การออกแบบสภาวะชั่งแบบไดนามิค

การออกแบบสภาวะชั่งแบบไดนามิค

0 คําแนะนํา
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 resultsบทความนี้เน้นการวางแผนและการออกแบบของเครื่องชักชั่งแบบไดนามิกออนไลน์สําหรับสายการเติมน้ํามันย่อย 200 ลิตร ความต้องการดังต่อไปนี้

น้ําหนักของกลอง 200 ลิตรของน้ํามันเล็บเสร็จคือ 185.3 กิโลกรัม และช่วงเบี่ยงเบนที่อนุญาตที่กําหนดโดยบริษัทคือ (185.3 ± 0.3) กิโลกรัมความเบี่ยงเบนของสแกนการชั่งไดนามิกที่ออกแบบในเอกสารนี้ควรควบคุมภายใน ± 0.1 กิโลกรัม

(2) สามารถตรวจสอบน้ําหนักในเวลาจริงบนถังผลิตภัณฑ์เสร็จ 200 ลิตรบนสายເຕີມน้ํา เมื่อน้ําหนักเกินค่าขั้นต่ําบนและล่างที่อนุญาตมันสามารถกรองหรือถอนมันออกจากสายการผลิตได้โดยอัตโนมัติ และพร้อมกันส่งสัญญาณเตือนเสียงและสัญญาณเตือนสายตา.

เครื่องชักน้ําหนักแบบไดนามิคควรสามารถชั่งน้ําหนักได้ในความเร็ว 120 บาร์เรลต่อชั่วโมง

(4) ข้อมูลการชั่งสามารถนํากลับไปยังตัวควบคุมของเครื่องเติมได้อย่างรวดเร็ว โดยปรับปริมาณการเติมและให้การสนับสนุนทางเทคนิคสําหรับการควบคุมค่าใช้จ่ายและการบริหารจัดการที่ปรับปรุงของบริษัท [1].

1การประกอบและหลักการทํางานของวัดแบบไดนามิก
ตารางชั่งแบบไดนามิคประกอบด้วย เครื่องขนส่ง, เครื่องตรวจวัด, เครื่องควบคุมการชั่ง, ระบบควบคุม และอุปกรณ์การปฏิเสธเครื่องขนส่งถูกวางบนพื้นที่ชั่งของเซ็นเซอร์ชั่ง. คอนเวอเรอร์ประกอบด้วยสามส่วน: มอเตอร์, เครื่องลด, และม้วนคอนเวอเรอร์ [2] การตั้งค่าของสกะเลนการชั่งไดนามิกแสดงในรูป 1,และโครงสร้างของระบบควบคุมแสดงในรูป 2.

รูปที่ 1 สัญลักษณ์แผนภูมิของการตั้งค่าสแกนการชั่งแบบไดนัมิก

รูปที่ 1 แผนผังการตั้งค่าสแกนการชั่งแบบไดนามิก ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูปที่ 2 โครงสร้างของระบบควบคุมสกัดสกัดแบบไดนามิก

รูปที่ 2 โครงสร้างของระบบควบคุมสภาวะการชั่งแบบไดนามิก ดาวน์โหลดภาพเดิม

2 การออกแบบฮาร์ดแวร์ของเช็คเวย์เกอร์แบบไดนามิก
การออกแบบฮาร์ดแวร์ของบทความนี้รวมถึงการเลือกฮาร์ดแวร์, การออกแบบวงจรไฟฟ้าหลัก, การออกแบบวงจรควบคุม, และการจัดสรรจุด I/O ของ PLC

2.1 การเลือกฮาร์ดแวร์
บทความนี้เลือกอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์โดยใช้หลักการตอบสนองความต้องการการผลิต, ผลประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายสูง, ความน่าเชื่อถือสูง, และการปล่อยให้มีช่องทางบางอย่าง, ดังที่แสดงในตาราง 1.

ตารางที่ 1 อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ ดาวน์โหลด ตารางเดิม

ตารางที่ 1 อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์

ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 1 อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์

2.2 การออกแบบวงจรไฟฟ้าหลัก
วงจรหลักของสภาวะการชั่งแบบไดนามิกแสดงในรูป 3 โดยหลักแล้วรวมถึง: เครื่องตัดวงจร, เครื่องติดต่อ, เครื่องป้องกันการกระตุ้น (SPD), เครื่องแปลงแยก, เครื่องไฟฟ้าสลับ, PLC,เครื่องขนย้ายเข็มขัดระบบเชื่อมต่อผ่านสวิทช์ QF1 และอุปกรณ์ทั้งหมดในวงจรหลักถูกเปิดเนื่องจากมันถูกให้พลังงานโดยพลังงาน AC สามเฟสที่มีความวัด 380 V, แต่วงจรควบคุมการเข้า PLC, จอสัมผัส, และรีระยะกลางของระบบต้องการปัสดุพลังงาน DC 24 V, ปัสดุพลังงานสลับจําเป็นที่จะให้บริการปัสดุพลังงาน DC 24 V.การบริหารพลังงานของ PLC ได้รับการให้บริการโดย 220 V AC หลังจากที่แปลงแยกและการสลับพลังงาน.

