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自動稱重配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已非常廣泛，如:冶金，有色金屬，化工，水泥建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其配料的配比的過程控制直接影響了成品的質(zhì)量，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點對配料控制要求也不同，但配料系統(tǒng)的高可靠性，先進性，開放性，免維護性，可擴展性是各行業(yè)所追求的一致目標。隨著it技術(shù)的普及應(yīng)用，工廠配料自動化將直接進入e時代，其中計量自動化scada也是一個重要的環(huán)節(jié)。

2.該配料系統(tǒng)產(chǎn)品功能設(shè)計
 基于以上目標，我們?yōu)槟承袠I(yè)龍頭企業(yè)設(shè)計、制造了一套全自動的多品種混合配料計量、預(yù)計量、輸送、金屬檢測、包裝計量、分選計量等功能的機電一體化生產(chǎn)線。其中動態(tài)計量秤，通過二級現(xiàn)場總線，會同plc，hmi/ipc無縫地組成三位一體的閉環(huán)動態(tài)配料系統(tǒng)，其中工控機經(jīng)hub及以太網(wǎng)連入工廠erp/mis。整個配料過程嚴格按照所選擇的配方比和流程進行，并有多級報警記錄，完成不同原料混勻給料及物流控制，實現(xiàn)了管控一體化，優(yōu)化了過程控制的性能和效率。它將是一種目前基于fcs配料計量控制系統(tǒng)的先進解決方案，符合開方性的計量自動化發(fā)展趨勢。

3.配料系統(tǒng)配置
     本配料系統(tǒng)下位機采用了三菱電機的melsec-a2sh系列plc為主控器，并配以got-f940觸摸屏為下位人機介面（hmi），計量控制由12臺上海大和衡器（shanghaiyamato）的cfw定量給料機（constantfeedweigher）組成。它們之間通過cc-link現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制，來確保系統(tǒng)的可靠性和實時性。上位機部分選擇研華ipc610工控機作為監(jiān)控站，配以microsoftwindowsnt4.0forworkstation操作系統(tǒng)和世界著名的監(jiān)控軟件citectscada5.30為scada系統(tǒng)的軟件平臺環(huán)境，系統(tǒng)軟件具有豐富的流程操作、監(jiān)控、通訊、報警、管理、趨勢、報表記錄和冗余等功能，并具有較強的診斷能力。系統(tǒng)的硬件和軟件是控制系統(tǒng)的有機體，以上配置確保了系統(tǒng)完整性、一致性、兼容性和成套性，適應(yīng)在工業(yè)環(huán)境下能長期穩(wěn)定運行，并具有電、磁、震抗干擾的能力，保證了整個系統(tǒng)的安全運行要求。
 系統(tǒng)具有如下功能特點:
·監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)及工藝流程;
·瀏覽各實時/歷史趨勢畫面;
·處理反映各種過程報警和歷史報警;
·瀏覽查詢/打印實時/歷史生產(chǎn)報表;
·修改管理生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài);
·為企業(yè)決策者提供工廠底層實時數(shù)據(jù);

