易控在混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.引言
混凝土攪拌站是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中不可或缺的生產(chǎn)設(shè)備,同時(shí)又是一個(gè)由多環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)。在混凝土的生產(chǎn)中,配料的稱量精度、配料的施工配比、原材料的含水率與供水量等直接影響混凝土的質(zhì)量,除此之外,控制系統(tǒng)中,與硬件設(shè)備的連接、配方數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、生產(chǎn)過(guò)程中原材料登記、倉(cāng)庫(kù)管理、操作人員登錄記錄、產(chǎn)品運(yùn)輸記錄等方面的管理等也會(huì)直接影響企業(yè)生產(chǎn)效率。
目前國(guó)內(nèi)大部分?jǐn)嚢枵究刂葡到y(tǒng),還存在著技術(shù)含量較低、自控程度較低、標(biāo)準(zhǔn)化程度較低等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的攪拌站控制系統(tǒng)中與硬件設(shè)備的連接處需要復(fù)雜的設(shè)置,并且與硬件設(shè)備的通信方式開發(fā)時(shí)一旦確定無(wú)法改變,對(duì)于使用不同設(shè)備的用戶,需要針對(duì)每種設(shè)備分別調(diào)試通信部分的程序,修改大量的代碼,導(dǎo)致調(diào)試和維護(hù)工作復(fù)雜難以進(jìn)行。采用通用組態(tài)軟件可以較好解決這個(gè)問(wèn)題,但是一般攪拌系統(tǒng)中除控制功能外,都需要集成數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能,而且這些功能也會(huì)因最終用戶的不同而具有個(gè)性化的特色,而復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理不是一般組態(tài)軟件的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域,一些看似簡(jiǎn)單的功能也難以通過(guò)簡(jiǎn)單的二次開發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn),源代碼級(jí)的修改定制又勢(shì)必造成管理和維護(hù)的困難。 因此這些軟件都難以滿足攪拌系統(tǒng)的要求,這導(dǎo)致了攪拌站控制系統(tǒng)普及和提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度有很大的困難。
“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的攪拌站自動(dòng)化控制系統(tǒng),與硬件連接方式更方便透明,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,針對(duì)用戶使用不同硬件設(shè)備的情況,只需簡(jiǎn)單修改設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)與硬件的通信,易于調(diào)試和維護(hù)。同時(shí)通過(guò)軟件提供的“用戶程序”功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作,使系統(tǒng)具有了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能。系統(tǒng)將過(guò)程控制和企業(yè)生產(chǎn)管理有機(jī)的結(jié)合在一起,既克服了傳統(tǒng)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的缺點(diǎn),又能滿足系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理方面的需求。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,可以按照設(shè)定的生產(chǎn)任務(wù)單,自動(dòng)、連續(xù)的控制物料計(jì)量、投料、攪拌、出料等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程的高度自動(dòng)化,同時(shí)又能進(jìn)行原材料登記、倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存管理、在線修改施工配比信息、操作人員登錄記錄、為產(chǎn)品運(yùn)輸指派車隊(duì)及綜合查詢功能等,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),大大提高了生產(chǎn)效率和科學(xué)化管理水平。
