تصميم ميزان ديناميكي

تصميم ميزان ديناميكي

0 مقدمة
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 resultsتركز هذه الورقة على تخطيط وتصميم جهاز قياس ديناميكي عبر الإنترنت لخط ملء زيت التشحيم 200 لتر. المتطلبات هي كما يلي:

وزن طبل 200 لتر من زيت التشحيم النهائي هو 185.3 كجم، والمدى المسموح به من الانحراف الذي حددته المؤسسة هو (185.3 ± 0.3) كجم.يجب أن يتم التحكم في انحراف الميزان الديناميكي المصمم في هذه الورقة ضمن ± 0.1 كجم

(2) يمكنه إجراء فحص الوزن في الوقت الفعلي على برميلات المنتج النهائي 200 لتر على خط التعبئة. عندما يتجاوز الوزن القيم الحدودة العليا والسفلية المسموح بها،يمكن أن تلقائيا شاشة أو إزالتها من خط الإنتاج وإصدار إشارة إنذار بصرية وصوتية في نفس الوقت.

يجب أن يكون الوزن الديناميكي قادرًا على الوزن بسرعة 120 برميل في الساعة.

(4) يمكن إعادة بيانات الوزن بسرعة إلى جهاز تحكم آلة التعبئة ، وبالتالي ضبط حجم التعبئة ، وتوفير المواد الخام ،وتوفير الدعم التقني لمراقبة التكاليف وإدارة الشركات المكررة [1].

1تكوين ومبدأ عمل الميزان الديناميكي
يتكون ميزان الوزن الديناميكي من ناقل ، وأجهزة استشعار الوزن ، وجهاز تحكم عرض الوزن ، ونظام التحكم ، وجهاز الرفض.يتم وضع الناقل على منصة الوزن من جهاز الاستشعار الوزن. يتكون الناقل من ثلاثة أجزاء: المحرك ، والمنقل ، وملفات النقل [2] ، ويتم عرض تكوين الميزان الديناميكي في الشكل 1 ،وتظهر بنية نظام التحكم في الشكل 2.

الشكل 1 مخطط تشكيل الميزان الديناميكي

الشكل 1 مخطط رسمية لتكوين الميزان الديناميكي تحميل الصورة الأصلية

الشكل 2 هيكل نظام تحكم الميزان الديناميكي

الشكل 2 هيكل نظام تحكم الميزان الديناميكي تحميل الصورة الأصلية

2 تصميم الأجهزة الديناميكية لوزن التحقق
تصميم الأجهزة في هذه المادة يشمل اختيار الأجهزة وتصميم الدائرة الرئيسية الكهربائية وتصميم الدائرة التحكمية وتخصيص نقاط إدخال / إخراج PLC.

2.1 اختيار الأجهزة
تختار هذه الورقة أجهزة المعدات على أساس مبادئ تلبية احتياجات الإنتاج ، وأداء التكلفة العالية ، والموثوقية القوية ، وترك هامش معين ، كما هو موضح في الجدول 1.

الجدول 1 معدات الأجهزة تحميل الجدول الأصلي

الجدول 1 معدات الأجهزة

تحميل الجدول الأصلي

الجدول 1 معدات الأجهزة

2.2 تصميم الدائرة الرئيسية الكهربائية
يتم عرض الدائرة الرئيسية للميزان الديناميكي في الشكل 3، ويتضمن أساسا: مفكّك الدوائر، ومدخل التواصل، ووقاية الزخم (SPD) ، محول العزل، وتزويد الطاقة التبديل، PLC،ناقل الحزام، وحدة تحكم عرض الوزن، الخ. يتم توصيل النظام من خلال مفتاح QF1، ويتم تشغيل جميع المعدات في الدائرة الرئيسية.كما يتم توفيرها بواسطة طاقة التيار المتردد ثلاثية المراحل بجهد 380 فولت، ولكن دائرة التحكم في مدخل PLC وشاشة اللمس والمرورية الوسيطة للنظام تتطلب مصدر طاقة متردد 24 فولت ، هناك حاجة إلى مصدر طاقة التبديل لتوفير مصدر طاقة متردد 24 فولت.يتم توفير إدارة الطاقة من PLC من قبل 220 فولت AC بعد المحول العزلي ومصدر الطاقة التبديل.

