1、    飼料生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    謝鋼【摘 要】飼料是各類(lèi)原料根據(jù)一定比例所配制成的。飼料配料生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)是應(yīng)用微計(jì)算機(jī)、plc控制器以及生產(chǎn)線等構(gòu)成。飼料內(nèi)各原料重量是通過(guò)配料倉(cāng)的稱(chēng)重傳感器而實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)通過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。通過(guò)微機(jī)控制進(jìn)而讓飼料嚴(yán)格按照飼料配方當(dāng)中的科學(xué)比例來(lái)配成，進(jìn)而更好的對(duì)精度要求進(jìn)行滿足，大大提升飼料的產(chǎn)量。因此，本文設(shè)計(jì)了飼料生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)，并且分析了功能的實(shí)現(xiàn)?！娟P(guān)鍵詞】飼料生產(chǎn)線;自動(dòng)化系統(tǒng);設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)飼料是各類(lèi)原料根據(jù)一定比例所配制成的。飼料配料生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)是應(yīng)用微計(jì)算機(jī)、plc控

2、制器以及生產(chǎn)線等構(gòu)成1。飼料內(nèi)各原料重量是通過(guò)配料倉(cāng)的稱(chēng)重傳感器而實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)通過(guò)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。通過(guò)微機(jī)控制進(jìn)而讓飼料嚴(yán)格按照飼料配方當(dāng)中的科學(xué)比例來(lái)配成，進(jìn)而更好的對(duì)精度要求進(jìn)行滿足，大大提升飼料的產(chǎn)量。因此，本文設(shè)計(jì)了飼料生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)，并且分析了功能的實(shí)現(xiàn)。一、自動(dòng)化配料控制系統(tǒng)整體概述飼料配料自動(dòng)化生產(chǎn)線主要通過(guò)計(jì)算機(jī)、plc控制器以及生產(chǎn)線構(gòu)成。工控計(jì)算機(jī)當(dāng)中配備數(shù)模轉(zhuǎn)換卡。軟件是通過(guò)vb以及access的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及用戶操作界面2。1.1自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)化生產(chǎn)線是通過(guò)10個(gè)原料倉(cāng)、1個(gè)配料倉(cāng)。配料倉(cāng)是通過(guò)液壓油泵來(lái)帶動(dòng)運(yùn)行的。每一個(gè)原料倉(cāng)以及配料

3、倉(cāng)間利用稱(chēng)門(mén)相通。稱(chēng)門(mén)大小決定了進(jìn)料多少。稱(chēng)門(mén)下面含有一個(gè)干黃管形成決定了稱(chēng)門(mén)大小的十個(gè)位置信號(hào)。它決定了倉(cāng)門(mén)開(kāi)起大小。十個(gè)位置信號(hào)對(duì)應(yīng)著十個(gè)稱(chēng)門(mén)檔位。選取什么倉(cāng)來(lái)配料是通過(guò)手動(dòng)或者微機(jī)控制的。plc控制器對(duì)旋轉(zhuǎn)電磁閥電磁鐵閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。1.2自動(dòng)化系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程在配料過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)選倉(cāng)和稱(chēng)門(mén)大小之后，主要存在兩個(gè)模式，分別是手動(dòng)、自動(dòng)。在進(jìn)行配料之后，液壓油泵帶動(dòng)著料倉(cāng)來(lái)實(shí)現(xiàn)配料。在選倉(cāng)的時(shí)候，一次僅僅對(duì)一個(gè)倉(cāng)進(jìn)行選取，然而要連倉(cāng)的時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)依次的連倉(cāng)。手動(dòng)選倉(cāng)是plc可編程控制器輸入，通過(guò)plc來(lái)控制電磁閥的閉合。當(dāng)對(duì)稱(chēng)門(mén)選擇之后實(shí)現(xiàn)手動(dòng)的配料。通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)利用rs232口來(lái)對(duì)plc進(jìn)

