Projektowanie dynamicznej wagi

Projektowanie dynamicznej wagi

0 Wprowadzenie
A dynamic checkweigher is a device that performs real-time dynamic weighing of products under the operation of a fully automatic production line and automatically classifies the products based on the weighing resultsW niniejszym artykule koncentruje się na planowaniu i projektowaniu dynamicznej wagy kontrolnej online dla linii napełniania olejem smarowym o pojemności 200 l. Wymagania są następujące:

Masa bębna 200 l gotowego oleju smarowego wynosi 185,3 kg, a dopuszczalny zakres odchylenia ustalony przez przedsiębiorstwo wynosi (185,3 ± 0,3) kg.Odchylenie dynamicznej wagi zaprojektowanej w niniejszym dokumencie powinno być kontrolowane w zakresie ±0.1 kg.

(2) Może przeprowadzać kontrolę masy w czasie rzeczywistym na beczkach gotowego produktu o pojemności 200 l na linii napełniania.może automatycznie wyświetlać lub usuwać je z linii produkcyjnej i jednocześnie emitować sygnał alarmowy dźwiękowy i wizualny.

Dynamiczna wagarka powinna być zdolna do ważenia z prędkością 120 baryłek na godzinę.

(4) Dane ważone mogą być szybko przekazywane do sterownika maszyny do napełniania, co pozwala regulować objętość napełniania, oszczędzając surowce,oraz zapewnienie wsparcia technicznego w zakresie kontroli kosztów i doskonalenia zarządzania przedsiębiorstwami [1].

1Skład i zasada działania dynamicznej wagi
Skala dynamiczna składa się z przenośnika, czujników ważących, sterownika wyświetlacza ważenia, systemu sterowania i urządzenia odrzucającego.Przekaźnik umieszczany jest na platformie ważącej czujnika ważeniaKonwerter składa się z trzech części: silnika, reduktoru i rolników przenośnych [2]. Konfiguracja dynamicznej wagi jest przedstawiona na rysunku 1,a struktura układu sterującego jest przedstawiona na rysunku 2.

Rysunek 1 Schematyczny schemat konfiguracji dynamicznej wagi

Rysunek 1 Schematyczny schemat konfiguracji dynamicznej wagi

Rysunek 2 Struktura systemu sterowania dynamiczną wagą

Rysunek 2 Struktura dynamicznego systemu sterowania wagą

2 Dynamiczne projektowanie sprzętu wag kontrolnych
Projektowanie sprzętu w tym artykule obejmuje wybór sprzętu, projektowanie obwodów głównych elektrycznych, projektowanie obwodów sterujących oraz alokację punktów PLC I/O.

2.1 Wybór sprzętu
W niniejszym artykule wybrano sprzęt sprzętowy w oparciu o zasady zaspokajania potrzeb produkcyjnych, wysokiej wydajności kosztowej, dużej niezawodności i pozostawienia pewnego marginesu, jak pokazano w tabeli 1.

Tabela 1 Sprzęt sprzętowy Pobierz oryginalną tabela

Tabela 1 Sprzęt sprzętowy

Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 1 Sprzęt sprzętowy

2.2 Konstrukcja głównych obwodów elektrycznych
Na rysunku 3 przedstawiono główny obwod dynamicznej wagi, głównie obejmujący: wyłącznik, kontaktor, ochronę przed napięciem (SPD), transformator izolacyjny, zasilanie przełącznikowe, sterownik sterowaniaprzenośnik taśmowySystem jest podłączony za pośrednictwem przełącznika QF1 i wszystkie urządzenia w obwodzie głównym są podłączone.Jako że jest zasilany trójfazową prądem przemiennym z napięciem 380 V, ale obwód sterowania wejściem PLC, ekran dotykowy i przekaźnik pośredni systemu wymagają zasilania prądem stałym 24 V, zasilanie prądem stałym 24 V wymaga zasilania przełącznikowego.Zarządzanie energią PLC jest zasilane przez 220 V AC po transformatorze izolacyjnym i zasilanie przełącznikowym.

Rysunek 3 Elektryczny obwod główny

Rysunek 3 Elektryczny obwod główny Pobierz oryginalny obraz

2.3 Przekazanie pętli sterowania i punktów I/O sterownika sterowania
Zgodnie z zasadą sterowania punkty wejścia, wyjścia (I/O) i adresy rejestrów pośrednich są rozsądnie rozmieszczone, jak pokazano w tabelach 2 do 4.,całego systemu sterowania można sterować automatycznie lub ręcznie dynamiczną wagą poprzez przełącznik.Oba tryby sterowania służą jako kopie zapasowe dla siebie, zapewniając bezpieczeństwo układu sterującego.

