CN101377673B - 一种控制物料输送的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制物料输送的系统，输送到不同目的罐的物料会有不同的输送路径，所经过的输送设备也会不同，这一系统是控制物料从指定的原料罐按指定的剂量输送到指定的目的罐。它基于可编程逻辑控制(PLC)建立的，包括一个PLC分布式控制总站，多个PLC分布式控制的IO站，一台计算机服务器，多个人机界面(HMI)的操作站和多个状态机，它们之间均是通过以太网进行通讯的。通过标准数据结构分别定义输送设备以及输送路径，规范输送路径不同工艺程序行为，采用PLC分布式控制总站控制模块实现所有物料输送。采用本发明可有效提高PLC程序的有效性，整个输送系统操作模式相同，有效避免物料输送的错误。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及涂料工业生产中的一种控制物料输送的系统。
背景技术
在涂料生产过程中，最终产品是由多种原料混合搅拌而成。涂料整个生产工业区主要包括原料罐区和生产车间区。涂料的原料包括：各种溶剂、各种树脂、各种添加剂。溶剂和树脂通常分别是装在溶剂罐和树脂罐储备在整个工业区中的原料罐区。将原料罐区的原料输送到生产车间区中的预混罐、稀释罐、基料罐和移动罐完成涂料的搅拌与合成。因此在原料罐区和生产车间区，输送物料的管道就会形成复杂的管网。不同的涂料会有不同的原料成分配比和工艺要求，因此这些管网上除了有原料输送泵和开关阀，还会有切换阀、调节阀、质量流量计、分配盘等设备，接受原料的目标罐上会有计量称、夹套，搅拌器等设备。
涂料生产的搅拌过程一般是无化学反应的，涂料的原料或其他物料的配比控制是通过控制输送泵上质量流量计或称重系统进行定量控制实现的。控制系统一般用于大批量的加料，而采用手工进行小批量的加料。生产不同涂料时，多个设备会共享单个工艺管道和工艺设备(泵、流量剂)，那么对这些设备的控制就会出现复杂的连锁。
整个涂料生产的控制核心就是把指定的原料按指定的重量从原料罐区中正确的原料输送到正确的目标罐，这是保证最终产品质量和产量的重要前提。因此，物料的输送控制直接影响着生产效率和产品质量。
目前国内涂料工业的现状是整个行业内自动化控制水平不高，大部分工厂仍然采用手工控制，生产效率低下，复杂连锁的控制容易导致出错。部分工厂采用了PLC控制，但控制程序不标准，连锁关系缺少统一标准模型，程序代码多而复杂，维护、修改和扩展异常麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制物料输送的系统，可有效提高涂料厂物料输送自控化控制水平，解决现有PLC控制系统的控制程序不标准引起的控制程序的代码难以维护、修改和扩展的问题。
为达到上述目的，本发明的一种控制物料输送的系统，包括通过以太网进行通讯的：一个PLC分布式控制总站，用于存储输送路径以及输送路径中输送设备的数据，运行控制物料输送的控制程序，控制多个PLC分布式IO站；多个PLC分布式IO站，用于接收PLC分布式控制总站的命令，控制现场物料输送设备；一个服务器计算机，用于和PLC分布式控制总站直接通讯，监控整个系统状态并存储这些状态信息，为客户端计算机提供数据和画面；一个客户端计算机，用于取得服务器计算机中的数据和画面，并把人机界面的操作信息反馈给服务器计算机；多个状态机，用于对现场设备和路径进行状态监控，并把监控信息反馈给总站；多个人机界面，用于接收指定物料输送的操作信息，控制PCL分布式控制总站操作，显示客户端计算机提供的数据和画面。PLC分布式控制总站运行的控制物料输送的控制程序可实现所有不同输送路径的物料输送。PLC分布式控制的总站存储的所有物料输送路径以及输送路径经过的输送设备的数据都是分别采用标准数据结构定义形成的数据。服务器计算机上装有：数据采集模块，用于采集PLC分布式控制总站中存储的数据；监控模块，用于监控整个输送系统状态；系统组态编写模块，用于实现控制系统组态间通讯。
本发明的一种控制物料输送的系统，采用如上所述系统可使PLC程序代码易于维护，修改和扩展，提高了它的可重用性和可读性。PLC分布式控制总站通过其物料输送控制程序可实现所有不同路径物料输送。人机界面操作坊式简单，并可进行系统故障报警和自诊断处理，提供历史数据和报表便于分析生产工艺，解决产品质量出现的问题。
附图说明
图1为系统组态图。
具体实施方式
以下将对本发明的一种控制物料输送的系统作进一步详细的描述。
本发明的一种控制物料输送的系统，是种把物料按指定的剂量输送到指定的目的罐的控制系统。输送物料到不同的目的罐，会经过不同的输送途径以及输送设备。如图1所示它包括通过以太网进行通讯的：一个PLC分布式控制总站，用于存储输送路径以及输送路径中输送设备的数据，运行控制物料输送的控制程序，控制多个PLC分布式IO站；多个PLC分布式IO站，用于接收PLC分布式控制总站的命令，控制现场物料输送设备；一个服务器计算机，用于和PLC分布式控制总站直接通讯，监控整个系统状态并存储这些状态信息，为客户端计算机提供数据和画面；一个客户端计算机，用于取得服务器计算机中的数据和画面，并把人机界面的操作信息反馈给服务器计算机；多个状态机，用于对现场设备和路径进行状态监控，并把监控信息反馈给总站；多个人机界面，用于接收指定物料输送的操作信息，控制PCL分布式控制总站操作，显示客户端计算机提供的数据和画面。
