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配料稱重控制系統(tǒng)是一種在線測量動態(tài)計(jì)量系統(tǒng)，集輸送、計(jì)量、配料、定量等功能于一體，在冶金、建材、化工、飼料加工等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)開發(fā)自動配料優(yōu)化控制系統(tǒng)，對于改善勞動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
MCGS組態(tài)軟件是北京某公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，本文討論了MCGS在配料控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1配料稱重控制系統(tǒng)的組成
1.1配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
如圖1所示，8個(gè)不同品種的物料存儲倉，根據(jù)配方要求按次序的控制各自的進(jìn)料絞龍，根據(jù)目標(biāo)值重量送出一定重量的物料進(jìn)入稱重混合器，通過混合攪拌電機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌到設(shè)定的時(shí)間后稱重混合器的排料門打開，放出混合后的物料，再通過出料絞龍把混合好的物料送到下一個(gè)包裝環(huán)節(jié)。

1.2配料系統(tǒng)控制原理結(jié)構(gòu)
如圖2所示，MCGS觸摸工控機(jī)通過串口RS485和配料稱重儀表B520進(jìn)行通訊連接，能夠?qū)崿F(xiàn)新建、保存和下載產(chǎn)品配方、能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集和處理數(shù)據(jù)及狀態(tài)顯示、能夠?qū)崿F(xiàn)對歷史配料稱重?cái)?shù)據(jù)的查詢和打印報(bào)表、還可以U盤導(dǎo)入導(dǎo)出配方和遠(yuǎn)程控制等功能。配料稱重儀表B520本身只有0-9個(gè)配方，共10組配方選擇，通過MCGS配方表添加了0-99個(gè)配方，一共100組配方，配方總數(shù)還可以根據(jù)需要在軟件里增加。

MCGS觸摸工控機(jī)通過串口RS485和S7200PLC進(jìn)行通訊連接，來實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場磁性開關(guān)、行程開關(guān)等元件的信號狀態(tài)顯示、對電機(jī)、電磁閥等設(shè)備級的動作控制處理。
1.3MCGS組態(tài)軟件
MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境由完成動畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接文件與MCGS運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程”。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，在運(yùn)行環(huán)境中完成對工程的控制工作。本系統(tǒng)使用版本為MCGS7.6嵌入版。
2MCGS組態(tài)設(shè)計(jì)
MCGS組態(tài)過程一般如下：新建工程-構(gòu)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫-生成圖形界面-定義動畫連接-主控窗口組態(tài)-設(shè)備窗口組態(tài)-運(yùn)行策略組態(tài)-測試。
2.1設(shè)備組態(tài)
（1）莫迪康ModbusRTU
從設(shè)備工具箱中先將通用串口父設(shè)備加入設(shè)備組態(tài)窗口，雙擊通用串口父設(shè)備，其基本屬性設(shè)置：設(shè)備名稱為通用串口父設(shè)備0、初始工作狀態(tài)為啟動、最小采集周期1000ms、串口端口號為COM2、通訊波特率為9600、數(shù)據(jù)位8位、停止位1位、無校驗(yàn)。
再加入設(shè)備莫迪康ModbusRTU，莫迪康ModbusRTU指的是和配料稱重儀表B520通訊設(shè)備。雙擊設(shè)備莫迪康ModbusRTU，設(shè)備屬性值設(shè)置：設(shè)備名稱為設(shè)備0、設(shè)備地址為1、其他為默認(rèn)值。
通道連接：讀寫4WB0002通道連接變量為“設(shè)備0-讀寫4WB0002”。設(shè)備調(diào)試：讀寫4WB0002通道是指儀表顯示的實(shí)際重量范圍
為-3000.0-3000.0，通道變量“設(shè)備0-讀寫4WB0002”，就會隨著實(shí)際顯示重量而顯示。
通道數(shù)據(jù)處理：因?yàn)橥ǖ雷x寫4WB0002顯示的數(shù)值是沒有小數(shù)位的，讀過來的數(shù)值都比實(shí)際大10倍，通過工程轉(zhuǎn)換設(shè)置：輸入最小值為-30000、輸入最大值為30000、工程最小值為-3000、工程最大值為3000、在顯示輸出格式你選擇1位小數(shù)。
其他的通道與變量連接和上面類似，不在詳解，具體連接如圖3。

（2）S7200PPI
從設(shè)備工具箱中先將通用串口父設(shè)備加入設(shè)備組態(tài)窗口，雙擊通用串口父設(shè)備，其基本屬性設(shè)置：設(shè)備名稱為通用串口父設(shè)備1、初始工作狀態(tài)為啟動、最小采集周期1000ms、串口端口號為COM4、通訊波特率為9600、數(shù)據(jù)位8位、停止位1位、偶校驗(yàn)。
再加入設(shè)備S7200PPI，S7200PPI指的是和S7200PLC通訊設(shè)備。雙擊設(shè)備S7200PPI，設(shè)備屬性值設(shè)置：設(shè)備名稱為設(shè)備1、設(shè)備地址為2、其他為默認(rèn)值。
通道連接：讀寫TDUB131通道連接變量為“設(shè)備0-讀寫TDUB131”。設(shè)備調(diào)試：讀寫TDUB131通道是指配料完成后在稱重混合器里進(jìn)行
混合攪拌的時(shí)間.通過MCGS軟件畫面進(jìn)行修改混合時(shí)間和顯示混合時(shí)間，S7200PLC是用來邏輯計(jì)時(shí)的，混合時(shí)間設(shè)置范圍為0-5000s.通道變量讀寫TDUB131是隨著連接變量“設(shè)備0-讀寫4WB0002”寫入值而改變。
通道數(shù)據(jù)處理：由于在S7200PLC里選擇的是T131通點(diǎn)延時(shí)器，其基準(zhǔn)值為100ms，在連接變量“設(shè)備0-讀寫4WB0002”寫入100，但實(shí)際T131通點(diǎn)延時(shí)器只延時(shí)到10s，而不是100s，需要通過工程轉(zhuǎn)換設(shè)置：輸入最小值為0、輸入最大值為50000、工程最小值為0、工程最大值為5000，通道處理完成后就可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)。
其他的通道與變量連接和上面類似，不在詳解，具體連接如圖4。

