商那里選擇新的液體灌裝機(jī)之外，加工液體灌裝機(jī)還從日本、美國(guó)和德國(guó)進(jìn)口拋光機(jī)、選粉機(jī)、色選機(jī)和配料系統(tǒng)。配料系統(tǒng)自動(dòng)灌裝機(jī)采用的稱重灌裝機(jī)和觸摸屏操作界面作為現(xiàn)場(chǎng)控制，配料系統(tǒng)采用組態(tài)軟件作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化和信息化。 一、配料系統(tǒng)監(jiān)控管理系統(tǒng): 1系統(tǒng)組成 配料系統(tǒng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、觸摸屏、稱重灌裝機(jī)、檢測(cè)稱重模塊和電機(jī)控制中心組成。 2控制模式 根據(jù)安全、可靠、方便、簡(jiǎn)潔的原則，配料系統(tǒng)的系統(tǒng)控制分為三個(gè)層次: (1)現(xiàn)場(chǎng)控制:每臺(tái)配料系統(tǒng)液體灌裝機(jī)旁邊都有一個(gè)開關(guān)，開關(guān)有三個(gè)檔位: A.手邊的控制文件:當(dāng)置于手動(dòng)位置時(shí)，集中控制中心將移交配料系統(tǒng)的液體灌裝機(jī)的控制，操作人員可以在機(jī)器旁邊 直接啟動(dòng)配料系統(tǒng)，主要用于單機(jī)配料系統(tǒng)的調(diào)試。 B.停止裝置:當(dāng)置于停止位置時(shí)，配料系統(tǒng)不受集控中心控制，也不能手動(dòng)啟動(dòng)。主要用于配料系統(tǒng)維護(hù)。 C.自動(dòng)控制文件:當(dāng)放入自動(dòng)控制文件時(shí)，配料系統(tǒng)由集中控制中心自動(dòng)控制。 (2)集控中心自動(dòng)控制:該功能是自動(dòng)灌裝機(jī)的主流控制模式。生產(chǎn)過程的控制由操作臺(tái)和PLC自動(dòng)灌裝機(jī)自動(dòng)完成。 (3)觸摸屏界面設(shè)有系統(tǒng)自動(dòng)手動(dòng)切換按鈕。在手動(dòng)狀態(tài)下，只要觸摸某個(gè)配料系統(tǒng)，配料系統(tǒng)就可以啟動(dòng)。該功能主要用于系統(tǒng)調(diào)試。 3生產(chǎn)操作界面 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作界面采用日本彩色觸摸屏，負(fù)責(zé)處理與現(xiàn)場(chǎng)操作相關(guān)的稱重儀表，使操作人員能夠了解現(xiàn)場(chǎng)操作狀態(tài)、各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值以及是否有故障報(bào)警，并能夠控制和調(diào)整生產(chǎn)過程。 觸摸屏的主要功能: 一、能動(dòng)態(tài)模擬和顯示各種工藝流程、生產(chǎn)報(bào)告和生產(chǎn)數(shù)據(jù)； 每張圖片都有操作按鈕，如圖片切換按鈕、生產(chǎn)過程啟動(dòng)/停止控制按鈕、報(bào)警按鈕、緊急按鈕等。C.事件報(bào)警:當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常情況時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并以文字顯示故障類型，畫面會(huì)自動(dòng)切換到故障所在的流程圖。 d、液體灌裝機(jī)從靜態(tài)到運(yùn)行，畫面模擬動(dòng)畫顯示； E.權(quán)限管理:觸摸屏只有在操作員啟動(dòng)機(jī)器時(shí)輸入正確的登錄密碼后才能進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 打印班級(jí)報(bào)告和月報(bào)。 觸摸屏通過電纜連接到稱重灌裝機(jī)。 監(jiān)控計(jì)算機(jī) 配料系統(tǒng)的上位機(jī)通過通訊端口連接到下位機(jī)，軟件采用組態(tài)軟件。上位機(jī)的功能包括觸摸屏的所有功能以及工程師站的功能。它可以修改和配置下位機(jī)的程序。為了滿足管理的需要，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)資源的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)在上位機(jī)建立了兩個(gè)數(shù)據(jù)庫: 生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫:(產(chǎn)量、產(chǎn)出率、產(chǎn)出率、電量、每噸糧食耗電量、流量)。 液體灌裝機(jī)故障數(shù)據(jù)庫:(液體灌裝機(jī)過載、溢出、失速、倉(cāng)空、倉(cāng)滿、故障恢復(fù))。 下位機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和灌裝機(jī)的故障被實(shí)時(shí)記錄并存儲(chǔ)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。配料系統(tǒng)可以通過上位機(jī)輕松查詢某一年、某一月、某一秒的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、故障發(fā)生時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間，并可以生成各種生產(chǎn)報(bào)表打印出來。 配料系統(tǒng)的上位機(jī)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，也可以作為現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏的剩余設(shè)計(jì)。