Tabela 2 Alokacja adresu cyfrowego wejścia Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 2 Alokacja adresów wejściowych cyfrowych

Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 2 Alokacja adresów wejściowych cyfrowych

Tabela 3 Alokacja adresu wyjściowego cyfrowego Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 3 Przydział adresów cyfrowych wyjściowych

Rysunek 4 Przesłanie pętli sterowania sterownika PLC

Rysunek 4 Diagram okablowania obwodu sterowania PLC Host Download Original Image

Tabela 4 Przydział adresów w rejestrze pośrednim Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 4 Przydział pośrednich adresów rejestrowych

Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 4 Przydział pośrednich adresów rejestrowych

3 Projektowanie oprogramowania do dynamicznej wagi
3.1 Projekt programu na ekranie dotykowym
Po pierwsze, oprogramowanie programowania Vijeo Designer jest wykorzystywane do konfiguracji interfejsu ekranu dotykowego, w tym interfejsu procesu, interfejsu ręcznego, interfejsu alarmowego itp., jak pokazano na rysunkach od 5 do 7.Więc..., wypełniony "plik" jest pobierany do procesora ekranu dotykowego za pośrednictwem interfejsu komunikacyjnego notebooka i ekranu dotykowego Schneider GXU3512,a komunikacja między ekranem dotykowym a sterownikiem sterowania jest ustalona [2]Interfejs konfiguracji obejmuje parametry takie jak waga prądu, uruchomienie/przerwanie systemu, łączna liczba wiader, łączna waga i czas biegu pasa.

Rysunek 5 Edycja "Interfejsu Procesowego"

Rysunek 5 Edycja "Procesowego interfejsu" Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 6 Edycja "ręcznego interfejsu"

Rysunek 6 Edycja "ręcznego interfejsu" Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 7 Edycja "interfejsu alarmowego"

Rysunek 7 Edycja "interfejsu alarmowego" Pobierz oryginalny obraz

3.2 Zaprojektowanie programu sterowania PLC
3.2.1 Konfiguracja sprzętu i projektowanie programu głównego
PLC Schneider TM218LDA16DRN służy jako rdzeń systemu sterowania w niniejszym artykule.konfiguracja sprzętu i ustawienia konfiguracji sterownika wyświetlacza ważenia są wykonywane przy użyciu So Machine M218 v2.0.31.45 oprogramowanie do programowania, jak zilustrowane na rysunkach 8 i 9. Diagramy drabiny sterującej są zapisane zgodnie z rysunkami 10 do 12 w celu osiągnięcia następujących funkcji:uruchomienie i zatrzymanie przenośnika taśmowego i odpowiednie sterowanie logiczne; ważenie w czasie rzeczywistym, odrzucanie odchylenia, wskazanie usterki i alarm; oraz niezbędna kontrola ochrony [3].

Rysunek 8 Konfiguracja sprzętowa systemu sterowania

Rysunek 8 Konfiguracja sprzętowa systemu sterowania Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 9 Ustawienia konfiguracji sterownika wyświetlacza ważenia Ind131

Rysunek 9 Ustawienia konfiguracji sterownika wyświetlacza wag Ind131 Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-0 Główny program

Rysunek 1.0 Główny program Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-1 Program kontroli 1

Rysunek 1-1 Program sterowania 1 Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-2 Program kontroli 2

Rysunek 1-2 Program sterowania 2 Pobierz oryginalny obraz

3.2.2 Przesyłanie/pobieranie programów i debugowanie systemu
(1) Ustawić zmienne. Zmienniki służą jako most między obszarami funkcjonalnymi ekranu dotykowego a punktami I/O sterownika Schneider PLC.ekran dotykowy może osiągać takie funkcje, jak wprowadzenie parametrów do PLC, funkcjonalnego sterowania i wyjścia wartości prądu sterownika PLC, jak pokazano na rysunku 13.

(2) Program jest pobierany do PLC. Ustawić port komunikacyjny, ustalenie komunikacji między PLC i komputerem, pobierz wypełniony program PLC do PLC,i przetestować program poprzez funkcję stanu programu i oprogramowanie symulacyjneW przypadku wystąpienia jakichkolwiek problemów należy w odpowiednim czasie zmodyfikować program. Konfiguracje stacji Modbus master i slave są przedstawione na rysunkach 14 i 15, a ustawienia linii seryjnej na rysunku 16.

