控制系统结构图试验机控制系统结构主要由上位工控机与远程测控模块组成,由RS232/RS485转换器完成工控机与远程测控模块之间的通信。远程测控模块向上位机传递设备的实时状态,接受并执行上位机的实时控制命令,实现对现场设备的控制。
控制系统模块介绍①工控机采用深圳研祥公司的工业级PPC-1501平板电脑,15“高亮度LCD液晶显示屏,可扩充触摸屏,低功耗P3级处理器,系统安装灵活方便,提供多种接口,工作温度、储存温度、相对湿度能够适合工业环境。
②变频器调速设备采用西门子公司的M420系列变频器,通过BOP或AOP面板设置相关参数,控制三项交流电动机转速。变频器通过RS485总线与主机通信,接受调速命令。
③传感器机筒加热器以PT100热电阻为测量传感器。考虑到在连接导线较长时,采用两线制会将导线的电阻以及接触电阻引入,对测温精度产生较大影响,而四线制可消除引线影响,但对多路测温而言成本高。本设计采用三线制,并进行了非线性处理,大大提高了测量精度。压力传感器选用30MP、0.2MP.
④远程测控模采用ARK-24000系列产品,是专门设计用来在苛刻工业现场或其他分散式数据采集、控制场合,其作用是通过RS-485网络,将分散信号传输到主机或者控制远端。同时具备信号的调理及保护。
ARK24520为RS232到RS485转换器,可自动调节波特率(300-115200bps),带3000vd隔离电压;ARK24041D为带隔离显示的14路数字量输入模块;系统流程图控制系统结构图ARK24042D为带隔离显示的13路数字量输出模块;ARK24017为8路差分12位模拟量输入采集模块。
控制系统软件设计系统控制级的实现①控制级的主要功能:系统的控制级采用触摸屏平板电脑为中心控制计算机,解决自动开车和自动停车两个关键性问题,每部分并行工作的实际方案,大大提高了工作效率。②自动/手动工作方式:自动部分包括主电机、喂料、旋切电机的启停,三个加热器的启停,三个冷却泵的启停及注水阀的启停,动作准确连续,严格按工艺要求进行。
手动方式,主要在系统统一调试或出现故障时使用,有相应操作按钮控制控制每个动作。两种工作方式实现无扰动切换,保证系统正常运行,提高了系统的可靠性。③程序设计:用组态王中事件命令语言来实现。
软件的选择选用了北京亚控公司的组态王6.5作为控制系统的监控软件。经开发应用,该软件图形功能完备、简单易学、界面友好,能够满足设计需。组态王与采集模块的通信利用工控机COM口将RS485总线下的远程测控模块的采集信息,传送到组态王。I/O设备配置通过设备配置向导完成,主要包括通讯参数、设备名称、设备地址和设备串口号的配置。
利用I/O变量将组态王和采集数据连接起来,包括13路开关量,3路温度,2路压力,主电机、旋切电机、喂料电机转速值。控制界面设计运行界面在设计的过程中充分尊重操作人员的操作习惯,特别是动态数据颜色的选择:一般绿色表示正常,红色表示报警,并在画面的下边设计了换面切换按钮,方便操作。试验机的监控画面系统包括:①运行界面运行界面实现现场设备运行情况的监视,从运行界面上显示的信息可看出设备运行是否正常运转,可查看电机的转速,料筒的实时温度、压力值,可通过相应文本框改变其设定值,并可对控制系统的各设备进行启停操作。②参数设定界面操作界面中的设定参数是系统默认的,操作人员可根据现场的实际情况和工作经验进行修改。③报警窗口压力、温度、转速是否稳定非常重要,建立报警窗口,在其值超过所规定的界限时,系统自动产生相应警告信息,提醒工作人员,以方便操作。
结束语针对食品加工试验机控制系统的性能指标和要求,充分考虑到工业现场环境,进行了硬件设计、软件开发,达到了设计目的。该系统已投入运行,状况良好,具有推广价值。方便了用户提高生产效率、控制精度和自动化管理水平,对食品加工自动化行业亦有较好的借鉴和指导作用。