الشكل 3 الدائرة الرئيسية الكهربائية

الشكل 3 الدائرة الرئيسية الكهربائية تحميل الصورة الأصلية

2.3 حلقة التحكم وتخصيص نقاط الإدخال/الإخراج لجهاز التحكم
وفقا لمبدأ التحكم، يتم تخصيص نقاط المدخلات والمخرجات (I / O) وعناوين السجلات الوسيطة بشكل معقول كما هو مبين في الجداول 2 إلى 4. تتكون حلقة التحكم من مضيف PLC,الإنتقالات المتوسطة، الخ. يمكن التحكم في نظام التحكم بأكمله تلقائيًا أو يدويًا للميزان الديناميكي من خلال مفتاح التبديل.الوضعين التحكم بمثابة النسخ الاحتياطي لبعضها البعضيضمن سلامة نظام التحكم. ويتم عرض مخطط الأسلاك من حلقة تحكم PLC المضيف في الشكل 4.

الجدول 2 تخصيص عنوان الإدخال الرقمي تحميل الجدول الأصلي

الجدول 2 تخصيص عنوان المدخلات الرقمية

تحميل الجدول الأصلي

الجدول 2 تخصيص عنوان المدخلات الرقمية

الجدول 3 تخصيص عنوان الخروج الرقمي تحميل الجدول الأصلي

الجدول 3 تخصيص عنوان الخروج الرقمي

الشكل 4 سلك حلقة تحكم PLC

الشكل 4 مخطط الأسلاك للدارة التحكمية المضيفة PLC تحميل الصورة الأصلية

الجدول 4 تخصيص عناوين السجلات الوسيطة تحميل الجدول الأصلي

الجدول 4 تخصيص عناوين السجلات الوسيطة

تحميل الجدول الأصلي

الجدول 4 تخصيص عناوين السجلات الوسيطة

3 تصميم برنامج لوزن الديناميكي
3.1 تصميم برنامج الشاشة اللمسية
أولاً، يستخدم برنامج البرمجة Vijeo Designer لتكوين واجهة الشاشة اللمسية، بما في ذلك واجهة العملية، واجهة اليد، واجهة الإنذار، وما إلى ذلك، كما هو موضح في الشكلين 5 إلى 7.ثم، يتم تحميل "الملف" المكتمل إلى معالج الشاشة اللمسية عبر واجهة الاتصال من جهاز الكمبيوتر المحمول وشاشة شميدر GXU3512 اللمسية،ويتم إنشاء الاتصال بين شاشة اللمس و PLC [2]تتضمن واجهة التكوين معايير مثل الوزن الحالي، وبدء / وقف النظام، وعد الكوم الكلي، والوزن الكلي، ووقت تشغيل الحزام.

الشكل 5 تعديل "واجهة العملية"

الشكل 5 تحرير "واجهة العملية" تحميل الصورة الأصلية

الشكل 6 تعديل "الواجهة اليدوية"

الشكل 6 تحرير "الواجهة اليدوية" تحميل الصورة الأصلية

الشكل 7 تعديل "واجهة الإنذار"

الشكل 7 تعديل "واجهة الإنذار" تحميل الصورة الأصلية

3.2 تصميم برنامج PLC
3.2.1 تكوين الأجهزة وتصميم البرنامج الرئيسي
جهاز التحكم الآلي Schneider TM218LDA16DRN بمثابة جوهر نظام التحكم في هذه الورقة. استنادا إلى تدفق التحكم الموضح في الشكل 2،يتم تنفيذ تكوين الأجهزة وإعدادات التكوين لمراقب شاشة الوزن باستخدام So Machine M218 v2.0.31.45 برامج البرمجة، كما هو موضح في الشكلين 8 و 9. يتم كتابة مخططات سلم التحكم كما هو موضح في الشكلين 10 إلى 12 لتحقيق الوظائف التالية:بدء وإيقاف ناقل الحزام والتحكم المنطقي المقابلة؛ الوزن في الوقت الحقيقي ، رفض الانحرافات ، إشارة الخطأ والإنذار ؛ ومراقبة الحماية اللازمة [3].

الشكل 8 تكوين الأجهزة لنظام التحكم

الشكل 8 تكوين الأجهزة لنظام التحكم تحميل الصورة الأصلية

الشكل 9 إعدادات تكوين جهاز التحكم في شاشة الوزن Ind131

الشكل 9 إعدادات تكوين لجهاز التحكم في شاشة الوزن Ind131 تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-0 البرنامج الرئيسي

الشكل 1.0 البرنامج الرئيسي تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-1 برنامج التحكم 1

الشكل 1-1 برنامج التحكم 1 تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-2 برنامج التحكم 2

الشكل 1-2 برنامج التحكم 2 تحميل الصورة الأصلية

3.2.2 تحميل البرامج / تحميلها وإصلاح الأخطاء في النظام
(1) تعيين المتغيرات. تعمل المتغيرات كجسر بين المناطق الوظيفية لشاشة اللمس ونقاط الإدخال / الإخراج في Schneider PLC.الشاشة التي تعمل باللمس يمكن تحقيق وظائف مثل إدخال المعلمات إلى PLC، التحكم الوظيفي، والخروج من القيمة الحالية لجهاز التحكم الآلي، كما هو مبين في الشكل 13.