3.1下位機結(jié)構(gòu)及組成

 在本工程中所采用的12臺cfw主要是來完成原料流量控制，其核心為cfc-200儀表，它集調(diào)節(jié)與演算為一體的多功能計量控制器，其中cpu為摩托羅拉68k系列，它集大和衡器出眾的儀表設(shè)計技術(shù)，具備足夠的抗干擾性能、多樣化接口、自診斷功能、自整定pi調(diào)節(jié)功能等特長，并配以上海大和c3級電阻應(yīng)變式荷重傳感器（loadcell）、安川電機的電流矢量型變頻器616g5和德國sew高性能變頻電機，組成一個完整的機電一體化產(chǎn)品，確保了計量和控制的準確性，其系統(tǒng)精度達到±0.2%。
 下位機選用三菱melsec-aplc共2臺組成雙機冗余結(jié)構(gòu)，它具有先進、高速、可靠、大容量的特點，其中plc1為主控，plc2為后備冗余，當發(fā)生故障時，便可實行主備plc間的無擾切換，也可作為將來工程擴充用。由于12臺cfw分布較分散，故選擇cc-link總線與plc相連。下位hmi為got940lcd觸摸屏，以確保工藝數(shù)據(jù)正確和及時在上位pc監(jiān)控站和觸摸屏上得到雙重響應(yīng)和顯示，即使上位發(fā)生故障或失效，也不影響整個流程控制。觸摸屏的監(jiān)控畫面雖沒上位hmi豐富，但也基本覆蓋整個系統(tǒng)的監(jiān)控和操作。
3.2cc-link概況
    cc-link是某電機公司以高性能、低成本、多廠商支持為目標于1996年推出的第二代開放式現(xiàn)場總線，是control&communicationlink（控制與通信鏈路）的簡稱，2000年11月，cc-link協(xié)會成立，專門負責cc-link在全球的普及和發(fā)展。
     開放式現(xiàn)場總線cc-link具有性能卓越、應(yīng)用廣泛、使用簡單、節(jié)省成本等突出的優(yōu)勢。cc-link采用雙絞線為連接介質(zhì)的主從結(jié)構(gòu)，最多支持64個從站，采用廣播論詢方式，最高可達到10mbps速度。plc或計算機作為cc-link主站，配以aj65sbt-rpt中繼器最遠距離可達13.2km。網(wǎng)絡(luò)總線最大的循環(huán)數(shù)據(jù)容量為2048個點，512個字;最大瞬時傳送數(shù)據(jù)量為960字節(jié)。cc-link具有預(yù)約站功能、自動刷新功能、即插即用功能和主站熱備、子站脫離、站上線回復(fù)、監(jiān)控測試等完備的ras機能。cc-link在使用上，硬件開關(guān)設(shè)置、接線（3芯屏蔽線）和系統(tǒng)組態(tài)（參數(shù)設(shè)定即可）都非常方便和簡單。
    目前cc-link支持多達360種設(shè)備，如:遠程i/o、傳感器、稱重控制器、調(diào)節(jié)器、電磁閥、變頻器、觸摸屏等等。并得到220多家廠商支持，如:松下電工、大和衡器、橫河、西門子、digital、nec等等,cc-link也是目前唯一能與歐美現(xiàn)場總線標準抗衡的亞洲產(chǎn)品。
 上海大和的定量給料機（cfw）是作為遠程設(shè)備從站形式連接cc-link現(xiàn)場總線的。
3.3組態(tài)及編程
 plc編程以三菱gxdeveloper7.0為工具平臺,采用符號化的梯形圖編寫，并充分考慮系統(tǒng)資源，多用宏應(yīng)用，減少掃描時間，提高實時控制性。melsec-aplc為cc-link主站，由主站模塊a1sj61bt11控制從站（cfc-200控制器）的運行和數(shù)據(jù)刷新，在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時，可將初始化程序通過plc來完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)的設(shè)定，寫入主站的eeprom中，在運行程序中，主從站之間的數(shù)據(jù)交換是自動鏈接更新的，主cpu只需用from/to指令即可從緩沖存儲器中存取從設(shè)備信息。
 上下位機的通信選用modbus通訊協(xié)議（rs485方式），網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是主從結(jié)構(gòu)，通信介質(zhì)為雙絞線，它是某公司早期所引用發(fā)展,是一種經(jīng)典開放的串行通信協(xié)議，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，是事實上的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標準。它支持21種功能代碼，并可與工廠中其它眾多廠商的不同產(chǎn)品進行通訊。本系統(tǒng)中采用的modbus協(xié)議是以rtu（binary）格式封裝，采用crc錯誤校驗,可以較高的通信效率傳送信息。它的衍生協(xié)議modbus/tcp可應(yīng)用于ethernet設(shè)備間的通信，符合當今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。

4系統(tǒng)實施總結(jié)
（1）本配料系統(tǒng)投入運行至今已三年多，系統(tǒng)十分穩(wěn)定可靠，操作維護容易，項目實施中的體會:
通成功，通信速度達10mbps。
（2）citectscada5.30的配方（recipe）功能由腳本語言cicode編程來擴充完成。而其最新版本citectscada已將cirecipe以activex控件形式集成在標準配置內(nèi)，從而大大提高了組態(tài)效率。
（3）為今后系統(tǒng)功能的擴充。
 綜上所述，基于開方式現(xiàn)場總線產(chǎn)品配以plc/pc及工控軟件所組成的scada系統(tǒng)架構(gòu)，具有靈活多樣性、先進性、開方性、實施周期短、成本（包括運行、維護、升級等成本）低等特點，它可將來自不同公司的不同類型產(chǎn)品無縫地自由組合成一體，并以一體化的網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了安全、透明、經(jīng)濟的需要。其中以現(xiàn)場總線結(jié)合以太網(wǎng)的解決方案是今后自動化領(lǐng)域發(fā)展的主流和熱點，相信在各行業(yè)的使用將越來越多。

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