طراحی ترازو پویا

طراحی ترازو پویا

0 مقدمه
A dynamic checkweigher is a device that performs real-time dynamic weighing of products under the operation of a fully automatic production line and automatically classifies the products based on the weighing resultsاین مقاله بر روی برنامه ریزی و طراحی یک چکویژر دینامیک آنلاین برای یک خط پر کردن روغن روان کننده 200 لیتری تمرکز دارد. الزامات زیر هستند:

وزن یک بطری 200 لیتر روغن روان کننده نهایی 185.3 کیلوگرم و محدوده انحراف مجاز تنظیم شده توسط شرکت (185.3 ± 0.3) کیلوگرم است.انحراف مقیاس وزن دینامیکی طراحی شده در این مقاله باید در ±0 کنترل شود.1 کيلوگرم

(2) این دستگاه می تواند در زمان واقعی وزن بشکه های 200 لیتر محصول نهایی را بر روی خط پر کردن انجام دهد.می تواند به طور خودکار آنها را از خط تولید جدا کند و همزمان یک سیگنال هشدار صوتی و بصری را صادر کند..

وزنه ی کنترل دینامیکی باید بتواند با سرعت 120 بشکه در ساعت وزن کند.

(4) داده های وزن شده می توانند به سرعت به کنترل کننده ماشین پر کردن داده شوند و در نتیجه حجم پر کردن را تنظیم می کنند، مواد خام را صرفه جویی می کنند،و ارائه پشتیبانی فنی برای کنترل هزینه ها و مدیریت دقیق شرکت ها [1].

1ترکیب و اصل کار سنجه های پویا
ترازو پویا از یک کانویر، سنسورهای وزن، کنترل کننده نمایش وزن، سیستم کنترل و دستگاه رد تشکیل شده است.کانویر بر روی بستر وزن سنج سنج سنج سنج قرار می گیرد. کانویر از سه قسمت تشکیل شده است: موتور، کاهش دهنده و رول های کانویر [2] پیکربندی مقیاس وزنه سازی پویا در شکل 1 نشان داده شده است،و ساختار سیستم کنترل در شکل 2 نشان داده شده است..

شکل 1 نمودار طرحی از پیکربندی مقیاس وزنی پویا

شکل 1 نمودار طرحی از پیکربندی مقیاس وزنی پویا دانلود تصویر اصلی

شکل 2 ساختار سیستم کنترل وزنه های پویا

شکل 2 ساختار سیستم کنترل وزنه دینامیک دانلود تصویر اصلی

2 طراحی سخت افزاری چکویگر پویا
طراحی سخت افزار این ماده شامل انتخاب سخت افزار، طراحی مدار اصلی الکتریکی، طراحی مدار کنترل و تخصیص نقطه I / O PLC است.

2.1 انتخاب سخت افزار
این مقاله انتخاب سخت افزار تجهیزات را بر اساس اصول پاسخگویی به نیازهای تولید، عملکرد هزینه بالا، قابلیت اطمینان بالا و ترک حاشیه ای مشخص، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، انتخاب می کند.

جدول 1 تجهیزات سخت افزاری دانلود جدول اصلی

جدول 1 تجهیزات سخت افزاری

دانلود جدول اصلی

جدول 1 تجهیزات سخت افزاری

2.2 طراحی مدار اصلی الکتریکی
مدار اصلی ترازو دینامیکی در شکل 3 نشان داده شده است، عمدتا شامل: قطع کننده مدار، تماسگر، محافظ افزایش (SPD) ، ترانسفورماتور عایق، منبع تغذیه سوئیچ، PLC،کانویر کمربندسیستم از طریق سوئیچ QF1 متصل می شود و تمام تجهیزات در مدار اصلی روشن می شوند.به عنوان آن را توسط سه فاز برق AC با ولتاژ 380 ولت تامین می شود، اما مدار کنترل ورودی PLC، صفحه لمسی و رله متوسط سیستم نیاز به یک منبع برق DC 24 V دارند، یک منبع برق سوئیچ برای ارائه یک منبع برق DC 24 V مورد نیاز است.مدیریت قدرت PLC توسط 220 V AC پس از ترانسفورماتور جداسازی و منبع تغذیه سوئیچ تامین می شود.