รูปที่ 3 วงจรไฟฟ้าหลัก

รูปที่ 3 วงจรหลักไฟฟ้า ดาวน์โหลดภาพเดิม

2.3 วงจรควบคุมและการจัดสรรจุด I/O ของ PLC
ตามหลักการควบคุม จุดเข้า จุดออก และที่อยู่ของทะเบียนกลางถูกต้องถูกจัดสรรตามที่แสดงในตารางที่ 2 ถึง 4,ระบบควบคุมทั้งหมดสามารถควบคุมได้โดยอัตโนมัติหรือด้วยมือสําหรับสกะแนนน้ําหนักแบบไดนามิก ผ่านสวิทช์สลับสองโหมดการควบคุมเป็นสํารองสําหรับกันและกัน, รับประกันความปลอดภัยของระบบควบคุม สัญลักษณ์การเชื่อมต่อไฟฟ้าของ PLC โฮสต์การควบคุมวงจรแสดงในรูป 4.

ตารางที่ 2 การจัดสรรที่อยู่เข้าแบบดิจิตอล ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 2 การจัดสรรที่อยู่เข้าแบบดิจิตอล

ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 2 การจัดสรรที่อยู่เข้าแบบดิจิตอล

ตารางที่ 3 การจัดสรรที่อยู่ออกแบบดิจิตอล ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 3 การจัดสรรที่อยู่ออกแบบดิจิตอล

รูปที่ 4 การเชื่อมต่อสายไฟของ PLC โฮสต์คอนโทรลลุป

รูปที่ 4 แผนการเชื่อมต่อของวงจรควบคุม PLC โฮสต์ ดาวน์โหลดภาพเดิม

ตารางที่ 4 การจัดสรรที่อยู่ของทะเบียนกลาง ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 4 การจัดสรรที่อยู่ของทะเบียนกลาง

ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 4 การจัดสรรที่อยู่ของทะเบียนกลาง

3 การออกแบบซอฟต์แวร์สแกลชั่งแบบไดนามิก
3.1 การออกแบบโปรแกรมจอสัมผัส
อันดับแรก โปรแกรม Vijeo Designer ใช้ในการตั้งค่าอินเตอร์เฟซจอสัมผัส รวมถึงอินเตอร์เฟสกระบวนการ อินเตอร์เฟสคู่มือ อินเตอร์เฟสสัญญาณเตือน เป็นต้น ดังแสดงในรูป 5 ถึง 7แล้ว, "ไฟล์" ที่ครบถ้วนถูกดาวน์โหลดไปยังโปรเซสเซอร์จอสัมผัสผ่านอินเตอร์เฟซการสื่อสารของคอมพิวเตอร์เน็ตบุ๊คและจอสัมผัสของ Schneider GXU3512และการสื่อสารระหว่างจอสัมผัสและ PLC ได้ถูกกําหนด [2]อินเตอร์เฟซการตั้งค่ารวมถึงปริมาตร เช่น น้ําหนักปัจจุบัน, เริ่ม / หยุดระบบ, จํานวนถังสะสม, น้ําหนักสะสม, และเวลาการทํางานของเข็มขัด.

รูปที่ 5 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซกระบวนการ"

รูปที่ 5 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซกระบวนการ" ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูปที่ 6 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซมือ"

รูปที่ 6 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซมือ" ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูปที่ 7 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซสัญญาณเตือน"