4、行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的配料。1.3自動(dòng)化系統(tǒng)的功能要求第一，原料的管理。對(duì)原料進(jìn)行增加、刪除。常常應(yīng)用的原料已經(jīng)錄入九三級(jí)，日常僅僅作比較少的調(diào)節(jié)。在打印、顯示的時(shí)候通過(guò)表格形式來(lái)進(jìn)行顯示，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印。第二，飼料管理。對(duì)飼料配方進(jìn)行增加和刪除。常常應(yīng)用的配方已經(jīng)錄入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。在日常當(dāng)中僅僅稍微調(diào)節(jié)就行。在打印以及顯示的時(shí)候，通過(guò)表格的手段來(lái)進(jìn)行顯示和打印數(shù)據(jù)。在對(duì)飼料配方進(jìn)行輸入的時(shí)候，原料名稱(chēng)不需要被錄入，僅僅需要從原料表當(dāng)中進(jìn)行選取就行。第三，生產(chǎn)任務(wù)管理。在飼料配方表當(dāng)中，設(shè)置要生產(chǎn)的各類(lèi)原料、各類(lèi)原料重量、對(duì)各類(lèi)原料所在的倉(cāng)號(hào)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)需要生產(chǎn)的份數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，

5、實(shí)時(shí)的顯示目前工作倉(cāng)號(hào)，落下原料重量以及生產(chǎn)批次等等。二、硬件設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)主要由工業(yè)控制機(jī)、plc、現(xiàn)場(chǎng)控制屏td200、稱(chēng)重信號(hào)檢測(cè)單元、重量信號(hào)處理單元、計(jì)算機(jī)通訊單元、輸入控制檢測(cè)單元、輸出控制單元等組成。研華工業(yè)控制機(jī)作上位機(jī)，負(fù)責(zé)下位機(jī)運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄查詢(xún)、配方管理、參數(shù)處理傳遞、異常報(bào)警記錄、文檔管理打印，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊等;西門(mén)子plc作下位機(jī)，接受處理上位機(jī)傳遞的控制指令及控制參數(shù)、采集稱(chēng)量信號(hào)、檢測(cè)輸入單元狀態(tài)、控制輸出單元工作、上傳通訊信息。上位機(jī)和plc之間采用主從輪詢(xún)控制方式，上位機(jī)作控制主站，plc作控制從站，根據(jù)控制規(guī)模可由一臺(tái)或多臺(tái)組成。稱(chēng)量檢測(cè)單元采用高精度s

6、型稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重變送器、和a/d模塊組成，配料稱(chēng)斗上安裝了3只稱(chēng)重傳感器。計(jì)算機(jī)通訊單元由通訊卡、通訊協(xié)議軟件、通訊轉(zhuǎn)換器、電纜及接頭組成，控制規(guī)模不同形式有所區(qū)別。控制單元由電氣控制電路組成，plc過(guò)輸出點(diǎn)控制電氣電路按程序工作，控制單元控制配料絞龍起停、稱(chēng)斗放料、混合機(jī)計(jì)時(shí)、手自動(dòng)轉(zhuǎn)換、手動(dòng)控制、狀態(tài)設(shè)定、報(bào)警輸出等。在本工程設(shè)計(jì)中，為了避免電源對(duì)系統(tǒng)造成的干擾，計(jì)算機(jī)、所有plc、工控儀表、變送器采用一體化供電方式，它們的電源均由在線式ups連續(xù)供電。三、自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)軟件主要包括三部分：上位計(jì)算機(jī)控制軟件、plc控制軟件、計(jì)算機(jī)與plc通訊軟件設(shè)計(jì)。3.1上位機(jī)控制軟