配料系統(tǒng)的上位機(jī)同時(shí)與機(jī)組局域網(wǎng)相連，為生產(chǎn)信息化提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)信息化是生產(chǎn)信息化的基礎(chǔ)。 5PLC稱重灌裝機(jī) 根據(jù)工藝液體灌裝機(jī)的數(shù)量，在高檔精米配料系統(tǒng)的生產(chǎn)線上設(shè)置稱重模塊/稱重模塊。PLC采用高可靠性稱重灌裝機(jī)，輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)采用隔離器，提高液體灌裝機(jī)的可靠性。配置模數(shù)模塊以收集各種稱重模塊/稱重模塊的模擬量。為PLC數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)場(chǎng)配置配置遠(yuǎn)程通信模塊。 6控制功能 (1)工藝流程的啟動(dòng) 配料系統(tǒng)的工藝流程應(yīng)從分部開始。每個(gè)部分可以根據(jù)工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖和單獨(dú)啟動(dòng)，也可以根據(jù)該部分自動(dòng)聯(lián)鎖和從后向前啟動(dòng)。配料系統(tǒng)各部分的工藝流程自動(dòng)聯(lián)鎖并啟動(dòng)。首先啟動(dòng)相應(yīng)的空壓機(jī)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)，然后根據(jù)物流的逆向延遲逐一啟動(dòng)各工藝液體灌裝機(jī)。 為了解決不同原料使用時(shí)工藝流程的動(dòng)態(tài)組合，我們?cè)谥髌聊恢信渲昧嗽线x擇，通過原料顆粒選擇按鈕控制液體灌裝機(jī)的聯(lián)鎖啟停，并動(dòng)態(tài)組合觸摸屏和監(jiān)控計(jì)算屏幕?？删幊炭刂破魍姾螅浞侥J(rèn)一分鐘，液體灌裝機(jī)根據(jù)配方工藝流程啟動(dòng)，觸摸屏和監(jiān)控計(jì)算機(jī)顯示加工配方的工藝流程。如果要更改配方，進(jìn)入屏幕時(shí)按下配方選擇按鈕，液體灌裝機(jī)將根據(jù)新的配方啟動(dòng)，觸摸屏和監(jiān)控計(jì)算機(jī)也會(huì)顯示新的配方過程。(2)流程停止 有三種方法可以停止流程: A.正常停機(jī):首先關(guān)閉所有卸料氣動(dòng)門，然后根據(jù)物流方向的流程自動(dòng)聯(lián)鎖并逐一停機(jī)，最后停止除塵液體灌裝機(jī)。 故障停止:當(dāng)前端控制單元檢測(cè)到液體灌裝機(jī)故障，如過載或失速時(shí)，該段的排放氣動(dòng)門將立即關(guān)閉。如果故障在3分鐘內(nèi)無法恢復(fù)，本部分的其他液體灌裝機(jī)將停止。 C.緊急停機(jī):當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可以通過操作界面上的緊急按鈕立即停止所有運(yùn)行中的液體灌裝機(jī)，以確保系統(tǒng)和人員的安全。 (3)將液位計(jì)與工藝流程聯(lián)鎖 重力清石機(jī)、碾米機(jī)和重力篩灌裝機(jī)的正常工作條件需要合適的物流配合，料位裝置和氣動(dòng)門的開啟可以達(dá)到這一目的。當(dāng)這些液體灌裝機(jī)的進(jìn)料斗和下料位置裝置動(dòng)作時(shí)，這些液體灌裝機(jī)將停止運(yùn)行，其他工藝液體灌裝機(jī)將保持工作狀態(tài)。當(dāng)材料達(dá)到要求的高度時(shí)，重新啟動(dòng)這些液體灌裝機(jī)。 在局部工作區(qū)，當(dāng)料倉(cāng)裝滿物料(或液體灌裝機(jī)過載)時(shí)，工作區(qū)的卸料門立即關(guān)閉，工藝流程保持工作狀態(tài)。如果該狀態(tài)仍保持在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，工作區(qū)的液體灌裝機(jī)將停止運(yùn)行。如果料倉(cāng)滿信號(hào)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)被取消(或過載的液體灌裝機(jī)恢復(fù)正常)，卸料門將重新打開，液體灌裝機(jī)將正常運(yùn)行進(jìn)行生產(chǎn)。由于水稻植株的過程部分基本上是串聯(lián)的，所以上述控制思想結(jié)合具體情況巧妙地應(yīng)用于整個(gè)過程。 (4)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集 配料系統(tǒng)分別通過流量計(jì)和脈沖電能表向可編程控制器的模數(shù)模塊和輸入模塊發(fā)送信號(hào)。然后通過編程將實(shí)時(shí)模擬量和脈沖量變?yōu)閷?shí)時(shí)數(shù)字量，通過累加和積分運(yùn)算得到以下生產(chǎn)數(shù)據(jù): 米流量(公斤)/小時(shí)，糙米流量(公斤)/小時(shí)，粗糙度， 每班糧食產(chǎn)量(噸)、每班糙米產(chǎn)量(噸)、每月糧食產(chǎn)量(噸)、每月糙米產(chǎn)量(噸)、每班發(fā)電量(千瓦時(shí))、每噸糧食耗電量(千瓦時(shí)/噸)和每月發(fā)電量(千瓦時(shí)) (5)強(qiáng)電控制 結(jié)論配料系統(tǒng)自動(dòng)灌裝機(jī)已在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。實(shí)踐證明，配料系統(tǒng)運(yùn)行可靠，界面友好，系統(tǒng)監(jiān)控和操作方便，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，實(shí)現(xiàn)了副桶的自動(dòng)化管理。 | |
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