Rysunek 1-3 Ustawienia zmiennych

Rysunek 1 3 Ustawienia zmiennych Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-4 Konfiguracja główna Modbus

Rysunek 1 4 Modbus Konfiguracja główna Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-5 Konfiguracja Modbus Slave

Rysunek 1 15 Konfiguracja Modbus Slave Pobierz oryginalny obraz

Rysunek 1-6 Ustawienia linii seryjnej

Rysunek 1 6 Ustawienia linii seryjnej Pobierz oryginalny obraz

(3) Po normalnym debugowaniu oprogramowania PLC i zakończeniu konfiguracji oprogramowania ekranu dotykowego cały system jest wspólnie debugowany.sygnał sprzężenia zwrotnego i wszystkie silniki są symulowane do pracy zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami sterowania w celu wykrycia, czy działanie i wydajność całego systemu mogą spełniać wymagania projektowePo normalnym wyniku wszystkich testów przeprowadza się również test symulacji sytuacji alarmowych.

4Analiza odporności na zakłócenia w celu poprawy dokładności wag
4.1 Główne czynniki wpływające na dokładność wag dynamicznych
(1) Objętość ważonego produktu, waga docelowa, prędkość przenoszenia itp. W tym przypadku beczki 200 l ważonego oleju smarowego mają stosunkowo niewielki ruch,i prędkość przenoszenia wynosi 120 bębnów na godzinę, która jest dopasowana do prędkości linii napełniania i przyrządu sterującego ważeniem.

(2) Dokładność wybranej komory obciążenia i instrumentu sterującego ważeniem.

(3) Temperatura, wilgotność, wibracje ziemi i cyrkulacja powietrza w otoczeniu.stabilna temperatura i wilgotność, i niskie wibracje ziemi.

4.2 Analiza przeciwdziałania zakłóceniom
W niniejszym artykule w pełni uwzględniono kwestię przeciwdziałania zakłóceniom przy wyborze urządzeń i projektowaniu obwodów.

(1) Osłona elektromagnetyczna. Niniejszy artykuł wprowadza w życie osłonę elektromagnetyczną poprzez trzy środki: kable sterujące wykorzystują osłonięte kable skręcone;Są one umieszczone w pokrytej galwanizowanej stali węglowej, z dobrym połączeniem elektrycznym między; a równoległa odległość między kablami sterującymi a kablami zasilającymi jest utrzymywana na odległości większej niż 600 mm w celu zapobiegania interferencjom elektromagnetycznym zewnętrznym.

(2) Uziemienie w celu zapobiegania zakłóceniom. W niniejszym artykule wszystkie obwody sygnałowe są uziemione przez przewody do wspólnego punktu uziemienia. Ziemia sygnału i ziemia prądu przemiennego muszą być oddzielone.Ziemia osłonowa kabla sygnałowego i ziemia urządzeń systemu PLC są wspólneDługość drutu uziemienia jest skrócona, a drut uziemieniowy i terminal są stosowane zgodnie ze standardowymi specyfikacjami.

(3) Ochrona przed błyskawicami i odporność na zakłócenia.i montażu urządzeń ochronnych przed przewyższeniem, w celu uzyskania ochrony przed błyskawicami i odporności na zakłócenia [4].

5 Badanie dynamicznej wagi i ocena wydajności
Po usunięciu błędów dynamicznej wagi,został poddany badaniom przez dwa tygodnie przy użyciu wagi standardowej 200 kg, która przeszła weryfikację zgodnie z "Rozporządzeniem weryfikacyjnym JJG539-2016 dotyczącym cyfrowych wag wskazujących"W celu analizy statystycznej zebrano łącznie 10 grup i 40 danych pomiarowych, jak pokazano w tabeli 5.prędkość biegu, która odpowiada linii napełniania, silna zdolność przeciwdziałania zakłóceniom, w pełni spełnia wymagania technologii procesowej i jest łatwa do ustawienia i obsługi.

Tabela 5 Analiza danych z badań dynamicznej skali ważenia Pobierz oryginalną tabelę

Tabela 5 Analiza danych z badań dynamicznej wagi

Począwszy od projektu dynamicznego ważenia,Niniejszy artykuł realizuje 100% online ważenia 200L gotowych beczek oleju smarowego poprzez zastosowanie Schneider PLC w dynamicznej wagi. W porównaniu z tradycyjną sprawdzaniem ręcznym w czasie, wydajność zwiększa się o 10 razy, a koszty pracy są oszczędne.i zalety online ważenia w czasie rzeczywistym są oczywisteDane pomiarowe mogą być przekazywane z powrotem do maszyny do napełniania, aby uzyskać automatyczną regulację objętości napełniania, co znacznie oszczędza koszty.waga produktów na linii produkcyjnej może być zdalnie monitorowana, podnosząc poziom informacyjności przedsiębiorstwa.