7、件上位機(jī)軟件采用vb編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，軟件主要由配方管理、生產(chǎn)工藝單管理、成品入庫(kù)管理、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄查詢(xún)系統(tǒng)、通訊程序、故障自診斷、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、生產(chǎn)報(bào)表打印等部分組成，各部分相互銜接，組成了一個(gè)有機(jī)整體。生產(chǎn)時(shí)，只要輸入生產(chǎn)工藝單，將工藝參數(shù)和生產(chǎn)配方傳到下位機(jī)，啟動(dòng)系統(tǒng)即可進(jìn)行配料。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)需要可隨時(shí)進(jìn)行暫停、跳倉(cāng)操作，還可在線傳送配方。3.2下位機(jī)plc控制軟件下位機(jī)plc軟件采用西門(mén)子專(zhuān)用語(yǔ)句開(kāi)發(fā)，下位機(jī)有兩個(gè)通訊口，一個(gè)通訊口連接td200現(xiàn)場(chǎng)控制屏，另一個(gè)與通訊電纜、通訊轉(zhuǎn)換器、通訊卡與計(jì)算機(jī)相連。工作時(shí)plc隨時(shí)接收上位機(jī)下達(dá)的各項(xiàng)指令，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)控制操作、上傳生產(chǎn)

8、數(shù)據(jù)、輸入輸出工作狀態(tài)。上位機(jī)故障時(shí)，可由現(xiàn)場(chǎng)控制屏輸入生產(chǎn)數(shù)據(jù)，下位機(jī)脫離上位機(jī)，照常能進(jìn)行自動(dòng)配料工作。3.3計(jì)算機(jī)與plc通訊軟件設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)和plc采用profibus-dp工業(yè)總線通訊方式，工作方式為主從輪詢(xún)方式。上位機(jī)通訊軟件由vb編程實(shí)現(xiàn)，下位機(jī)通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)。四、自動(dòng)打包控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本工程有兩臺(tái)自動(dòng)打包機(jī)，1臺(tái)用于粒料打包、1臺(tái)用于粉料打包，打包稱(chēng)的量程設(shè)定范圍為20-50千克/袋，每臺(tái)可儲(chǔ)存24個(gè)品種的打包參數(shù)，靜態(tài)誤差小于等于±0.1%fs，打包動(dòng)態(tài)誤差小于等于±0.2%fs，符合了國(guó)家對(duì)飼料打包稱(chēng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。在打包機(jī)控制方式中采用西門(mén)子plc控制，稱(chēng)重傳感

9、器采用兩套抗側(cè)偏能力強(qiáng)的剪切梁式稱(chēng)重傳感器，參數(shù)設(shè)定通過(guò)td200中文顯示控制器，有手動(dòng)&自動(dòng)切換功能。打包機(jī)電控部分、軟件開(kāi)發(fā)根據(jù)技術(shù)要求和物料性質(zhì)來(lái)設(shè)計(jì)的。粒料由于流動(dòng)性好，不易結(jié)弓，采用重力自落料形式，通過(guò)調(diào)節(jié)物料下落的閘門(mén)開(kāi)度控制落料速度，閘門(mén)全開(kāi)時(shí)為快速加料，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的快加料量時(shí)，軟件進(jìn)行慣性自動(dòng)檢測(cè)，根據(jù)慣性量的大小，自動(dòng)調(diào)整快加料量，然后系統(tǒng)進(jìn)入慢加料狀態(tài)，在該過(guò)程中也進(jìn)行慣性量檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)整慢加料量，最后判斷誤差進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)加料。與國(guó)內(nèi)同類(lèi)設(shè)備相比，計(jì)量精確、打包速度快。對(duì)于粉料物料性質(zhì)相反，粉碎越細(xì)，纖維物料越多，流散性越差，喂料方式為皮帶稱(chēng)。通過(guò)調(diào)節(jié)皮帶稱(chēng)的轉(zhuǎn)速和料層厚度，做到精確控制落料。其工作過(guò)程與粒料基本相同。五、結(jié)束語(yǔ)在自動(dòng)配料和自動(dòng)打包系統(tǒng)中，除完善的控制功能外，還強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)通訊功能和管理功能，把生產(chǎn)控制與生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理、原料庫(kù)房管理、產(chǎn)品庫(kù)房管理、生產(chǎn)成本概算、售后產(chǎn)品跟蹤等有機(jī)地結(jié)合在一起，強(qiáng)大的通訊功能可使生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與廠內(nèi)的其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)