شکل 3 مدار اصلی الکتریکی

شکل 3 مدار اصلی الکتریکی دانلود تصویر اصلی

2.3 حلقه کنترل و تخصیص نقاط I/O از PLC
با توجه به اصل کنترل، نقاط ورودی، خروجی (I/O) و آدرس های ثبت میانجی به طور منطقی به عنوان نشان داده شده در جدول های 2 تا 4 اختصاص داده می شود. حلقه کنترل از میزبان PLC تشکیل شده است,رله های میانگین و غیره. کل سیستم کنترل می تواند به صورت خودکار یا دستی برای ترازو دینامیکی از طریق سوئیچ سوئیچ کنترل شود.دو حالت کنترل به عنوان پشتیبان برای یکدیگر عمل می کنند، اطمینان از ایمنی سیستم کنترل. نمودار سیم کشی حلقه کنترل میزبان PLC در شکل 4 نشان داده شده است.

جدول 2 تخصیص آدرس ورودی دیجیتال دانلود جدول اصلی

جدول 2 اختصاص آدرس ورودی دیجیتال

دانلود جدول اصلی

جدول 2 اختصاص آدرس ورودی دیجیتال

جدول 3 تخصیص آدرس خروجی دیجیتال دانلود جدول اصلی

جدول 3 تخصیص آدرس خروجی دیجیتال

شکل 4 سیم کشی حلقه کنترل میزبان PLC

شکل 4 نمودار سیم کشی مدار کنترل PLC دانلود تصویر اصلی

جدول ۴: اختصاص آدرس های ثبت میانجی دانلود جدول اصلی

جدول ۴: تخصیص آدرس های ثبت میانجی

دانلود جدول اصلی

جدول ۴: تخصیص آدرس های ثبت میانجی

3 طراحی نرم افزار ترازو پویا
3.1 طراحی برنامه صفحه لمسی
اولاً، نرم افزار برنامه نویسی Vijeo Designer برای پیکربندی رابط صفحه لمسی، از جمله رابط فرآیند، رابط دستی، رابط هشدار و غیره استفاده می شود، همانطور که در شکل های 5 تا 7 نشان داده شده است.پس، "فایل" تکمیل شده از طریق رابط ارتباطی کامپیوتر نوت بوک و صفحه لمسی شنایدر GXU3512 به پردازنده صفحه لمسی دانلود می شود.و ارتباط بین صفحه لمسی و PLC ایجاد شده است [2]. رابط پیکربندی شامل پارامترهای مانند وزن فعلی، شروع / توقف سیستم، شمارش سطل تجمعی، وزن تجمعی و زمان کار کمربند است.

شکل 5 ویرایش "مواصفات فرآیند"

شکل 5 ویرایش "مواصفات فرآیند" دانلود تصویر اصلی

شکل 6 ویرایش "مواصفات دستی"

شکل 6 ویرایش "مواصفات دستی" دانلود تصویر اصلی

شکل 7 ویرایش "مواصفات آلارم"

شکل 7 ویرایش "مواصفات هشدار" دانلود تصویر اصلی

3.2 طراحی برنامه PLC
3.2.1 پیکربندی سخت افزار و طراحی برنامه اصلی
PLC Schneider TM218LDA16DRN به عنوان هسته سیستم کنترل در این مقاله عمل می کند. بر اساس جریان کنترل نشان داده شده در شکل 2،پیکربندی سخت افزار و تنظیمات پیکربندی برای کنترل کننده نمایش وزن با استفاده از So Machine M218 v2 انجام می شود.0.31.45 نرم افزار برنامه نویسی، همانطور که در تصاویر 8 و 9 نشان داده شده است. نمودارهای نردبان کنترل به گونه ای که در تصاویر 10 تا 12 نشان داده شده است برای دستیابی به توابع زیر نوشته شده است:شروع و متوقف شدن کانویر کمربند و کنترل منطقی مربوطهوزن در زمان واقعی، رد انحراف، نشان دادن خطا و هشدار؛ و کنترل حفاظت لازم [3].