รูปที่ 7 การแก้ไข "อินเตอร์เฟซสัญญาณเตือน" ดาวน์โหลดภาพเดิม

3.2 การออกแบบโปรแกรม PLC
3.2.1 การตั้งค่าฮาร์ดแวร์และการออกแบบโปรแกรมหลัก
PLC Schneider TM218LDA16DRN เป็นแกนหลักของระบบควบคุมในเอกสารนี้การตั้งค่าฮาร์ดแวร์และการตั้งค่าการตั้งค่าสําหรับตัวควบคุมจอชี้วัดการชั่งใช้ So Machine M218 v2.0.31.45 โปรแกรมซอฟต์แวร์ ดังที่แสดงในรูป 8 และ 9 สัญลักษณ์บันไดควบคุมถูกเขียนตามที่แสดงในรูป 10 ถึง 12 เพื่อบรรลุฟังก์ชันต่อไปนี้เริ่มและหยุดของสายพานขนส่งเข็มขัดและควบคุมโลจิกที่ตรงกัน; น้ําหนักในเวลาจริง, การปฏิเสธความเบี่ยงเบน, การแสดงความผิดพลาดและสัญญาณเตือน; และการควบคุมการป้องกันที่จําเป็น [3]

รูป 8 การตั้งค่าฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุม

รูป 8 การตั้งค่าฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุม ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูปที่ 9 การตั้งค่าการตั้งค่าของ Ind131 Weighing Display Controller

รูปที่ 9 การตั้งค่าการตั้งค่าของ Ind131 Weighing Display Controller ดาวน์โหลดภาพเดิม

ภาพ 1-0 โปรแกรมหลัก

ภาพ 1.0 โปรแกรมหลัก ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูป 1-1 โปรแกรมควบคุม 1

รูป 1-1 โปรแกรมควบคุม 1 ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูปที่ 1-2 โปรแกรมควบคุม 2

รูปที่ 1-2 โปรแกรมควบคุม 2 ดาวน์โหลดภาพเดิม

3.2.2 การอัพโหลด / ดาวน์โหลดโปรแกรม และการแก้ไขข้อผิดพลาดของระบบ
(1) กําหนดตัวแปร ตัวแปรเป็นสะพานระหว่างพื้นที่การทํางานของจอสัมผัสและจุด I / O ของ Schneider PLCหน้าจอสัมผัสสามารถบรรลุฟังก์ชัน เช่น การใส่ปริมาตร PLC, การควบคุมการทํางาน และการออกของค่าปัจจุบันของ PLC ตามที่แสดงในรูป 13

(2) โปรแกรมถูกดาวน์โหลดไปยัง PLC วางพอร์ตการสื่อสาร สร้างการสื่อสารระหว่าง PLC และคอมพิวเตอร์ ดาวน์โหลดโปรแกรม PLC ที่ครบครันไปยัง PLCและทดสอบโปรแกรมผ่านฟังก์ชันสถานะโปรแกรมและซอฟต์แวร์จําลอง. หากพบปัญหาใด ๆ, ปรับปรุงโปรแกรมในเวลา. การตั้งค่าสถานีแม่และทาส Modbus แสดงในรูป 14 และ 15 และการตั้งค่าสายลําดับแสดงในรูป 16

รูป 1-3 การตั้งค่าตัวแปร

รูปที่ 1 3 การตั้งค่าตัวแปร ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูป 1-4 การตั้งค่า Modbus Master

รูปที่ 1 4 Modbus Master Configuration ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูป 1-5 การตั้งค่า Modbus Slave

รูปที่ 1 15 Modbus Slave Configuration ดาวน์โหลดภาพเดิม

รูป 1-6 การตั้งค่าเส้นลําดับ

รูปที่ 1 6 การตั้งค่าเส้นลําดับ ดาวน์โหลดภาพเดิม

(3) หลังจากซอฟต์แวร์ปรับปรุง PLC เป็นปกติและซอฟต์แวร์การตั้งค่าจอสัมผัสเสร็จสิ้น, ระบบทั้งหมดถูกปรับปรุงร่วมกัน.สัญญาณการตอบสนองและมอเตอร์ทั้งหมดถูกจําลองให้ทํางานตามความต้องการการควบคุมจริง เพื่อตรวจสอบว่าการทํางานและผลประกอบการของระบบทั้งหมดสามารถตอบสนองความต้องการการออกแบบหรือไม่. หลังจากการทดสอบทั้งหมดเป็นปกติ, การทดสอบการจําลองสถานการณ์เตือนความผิดพลาดยังดําเนินการ. เมื่อการเชื่อมโยงข้อมูลการทดสอบทั้งหมดเป็นปกติ, การแก้ไขปัญหาระบบเสร็จสิ้น

4การวิเคราะห์ความต้านทานต่อการแทรกแซง เพื่อเพิ่มความแม่นยําของชั่ง
4.1 ปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบต่อความแม่นยําของชั่งวัดแบบไดนามิก
(1) ปริมาตรของผลิตภัณฑ์ที่ถูกชั่ง น้ําหนักเป้าหมาย ความเร็วในการขนส่ง เป็นต้นและความเร็วในการขนส่งคือ 120 ทรัมต่อชั่วโมง, ซึ่งตรงกับความเร็วของสายการเติมและเครื่องควบคุมการชั่ง

(2) ความแม่นยําของเซลล์ภาระที่เลือกและเครื่องมือควบคุมการชั่งในบทความนี้, เซลล์ภาระและเครื่องมือควบคุมของ Mettler Toledo ถูกเลือก, ด้วยความแม่นยําของ 0.1 กิโลกรัม.

