饲料厂全自动配料控制系统

一、概述

        随着科学技术的日新月异，生产过程自动化程度要求越来越高，原有的生产配料装置远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产必须面临的重大问题。

      目前电子称重配料控制系统已广泛应用于建材、饲料、化工、冶金、食品等多种行业中。它集自动控制技术、计量技术、传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化系统；具有重量值数字显示、过程画面动态显示、配方修改管理、配料速度快、控制高等优点，采用上位计算机完全屏上控制系统，具有配料数据自动存储、配料过程清单查询和班、日、月、年报表统计及打印等功能。

      系统采用开放的控制方式，兼容性强，开放的数据库。通过以太网可接入厂级局域网，可实现管控一体化。

二、系统组成及控制说明

根据用户生产实际情况和控制要求，整个配料生产控制系统由：贮料仓、下料机构（绞龙输送机）、称量桶、排料机构、电气控制系统及上位机操作管理系统等组成。

配料控制策略如下：
⑴、通过上位计算机选择所需的配方号、设置配料批次。

⑵、计算各物料所需配料重量值。

⑶、选择自动配料方式。

⑷、按总启动键，启动系统配料运行。

⑸、系统启动配料顺序1给料电机，开始快速给料，当达到快加设定值时，变频器降速，进入慢加料状态，当达到慢加设定值时，系统断开控制接触器，变频器停止，结束配序1物料配料。延迟一定时间后，启动一下配序2物料给料电机，开始配下一配料，控制过程与配序1相同。

⑹、用户可根据配方要求，调整控制参数，以达到配方工艺要求。

⑺、当某种物料缺料或堵料时，系统发出缺料报警，提示操作员处理。

⑻、当所设配料已配完，系统便发出配料结束信号，提示本次配料完成。

⑼、配料完成后，启动搅拌电机进行搅拌，搅拌时间可人工设定。

⑽、当搅拌时间结束时，停止搅拌，并启动卸料电机卸料。

⑾、当卸完物料（即重量值达到并低于零位设定值），并且卸料阀门关闭到位（关到位传感器接通）后，系统自动启动下配料工作。

⑿、当所设配料批次已配完，系统便发出配料结束信号，提示本次配方完成，并自动退出配料工作状态，等待下配料。

系统设有自动和手动控制功能。在手动控制方式，可人工单独控制各物料的进料电机的启动和停止，不受任何条件制约。此控制方式便于系统的检修和调试。但是每次只能开启一台绞龙电机，不能同时启动两台或两台以上绞龙电机。

在自动控制方式：只需人工按[总启动/停止]按键，系统便自动进入连续配料工作状态，途中无须人工干预。按预置的配料次数结束后，系统便自动停止配料，并发出结束报警。

配料重量值从称重仪表经由标准通讯模块传输给PLC进行换算处理，再经过通讯口上传到上位计算机。所有配料数据均自动保存在计算机硬盘中，便于统计、查询、报表打印等。

2、电气控制系统

      电气控制系统由电气控制柜和PLC主控制柜组成。

电气控制柜含：塑壳空开、电动机断路器、小型断路器、交流接触器、变频调速器、电气辅助器件等。

⑴、控制柜内设有一个电源总开关，之后每组工作电机单独设置一个电源开关，便于维护、检修。

⑵、柜内电气设备互换强，便于维修和抢修，并有过载保护和短路保护功能。

⑶、对容量大的设备电机，采用Y/Δ降压启动方式。

注：因本方案为配料部分控制技术改造方案，保留原有低压电气控制部分，增加变频调速器，以提高配料速度和。

PLC主控制柜含：可编程控制器、扩展模块、通讯模块、控制继电器、称重显示仪表、开关电源及辅助材料等。

⑴、采用可编程控制器（简称PLC）通过PLC程序对整个设备系统实现电气联锁和逻辑控制。控制线路清晰，控制安全、准确、可靠，便于检修、维护，保证设备安全运行，且自动化程度高。

