可编程控制器在配料称重控制系统中的应用

       配料称重控制系统是将两种或两种以上的物料按一定重量比自动定量加入搅拌机，然后达到预定要求后自动收获的过程。该系统广泛应用于化工、制药、饲料、建材、冶金等行业对配料混合过程的控制。与传统的继电器触点装置相比，可编程控制器具有体积小、抗干扰能力强、可靠性高等优点；然而，PLC在数据处理和显示功能上也存在一些不足。如果用89C51单片机完成数据采集和处理，虽然体积小，但便于提高处理精度，降低成本，而且通过硬件接口方便数据输出和管理。选择SIMATIC  OP07操作面板作为人机界面，而不是传统的显示器，将大大降低系统设计成本，取代TD200文本显示器，将使PLC与显示器之间的界面编程更加简单，增强显示功能。介绍了某轻工机械厂发泡包装材料生产中配料称重控制系统的硬件组成、功能设计和程序实现。

2系统组成和主要功能

　　2.1系统组成原理

　　整个配料称重系统由搅拌仓、储罐、称重传感器、液位计、西门子PLC226、单片机89C51、西门子OP07和几个控制阀组成，分为机械和控制两部分。机械部分示意图如图1所示，由三部分组成：山地料仓、称重料斗和搅拌机。进料仓由电机驱动，将物料送到称重料斗。称重料斗支撑在称重传感器上。由山体传感器和发射器产生的代表重量的电信号经过信号放大模块后由单片机采集。当达到预定重量时，可编程控制器驱动电机打开称重料斗门，物料进入搅拌机。同时，搅拌电机启动。混合一段时间后，卸料口打开，将物料卸出。控制系统的组成框图如图2所示。称重传感器的信号经信号放大模块处理后，其重量变为4-20mA的标准信号，由单片机处理，通过串行通信传输给PLC。可编程控制器将接收到的数据发送到OP07，以供操作员监控显示。另一方面，单片机也可以将数据发送到微型打印机进行打印输出。当需要搅拌配料时，用户按下自动键，PLC启动进料阀，将所需的物料(包括本系统中的三种物料)按一定比例依次加入搅拌仓。同时，PLC监控液位计发出的脉冲信号，确定料仓内物料的位置，从而控制进料阀的开关；加料完成后，根据预设的搅拌延时时间，PLC启动搅拌电机，保证物料在搅拌仓内充分搅拌，完成搅拌操作。然后进入出料、压料阶段，PLC控制山料阀动作，将物料从搅拌仓输出，压入储罐，完成一个周期的自动配料控制过程。梅特勒-托利多称重传感器用于称重，PT350C信号放大模块用于信号放大。OP07是西门公司推出的操作面板，通过密封键盘提供操作和过程监控。支持文字和图形显示，其主要特点有：(1)灵活的集成接口，可以通过各种方式连接不同的PLCs(2) LCD显示，背光LED。显示4行，每行20个字符，行高8mm(3) 22个字符键、8个自定义软键和3种在线语言；(4)体积小，有坚固的塑料外壳，在加膜前铺好；(5)使用SIMATICProcool/Lite配置。与传统的TD200文本显示相比，OP07具有更好的显示功能和更方便的在线配置模式。在控制过程中，OP07主要用于显示当前物料号的配方号、配料号和理论重量。在手动工作模式下，用户可以通过操作面板输入或修改公式，2.2主要控制功能的设计

　　(1)断电保护功能：如果充电时断电，应保护好现场。一旦来电，应显示提示屏幕以等待按钮。如果是停止按钮，断电保护状态将被清除，返回初始工作状态；如果是暂停按钮，断电时恢复工作状态，继续工作；(2)设置“白色”和“手动”两种工作模式：“手动”工作是独立完成某个控制环节，如“加料”、“搅拌”、“出料”。允许用“暂停/继续”键暂停，并允许在暂停状态下修改参数；“自动”操作是完成一个完整的循环控制循环，包括进料、搅拌、出料等环节。“自动”操作时，只允许“暂停/继续”键有效，所有“手动”键无效，参数可稍加修改；(3)具有立即停止功能：当“停止”键有效时，在任何控制过程中都会停止并返回重量显示状态；(4)调零功能：在称重状态下按下“调零”键，使大显示值归零，如果超出调零范围，可以调零并显示误差信息；(5)去皮功能：在称重状态下按“去皮”键，将显示多的重量扣除为皮重，再次按“去皮”键，恢复原来显示的重量。