شکل 8 پیکربندی سخت افزاری سیستم کنترل

شکل 8 پیکربندی سخت افزاری سیستم کنترل دانلود تصویر اصلی

شکل 9 تنظیمات پیکربندی کنترل کننده صفحه نمایش وزن Ind131

شکل 9 تنظیمات پیکربندی کنترل کننده صفحه نمایش وزن Ind131 دانلود تصویر اصلی

نمودار 1-0 برنامه اصلی

شکل 1.0 برنامه اصلی دانلود تصویر اصلی

شکل 1-1 برنامه کنترل 1

شکل 1-1 برنامه کنترل 1 دانلود تصویر اصلی

شکل 1-2 برنامه کنترل 2

شکل 1-2 برنامه کنترل 2 دانلود تصویر اصلی

3.2.2 بارگذاری برنامه ها/ دانلود و عیب یابی سیستم
(1) تنظیم متغیرها. متغیرها به عنوان پل بین مناطق عملکردی صفحه لمسی و نقاط I / O PLC اشنایدر عمل می کنند. از طریق متغیرها،صفحه لمسی می تواند عملکردهایی مانند ورودی پارامتر به PLC را به دست آورد، کنترل عملکردی و خروجی از مقدار فعلی PLC، همانطور که در شکل 13 نشان داده شده است.

(2) برنامه به PLC دانلود می شود. پورت ارتباطی را تنظیم کنید، ارتباط بین PLC و کامپیوتر ایجاد کنید، برنامه PLC تکمیل شده را به PLC دانلود کنید،و برنامه را از طریق تابع وضعیت برنامه و نرم افزار شبیه سازی تست کنیداگر مشکلی پیدا شود، برنامه را به موقع اصلاح کنید. پیکربندی های ایستگاه های استاد و برده Modbus در شکل های 14 و 15 و تنظیمات خط سریال در شکل 16 نشان داده شده است.

شکل 1-3 تنظیمات متغیر

شکل 1 3 تنظیمات متغیر دانلود تصویر اصلی

شکل 1-4 پیکربندی اصلی Modbus

شکل 1 4 تنظیمات اصلی Modbus دانلود تصویر اصلی

شکل 1-5 پیکربندی Modbus Slave

شکل 1 15 پیکربندی Modbus Slave دانلود تصویر اصلی

شکل 1-6 تنظیمات خط سریال

شکل 1 6 تنظیمات خط سریال دانلود تصویر اصلی

(3) پس از آن که اشکال زدایی نرم افزار PLC عادی است و نرم افزار پیکربندی صفحه لمسی تکمیل شده است، کل سیستم به طور مشترک اشکال زدایی می شود.سیگنال بازخورد و تمام موتورها شبیه سازی می شوند تا مطابق با الزامات کنترل واقعی کار کنند تا تشخیص داده شود که آیا عملکرد و عملکرد کل سیستم می تواند الزامات طراحی را برآورده کند.بعد از اینکه تمام آزمایشات نرمال هستند، آزمایش شبیه سازی وضعیت هشدار خطا نیز انجام می شود. هنگامی که تمام لینک های داده آزمایش نرمال باشند، اشکال زدایی سیستم تکمیل می شود.

4تجزیه و تحلیل مقاومت به تداخل برای افزایش دقت ترازو
4.1 عوامل اصلی که بر دقت ترازو های پویا تاثیر می گذارند
(1) حجم محصول وزن شده، وزن هدف، سرعت حمل و غیره در این مورد 200 لیتر بشکه های روغن روان کننده وزن شده دارای حرکت نسبتا کم هستند،و سرعت انتقال 120 بشکه در ساعت است، که با سرعت خط پر کردن و ابزار کنترل وزن مطابقت دارد.

(2) دقت سلول بار و ابزار کنترل وزن انتخاب شده در این مقاله، سلول های بار و ابزار کنترل Mettler Toledo با دقت 0.1 kg انتخاب می شوند.