(3) อุณหภูมิ ความชื้น ความสั่นสะเทือนของพื้นดิน และการไหลเวียนของอากาศในสภาพแวดล้อมรอบตัวอุณหภูมิและความชื้นคงที่และสั่นสะเทือนที่ดินต่ํา

4.2 การวิเคราะห์การต่อต้านการแทรกแซง
ในบทความนี้ การป้องกันการขัดขวางถูกพิจารณาอย่างครบถ้วนในการเลือกอุปกรณ์และการออกแบบวงจร

(1) การป้องกันไฟฟ้าแม่เหล็ก สินค้านี้นําการป้องกันไฟฟ้าแม่เหล็กไปใช้ด้วยมาตรการสามอย่าง:พวกเขาถูกวางในกระดูกเหล็กก๊าบอนที่คลุมด้วยการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ดีระหว่างกระดูก; และระยะการวางคู่ระหว่างสายควบคุมและสายไฟฟ้าถูกรักษามากกว่า 600 มม เพื่อป้องกันการแทรกแซงทางด้านนอกของไฟฟ้าแม่เหล็ก

(2) การติดดินเพื่อป้องกันการแทรกแซง ในบทความนี้, วงจรสัญญาณทั้งหมดถูกติดดินผ่านสายไฟไปยังจุดติดดินร่วมกัน. การติดดินสัญญาณและแรง AC ต้องแยกการป้องกันพื้นดินของสายสัญญาณและพื้นดินของอุปกรณ์ระบบ PLC ได้แบ่งปันความยาวของสายการก่อดินถูกสั้นลง และสายการก่อดินและปลายใช้ตามมาตรฐาน

(3) การป้องกันไฟฟ้าและการต่อต้านการรบกวนและการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการกระจายไฟ (SPD), เพื่อบรรลุการป้องกันฟ้าคะนองและความต้านทานต่อการรบกวน [4]

5 การทดสอบและการประเมินผลการทํางานของสแกนน้ําหนักแบบไดนามิก
หลังจากการปรับปรุงสภาวะการชั่งแบบไดนามิคมันถูกทดสอบเป็นเวลา 2 สัปดาห์ โดยใช้น้ําหนักมาตรฐาน 200 กิโลกรัม ซึ่งผ่านการตรวจสอบตาม "กฎหมายการตรวจสอบ JJG539-2016 สําหรับชั่งแสดงภาพดิจิตอล"โดยรวมแล้ว 10 กลุ่มและ 40 ข้อมูลการวัดถูกรวบรวมเพื่อการวิเคราะห์สถิติ ดังที่แสดงในตารางที่ 5ความเร็วในการทํางานที่ตรงกับเส้นบรรจุ, ความสามารถต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่ง ตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีกระบวนการอย่างเต็มที่ และง่ายในการตั้งค่าและใช้งาน

ตารางที่ 5 การวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบสแกนน้ําหนักแบบไดนามิก ดาวน์โหลดตารางเดิม

ตารางที่ 5 การวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบสแกนน้ําหนักแบบไดนามิก

เริ่มจากการออกแบบการชั่งแบบไดนามิกหนังสือพิมพ์นี้ทําให้การชั่งน้ํามันลื่นสําเร็จรูป 200 ลิตร 100% ออนไลน์ ผ่านการใช้ Schneider PLC ในชั่งชั่งแบบไดนามิก. เมื่อเทียบกับการตรวจสอบจุดที่กําหนดเวลาด้วยมือแบบดั้งเดิม, ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นถึง 10 เท่า, และค่าแรงงานถูกประหยัด. โดยเฉพาะสําหรับถังขนาดใหญ่, มันยากสําหรับการจัดการด้วยมือ,และข้อดีของการชั่งน้ําหนักออนไลน์ในเวลาจริงข้อมูลการวัดสามารถนํากลับไปยังเครื่องเติม เพื่อให้มีการปรับปริมาณเติมแบบอัตโนมัติ ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากน้ําหนักของผลิตภัณฑ์บนสายการผลิตสามารถติดตามได้จากระยะไกล, การปรับปรุงระดับของสารสนเทศของบริษัท