PLC分布式控制总站运行的控制物料输送的控制程序可实现所有不同输送路径的物料输送。该控制程序包括两个功能模块：一个模块功能是读取PLC分布式总站上所存储的数据完成可完成指定物料输送的路径选择；另外一个模块功能是读取所选定路径上输送设备的状态信息，控制PLC分布式控制总站完成现场设备控制。
PLC分布式控制的总站存储的所有物料输送路径以及输送路径经过的输送设备的数据都是分别采用标准数据结构定义形成的数据。
在整个物料输送的过程中，所输送的物料会经过管道、二位置开关阀、三位置切换阀、调节阀、分配盘、质量流量计、计量称、输送泵、搅拌器。
对存储在PLC分布式控制总站中设备的数据进行以下标准数据结构的定义。设备数据结构中包括：a设备的编号、b设备的名称、c设备的属性、d设备的数字量输入信号、e设备的数字量输出信号、f设备的运行状态、g设备的使用状态、h设备的故障状态、i设备的其他状态、j设备的手动状态、k设备的失配时间，l设备的失配标志。
对涂料厂存在的所有物料的输送路径进行标准数据结构定义。显然这些物料输送的路径是不同的，每条路径包含的设备的数量和位置都不同。
对存储在PLC分布式控制总站中存储的输送路径按以下数据结构进行定义。输送路径的数据结构包括：路径的编号、原料罐名称、目标罐名称、位置1的设备编号、位置2的设备编号、位置3的设备编号...位置n的编号、路径的状态。
输送路径的数据结构中位置的选择是按涂料生产中一条路径包括管道在内，最多数量的设备加一定的余量来确定，大部分的位置预定义为管道或开关阀，输送泵或流量计定义在特定的位置上。这样就可通过同一个程序处理全部路径，而不用考虑路径之间的连锁以及路径上具体设备的相互关系。
服务器计算机上还装有：数据采集模块(RSSQL软件)，用于采集PLC分布式控制总站存储的数据；监控模块(SCADA软件)，用于监控整个输送系统状态；系统组态编写模块(RSLOGIX5000PLC编程软件)，用于实现控制系统组态间通讯。
为便于对输送过程进行控制，需对输送过程中完成不同工艺功能的程序行为进行统一定义。基于S88标准对输送过程中不同工艺功能的程序进行状态、接收的命令、执行过程的标准定义。状态包括空闲、完成、已保持、已停止或已取消；接收的命令包括启动、保持、重启动、停止、取消、或复位；执行过程包括运行中、保持中、重启动中、停止中、取消中或复位中。
多个人机界面中每个人机界面均可实现系统故障报警和自诊断处理，并可形成历史数据和报表。
多个人机界面对不同物料输送，提供的操作模式是相同的。操作员只需通过人机界面激活可用的物料输送路径，PLC分布式总站根据物料输送控制程序控制PLC分布式IO站操作现场设备实现物料输送。操作者可查看已运行的路径和路径使用状态，可进行暂停和取消操作，操作当前物料的输送。操作者可通过人机界面下达各种指令，修改工艺参数。人机界面通过客户端计算机显示服务器计算机提供的数据和界面。通过这些界面和数据进行系统故障报警和自诊断处理。历史数据和报表便于分析生产工艺，解决产品质量出现的问题
Claims (2)
1.一种控制物料输送的系统，其特征在于：包括通过以太网进行通讯的：
一个PLC分布式控制总站，用于存储输送路径以及输送路径中输送设备的数据，控制所有物料的输送，所述PLC分布式控制总站包含一个控制模块，用于控制所有不同输送路径的物料输送；
多个PLC分布式IO站，用于接收PLC分布式控制总站的命令，控制现场物料输送设备；
一个服务器计算机，用于和PLC分布式控制总站直接通讯，监控整个输送系统状态并存储这些状态信息，为客户端计算机提供数据和画面，所述服务器计算机上装有：数据采集模块，用于采集PLC分布式控制总站中存储的数据；
监控模块，用于监控整个输送系统状态；系统组态编写模块，用于实现控制系统组态间通讯；
一个客户端计算机，用于取得服务器计算机中的数据和画面，并把人机界面的操作信息反馈给服务器计算机；
多个状态机，用于对现场设备和路径进行状态监控，并把监控信息反馈给总站；
多个人机界面，用于接收指定物料输送的操作信息，控制PLC分布式控制总站操作，显示客户端计算机提供的数据和画面。
2.如权利要求1所述的一种控制物料输送的系统，其特征在于：所述的PLC分布式控制的总站存储的所有物料输送路径以及输送路径经过的输送设备的数据都是分别采用标准数据结构定义形成的数据，所述输送路径的标准数据结构包括：路径的编号、原料罐名称、目标罐名称、位置1的设备编号、位置2的设备编号、位置3的设备编号...位置n的编号、路径的状态，所述输送设备的标准数据结构包括：a设备的编号、b设备的名称、c设备的属性、d设备的数字量输入信号、e设备的数字量输出信号、f设备的运行状态、g设备的使用状态、h设备的故障状态、i设备的其他状态、j设备的手动状态、k设备的失配时间，l设备的失配标志。
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