“易控(INSPEC)”具有精美的圖形界面和豐富的動(dòng)態(tài)圖庫(kù),與同類產(chǎn)品相比組態(tài)的生產(chǎn)畫面更為美觀。除此之外,“易控(INSPEC)”提供了世界上203種語(yǔ)言之間的自由轉(zhuǎn)換,為產(chǎn)品的出口帶來(lái)了極大的便利。
2.混凝土生產(chǎn)過(guò)程及系統(tǒng)管理需求
圖1 混凝土生產(chǎn)過(guò)程工藝流程圖
混凝土生產(chǎn)過(guò)程由物料倉(cāng)、物料秤、骨料斗以及攪拌機(jī)四個(gè)環(huán)節(jié)組成。其中物料倉(cāng)和物料秤為配料系統(tǒng),負(fù)責(zé)將原料按照配方中設(shè)定的值精確投放,骨料斗和攪拌機(jī)為攪拌系統(tǒng),負(fù)責(zé)混凝土攪拌及出料。
“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng),對(duì)混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)精確連續(xù)的控制。首先物料倉(cāng)按照配方中設(shè)定的配料值自動(dòng)將物料投放到物料秤上,系統(tǒng)通過(guò)物料秤采集到的重量值自動(dòng)停止放料,物料秤向骨料斗放料時(shí)同樣根據(jù)傳送帶電子秤采集到的重量值自動(dòng)停止放料,兩次放料保證配料量的精確。同時(shí),系統(tǒng)采用在線計(jì)算沖量的方法,根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)沖量大小,進(jìn)一步保證了配料量的精確。根據(jù)實(shí)際值和設(shè)定值計(jì)算出多余的物料將會(huì)留在物料秤上,參與到下一盤配料。所有投料完成以后開始計(jì)算攪拌定時(shí),由電鈴?fù)ㄖa(chǎn)完成。
混凝土攪拌控制系統(tǒng)還需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能。對(duì)生產(chǎn)任務(wù)信息的管理,需要涵蓋產(chǎn)品型號(hào)、等級(jí)、合同編號(hào)、采用的施工配比、工程類別及名稱、計(jì)劃及完成方量和日期、操作及質(zhì)檢人員、施工單位人員及銷售人員聯(lián)系方式等各種信息,并提供綜合查詢的功能。對(duì)原材料及庫(kù)存的管理,包括原材料品種型號(hào)數(shù)量登記、與物料倉(cāng)對(duì)應(yīng)信息等管理。對(duì)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)墓芾?,包括車?duì)車號(hào)登記、司機(jī)姓名登記及運(yùn)輸方量等信息。對(duì)配合比數(shù)據(jù)管理,包括對(duì)已有配合比數(shù)據(jù)的修改、錄入新配合比內(nèi)容并提供綜合查詢等。“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng),具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能,能夠滿足混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的需求。
3.易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1與硬件的連接
“易控(INSPEC)”提供了多種便捷的與下位設(shè)備的連接方式,可以通過(guò)串口、以太網(wǎng)或其它網(wǎng)卡等多種方式與硬件設(shè)備相連。與下位設(shè)備的連接是通過(guò)“易控(INSPEC)”提供的“IO通信”功能實(shí)現(xiàn)的,在設(shè)置通信參數(shù)過(guò)程中,開發(fā)人員只需知道設(shè)備的類型、廠家、基本的連接參數(shù)以及通信的內(nèi)容等即可實(shí)現(xiàn)上位控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換,軟件提供的硬件連接向?qū)Э梢詭椭_發(fā)人員完成“易控(INSPEC)”與硬件的通信設(shè)置。與以往傳統(tǒng)的軟件相比,“易控(INSPEC)”在IO通信上為用戶提供了更多功能,如能動(dòng)態(tài)啟動(dòng)或停止和一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備的通信、支持結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)、可以快速批量配置設(shè)備中的變量信息、嵌入網(wǎng)關(guān)功能、開放通信程序框架等一系列更加方便用戶的功能。