3) درجه حرارت، رطوبت، ارتعاش زمین و گردش هوا در محیط اطراف. ترازو پویا در طبقه اول کارگاه نصب شده است، با یک زمین صاف،دمای پایدار و رطوبت، و ارتعاش پایین زمین.

4.2 تجزیه و تحلیل ضد تداخل
در این مقاله، ضد تداخل در انتخاب تجهیزات و طراحی مدار به طور کامل در نظر گرفته شده است. اقدامات اصلی انجام شده عبارتند از:

(1) محافظ الکترومغناطیسی: این ماده محافظ الکترومغناطیسی را از طریق سه اقدام اجرا می کند: کابل های کنترل از کابل های محافظ شده جفت پیچ استفاده می کنند؛آنها در یک سد فولاد کربن گالوانیزه پوشانده شده با اتصال الکتریکی خوب بین سد قرار دارند.و فاصله قرار دادن موازی بین کابل های کنترل و کابل های برق برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی خارجی بیش از 600 میلی متر نگه داشته می شود.

(2) زمین گیری برای ضد تداخل. در این مقاله، تمام مدار های سیگنال از طریق سیم ها به یک نقطه زمین گیری مشترک زمین می گیرند. زمین گیری سیگنال و قدرت AC باید از هم جدا شوند.زمین محافظ کابل سیگنال و زمین تجهیزات سیستم PLC به اشتراک گذاشته می شودطول سیم زمین کشی کوتاه می شود و سیم زمین کشی و ترمینال مطابق با مشخصات استاندارد استفاده می شود.

(3) حفاظت از صاعقه و مقاومت در برابر تداخل. این مقاله سه اقدام حفاظت کننده را اتخاذ می کند، به عبارت دیگر، محافظت خارجی از کابل ها، سیم کشی مناسب،و نصب دستگاه های حفاظت از افزایش (SPD)برای دستیابی به حفاظت از صاعقه و مقاومت در برابر تداخل [4]

5 آزمایش و ارزیابی عملکرد با مقیاس وزنی پویا
بعد از اينکه ترازو ديناميك از ديبگ خارج شدبرای مدت دو هفته با استفاده از وزن استاندارد 200 کیلوگرم که بر اساس "قانون تأیید JJG539-2016 برای ترازوهای دیجیتال" تأیید شده بود، آزمایش شده است.در مجموع 10 گروه و 40 داده اندازه گیری برای تجزیه و تحلیل آماری جمع آوری شد، همانطور که در جدول 5 نشان داده شده است. مقیاس سنجش پویا دارای دقت اندازه گیری بالا است.یک سرعت در حال اجرا که با خط پر کردن مطابقت دارد، توانایی قوی ضد تداخل، به طور کامل نیازهای تکنولوژی فرآیند را برآورده می کند و تنظیم و کار آسان است.

جدول 5 تجزیه و تحلیل داده های تست مقیاس وزنه دینامیک دانلود جدول اصلی

جدول 5 تجزیه و تحلیل داده های تست مقیاس وزنی پویا

از طراحی وزن دینامیکی شروع می کنیم.این مقاله در واقع 100٪ وزن آنلاین 200L بشکه های آماده از روغن روان کننده از طریق استفاده از PLC شنایدر در ترازو پویا. در مقایسه با چک محلی دستی با زمان سنتی ، کارایی 10 برابر افزایش می یابد و هزینه کار صرفه جویی می شود. به ویژه برای بشکه های بزرگ ، برای دستکاری دستی دشوار است ،و مزیت وزن آنلاین در زمان واقعی آشکار استداده های اندازه گیری می توانند به ماشین پر کردن برگردانده شوند تا تنظیم خودکار حجم پر کردن به دست آید، که به طور قابل توجهی هزینه ها را صرفه جویی می کند.وزن محصولات در خط تولید را می توان از راه دور کنترل کرد، ارتقای سطح اطلاعات سازمانی شرکت است و شایسته تبلیغ گسترده است.