2.2運(yùn)行策略組態(tài)
本系統(tǒng)具有配方實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤、操作記錄存盤、導(dǎo)出歷史的配方數(shù)據(jù)報(bào)表，需要在運(yùn)行策略里面添加一些腳本程序。
在啟動策略腳本里面寫入了InputSTime="2013-8-100：00：00"，InputETime="2050-12-3100：00：00"，設(shè)置導(dǎo)出歷史配方的下限時(shí)間和上限時(shí)間。
在循環(huán)策略腳本里寫入了IF設(shè)備0_讀寫40004_04=1AND存盤=0THEN
!SaveData（配料實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤）存盤=1
ENDIF
IF設(shè)備0_讀寫40004_04=0THEN
存盤=0ENDIF
設(shè)置了滿足上述條件，執(zhí)行配料的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤。在運(yùn)行策略里設(shè)置的定時(shí)循環(huán)時(shí)間都是100ms。
3界面效果
組態(tài)完畢進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備組態(tài)畫面里，可以看到當(dāng)前的配方號、調(diào)用配方、配方編輯、配方下載、另存配方文件、U盤導(dǎo)入導(dǎo)出配方；還可以看到物料對應(yīng)倉號選擇等畫面。
例如圖5：配方選擇的是小麥粉，第一步目標(biāo)值的是500Kg，對應(yīng)4號倉；第二步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)7號倉；第三步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)9號倉；第四步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)10號倉；第五步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)4號倉；第六步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)11號倉；總重量為2000Kg。通過配方下載到配料稱重儀表，如果有需要添加新的配方可以再配方編輯里面添加。

在物料對應(yīng)倉號選擇畫面里：在1步里選擇的是4#倉、在2步里選擇的是7#倉、在3步里選擇的是9#倉、在四步里選擇的是10#倉、在五步里選擇的是4#倉、在六步里選擇的是11#倉。
由上述可以看出，在一個(gè)配方里，同一種物料可以進(jìn)料多次，進(jìn)料順序可以根據(jù)配料需要任意選擇。
進(jìn)入監(jiān)控流程圖組態(tài)畫面里，可以看到與實(shí)際相對應(yīng)的8個(gè)儲料倉、8個(gè)進(jìn)料絞龍、稱重混合器、出料絞龍等監(jiān)控連接動畫，還包含啟動、停止、循環(huán)等操作畫面。如圖6對應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)使用的是4號倉，7號倉，9號倉,10 號倉，11號倉已準(zhǔn)備完畢顯示畫面。
4結(jié)語
 

IF設(shè)備0_讀寫40004_04=1AND存盤=0THEN
!SaveData（配料實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤）存盤=1
ENDIF
IF設(shè)備0_讀寫40004_04=0THEN
存盤=0ENDIF
設(shè)置了滿足上述條件，執(zhí)行配料的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存盤。在運(yùn)行策略里設(shè)置的定時(shí)循環(huán)時(shí)間都是100ms。
3界面效果
組態(tài)完畢進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)入生產(chǎn)準(zhǔn)備組態(tài)畫面里，可以看到當(dāng)前的配方號、調(diào)用配方、配方編輯、配方下載、另存配方文件、U盤導(dǎo)入導(dǎo)出配方；還可以看到物料對應(yīng)倉號選擇等畫面。
例如圖5：配方選擇的是小麥粉，第一步目標(biāo)值的是500Kg，對應(yīng)4號倉；第二步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)7號倉；第三步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)9號倉；第四步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)10號倉；第五步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)4號倉；第六步目標(biāo)值是300kg，對應(yīng)11號倉；總重量為2000Kg。通過配方下載到配料稱重儀表，如果有需要添加新的配方可以再配方編輯里面添加。
在物料對應(yīng)倉號選擇畫面里：在1步里選擇的是4#倉、在2步里選擇的是7#倉、在3步里選擇的是9#倉、在四步里選擇的是10#倉、在五步里選擇的是4#倉、在六步里選擇的是11#倉。
本配料稱重控制系統(tǒng)利用MCGS軟件采用自帶的配方功能，把原有10個(gè)配方號變成100個(gè)配方號，配方總數(shù)還可以根據(jù)需要在軟件里增加。利用MCGS軟件制作的畫面流程，可以任意的選擇物料的配料順序，每一種物料也可以多次的進(jìn)料選擇，每一次配料最多進(jìn)料6次。
本文的創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)計(jì)了配料稱重系統(tǒng)，詳述了利用MCGS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及輸出控制的開發(fā)全過程，實(shí)現(xiàn)表明系統(tǒng)運(yùn)行可靠、操作簡便、速度快、控制精度高。本系統(tǒng)已用在上海某面粉廠，根據(jù)面向不同的客戶已存儲了55種配方，產(chǎn)量比原來提高25%，精度提高由原來的千分之五提高到了千分之4，整體運(yùn)行效果良好。

作者：譚維清

深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長。卓禾儀器有十?dāng)?shù)年的現(xiàn)場校驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)內(nèi)有良好的口碑，且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過程中遇到的技術(shù)問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。