目前商品混凝土生產(chǎn)采用的信號(hào)采集設(shè)備主要有兩種,可編程序控制器PLC或者數(shù)據(jù)采集板卡。“易控(INSPEC)”自帶的驅(qū)動(dòng)庫(kù)中包含目前市場(chǎng)上大部分的PLC和板卡產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng),由“易控(INSPEC)”設(shè)計(jì)的混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)中用戶只需簡(jiǎn)單設(shè)置一些接口參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與硬件設(shè)備的通信,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性,在現(xiàn)場(chǎng)更換硬件設(shè)備的情況下,只需修改系統(tǒng)中的部分設(shè)置就可完成與硬件的通信而不必修改大段的程序代碼,降低了企業(yè)對(duì)軟件開發(fā)的依賴性,便于維護(hù)。
3.2畫面設(shè)計(jì)
“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的攪拌站自動(dòng)化控制系統(tǒng),風(fēng)格簡(jiǎn)潔、操作方便,系統(tǒng)畫面由標(biāo)題欄、導(dǎo)航區(qū)、工作區(qū)和狀態(tài)欄組成。各個(gè)功能按鈕位于畫面右側(cè)的導(dǎo)航區(qū)內(nèi),操作人員可以通過(guò)單擊按鈕進(jìn)入相應(yīng)的操作區(qū)域,位于畫面底部的狀態(tài)欄顯示系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)、操作人員、通信狀態(tài)等信息。
監(jiān)控系統(tǒng)的畫面使操作人員能夠更加準(zhǔn)確直觀的了解實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的工作狀態(tài),“易控(INSPEC)”具有專業(yè)級(jí)的圖形處理能力。通過(guò)“易控(INSPEC)”組態(tài)的混凝土攪拌站生產(chǎn)畫面,能夠準(zhǔn)確全面的體現(xiàn)攪拌站的控制流程,并能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了畫面與生產(chǎn)過(guò)程的同步。組態(tài)完成的生產(chǎn)畫面如圖2所示:
圖2 由“易控(INSPEC)”組態(tài)的混凝土攪拌站生產(chǎn)畫面
“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的攪拌站自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供了兩種生產(chǎn)方式,手動(dòng)生產(chǎn)和自動(dòng)生產(chǎn)。在自動(dòng)生產(chǎn)模式下,用戶可以通過(guò)生產(chǎn)畫面中的“生產(chǎn)登記”按鈕,選擇已經(jīng)填寫好的生產(chǎn)任務(wù)單(如圖3所示),點(diǎn)擊“開始生產(chǎn)”按鈕,系統(tǒng)就會(huì)按照任務(wù)單中包含的混凝土的信息自動(dòng)的進(jìn)行生產(chǎn),整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不需要用戶手動(dòng)操作。在手動(dòng)生產(chǎn)模式下,用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊畫面中的各個(gè)倉(cāng)門來(lái)實(shí)現(xiàn)放料配料的過(guò)程,各個(gè)倉(cāng)門之間存在著邏輯互鎖,操作員的所有操作都在畫面的日志記錄區(qū)中顯示,保證了生產(chǎn)過(guò)程的安全。
圖3 生產(chǎn)登記內(nèi)容
在生產(chǎn)過(guò)程中,各個(gè)配料倉(cāng)的倉(cāng)體處顯示當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)使用的配合比和原料用量,除此之外,畫面同樣涵蓋了工程信息,包括正在生產(chǎn)產(chǎn)品的任務(wù)單編號(hào)、項(xiàng)目名稱、施工部位、混凝土品種等信息,這些信息使得操作人員方便快速的掌握當(dāng)前的生產(chǎn)情況。
3.3配方管理
為了滿足產(chǎn)品多樣化的要求,由“易控(INSPEC)”實(shí)現(xiàn)的攪拌站自動(dòng)化控制系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)庫(kù)連接,用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理不同品種混凝土的配方數(shù)據(jù),不僅可存儲(chǔ)配方的數(shù)量增大很多,還可在線對(duì)配方內(nèi)容進(jìn)行編輯。配方管理功能提供了新增、刪除、修改、查詢等功能,如圖4所示。編輯完成的配方保存在與易控相連的數(shù)據(jù)庫(kù)中,在
提交
九思易公司輕松通過(guò)CMMI3國(guó)際認(rèn)證
九思易受邀參加2024《新工業(yè)智物聯(lián)》CEO峰會(huì)
易控管控平臺(tái)系列EconMCP介紹
易控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)EconBox介紹
易控人機(jī)界面 EconPanel介紹