⑵、通讯模块是将称重仪表的重量数据传输给PLC，由PLC运算处理后上传至上位机，并进行换算比较，输出各种相应的控制信号，达到自动控制目的。

⑶、控制继电器用于PLC输出接点与外部电气器件隔离，可保护PLC的接点，延长PLC的使用寿命。

⑷、称重显示器主要是对物料的重量信号进行采集、处理和显示，并通过RS485通讯接口输出数据资料和接受PLC的指令。

称重显示控制器具有以下功能：

5.1 全数字式调校和功能设定方式，各种参数可面板设定、查询和修改；设定值能掉电保护。

5.2 性能稳定，抗干扰能力强，控制高，可显示实时重量值。

5.3 具有标准的RS232/485串行通讯接口，可与上位机连接通讯。

5.4  AD转换速率为200次/秒

5.5 显示为1/15000。

5.6 输入为0.3uV/d

⑹、柜内主要元件采用国际产品：

可编程控制器（日本三菱）              FX系列

各类模块（日本三菱）                

变频调速器（日本三菱）                E540系列  

控制继电器（日本欧姆龙）             MY2NJ或MY4NJ

称重显示器仪表（志美产品）

3、上位机操作管理系统

      由研华工控机（IPC）、17”液晶显示器、打印机、UPS、组态软件等组成。

⑴、硬件

      上位主机采用高品质的研华工控机：机箱IPC-610P，主板PCA-6006LV，CPU为P4/2.4G，512M内存，52X光驱，80GHDD硬盘，17"彩色液晶显示器，USB/COM/RS485通信接口。

⑵、软件

      采用北京亚控公司组态软件。“组态王”是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以WINDOWS中文操作系统作为其操作平台，充分利用WINDOWS功能，图形界面友好。它能与PLC进行通讯，可读取I/O状态，发送I/O指令，具有报警、故障查询及打印功能。组态画面真实反映实时状态，工程设定及配方输入多样，适应工况能力强。而且软件设有不同的访问权限，可让不同权限的人操作不同的内容。“组态王”是目前国内的、销量的品牌监控组态软件。

软件操作说明：

①、美观实用的生产过程动态模拟，能显示实时的工作状态和每种物料的目标重量、实际重量及误差值；实现手动操作和自动控制配料功能；

②、全中文界面，操作简单、方便，只需用鼠标点击相应的按键即可。

③、丰富的数据管理功能，故障声光报警提示及统计；存贮配方预置，可随时进行配方调用、修改、删除和查询；

④、每批配料数据的历史记录保存，可随时对产量及耗料进行班、日、月、年报表统计、查询和打印；

⑤、在配料过程中，具有缺料自动报警，并可在线人工更换装有相同物料的仓号；

⑥、具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能；

⑦、整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便；

⑧、可实现远程管理，控制室的计算机可与总经理室的计算机联网。总经理室内可实时查看生产情况和生产报表。

三、系统主要功能

1、 具有手动操作和自动控制配料功能；

2、美观实用的生产过程动态模拟，能显示实时的工作状态和每种物料的目标重量、实际重量及误差值；

3、存贮配方预置，可随时进行配方调用、修改、删除和查询；

4、每批配料数据的历史记录保存，可随时对产量及耗料进行班、日、月、年报表统计、查询和打印；

5、在配料过程中，具有缺料自动报警（可选配语音报警和操作提示），并可在线人工更换装有相同物料的仓号；

6、具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能；

7、控制部分均选用进口品牌产品，保证系统的稳定性、可靠性、长期性。

8、整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便；

9、采用变频调速器控制配料，提高了配料速度和，从而提高产品的质量和稳定性。

四、

系统改造策略及工期

1、PLC控制器、控制继电器接线端子等可预装于一块安装底板，并连接好控制线。

2、所有控制软件均在安装前调试完成，并能正常运行。

3、控制器安装底板、变频调速器及称重显示器均安装于原有的控制屏内或面板上。

4、从安装器件到布线结束，需要2~3天即可开机投产。