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配料稱重控制系統(tǒng)是一種在線測量動(dòng)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(dòng)配料優(yōu)化控制系統(tǒng)，對(duì)于改善勞動(dòng)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(tái)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(chǔ)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(duì)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(duì)現(xiàn)場磁性開關(guān)、行程開關(guān)等元件的信號(hào)狀態(tài)顯示、對(duì)電機(jī)、電磁閥等設(shè)備級(jí)的動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)、最小采集周期1000ms、串口端口號(hào)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(huì)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(dòng)、最小采集周期1000ms、串口端口號(hào)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(duì)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(dòng)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(hào)、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(duì)應(yīng)倉號(hào)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(duì)應(yīng)4號(hào)倉；第二步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)7號(hào)倉；第三步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)9號(hào)倉；第四步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)10號(hào)倉；第五步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)4號(hào)倉；第六步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)11號(hào)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(duì)應(yīng)倉號(hào)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(duì)應(yīng)的8個(gè)儲(chǔ)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(dòng)畫，還包含啟動(dòng)、停止、循環(huán)等操作畫面。如圖6對(duì)應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)使用的是4號(hào)倉，7號(hào)倉，9號(hào)倉,10 號(hào)倉，11號(hào)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(hào)、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(duì)應(yīng)倉號(hào)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(duì)應(yīng)4號(hào)倉；第二步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)7號(hào)倉；第三步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)9號(hào)倉；第四步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)10號(hào)倉；第五步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)4號(hào)倉；第六步目標(biāo)值是300kg，對(duì)應(yīng)11號(hào)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(duì)應(yīng)倉號(hào)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(hào)變成100個(gè)配方號(hào)，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(chǔ)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(dòng)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(duì)我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。