(2) يتم تحميل البرنامج إلى PLC. تعيين منفذ الاتصال، وإنشاء الاتصال بين PLC والكمبيوتر، تحميل برنامج PLC المكتملة إلى PLC،واختبار البرنامج من خلال وظيفة حالة البرنامج وبرنامج المحاكاةإذا تم العثور على أي مشاكل ، قم بتعديل البرنامج في الوقت المناسب. يتم عرض تكوينات محطة Modbus الرئيسية والعبدة في الشكلين 14 و 15 ، ويتم عرض إعدادات الخط التسلسلي في الشكل 16.

الشكل 1-3 إعدادات المتغيرات

الشكل 1 3 إعدادات المتغيرات تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-4 تكوين Modbus الرئيسي

الشكل 1 4 تكوين Modbus الرئيسية تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-5 تكوين Modbus Slave

الشكل 1 15 تكوين Modbus Slave تحميل الصورة الأصلية

الشكل 1-6 إعدادات الخط التسلسلي

الشكل 1 6 إعدادات الخط التسلسلي تحميل الصورة الأصلية

(3) بعد أن يتم إصلاح البرنامج PLC بشكل طبيعي واستكمال برنامج تكوين شاشة اللمس ، يتم إصلاح النظام بأكمله بشكل مشترك.يتم محاكاة إشارة التغذية الراجعة وجميع المحركات لتشغيل وفقا لمتطلبات التحكم الفعلية للكشف عما إذا كانت عملية وأداء النظام بأكمله يمكن أن تلبي متطلبات التصميم.بعد أن تكون جميع الاختبارات طبيعية ، يتم إجراء اختبار محاكاة حالات إنذار الخطأ أيضًا. عندما تكون جميع روابط بيانات الاختبار طبيعية ، يتم الانتهاء من إصلاح الأخطاء في النظام.

4تحليل مقاومة التداخل لتحسين دقة الميزان
4.1 العوامل الرئيسية التي تؤثر على دقة الميزانات الديناميكية
(1) حجم المنتج الموزن، الوزن المستهدف، سرعة النقل، الخ. في هذه الحالة، فإن براميل 200 لتر من زيت التشحيم التي يتم وزنها لديها حركة ضئيلة نسبيا،وسرعة النقل 120 طبل في الساعة، والتي تتطابق مع سرعة خط التعبئة وأداة التحكم في الوزن.

(2) دقة خلية الحمل المختارة وأداة التحكم في الوزن. في هذه الورقة ، يتم اختيار خلاياه الحمل وأدوات التحكم من Mettler Toledo ، بدقة 0.1 كجم.

(3) درجة الحرارة والرطوبة وتذبذب الأرض وتدفق الهواء في البيئة المحيطة. يتم تثبيت ميزان الوزن الديناميكي في الطابق الأول من ورشة العمل ، مع أرضية مسطحة ،درجة حرارة ورطوبة ثابتة، والاهتزازات الأرضية المنخفضة.

4.2 تحليل مكافحة التداخل
في هذه الورقة ، يتم النظر بشكل كامل في مكافحة التداخل في اختيار المعدات وتصميم الدوائر.

(1) الحماية الكهرومغناطيسية: تطبق هذه المادة الحماية الكهرومغناطيسية من خلال ثلاثة تدابير: كابلات التحكم تستخدم كابلات متعرجة محمية.يتم وضعها في سقف الفولاذ الكربوني المغلف مع اتصال كهربائي جيد بين السقفويتم الحفاظ على المسافة المتوازية بين كابلات التحكم وكابلات الطاقة أكبر من 600 ملم لمنع التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.

(2) الترسيم لمكافحة التداخل. في هذه الورقة ، يتم ترسيم جميع دوائر الإشارة من خلال الأسلاك إلى نقطة ترسيم مشتركة. يجب فصل أرض الإشارة وأرض التيار المتردد.يتم مشاركة أرضية الحماية من كابل الإشارة وأرضية معدات نظام PLCيتم تقصير طول سلك الأرض، ويتم استخدام سلك الأرض والمحطة وفقا للمواصفات القياسية.

(3) الحماية من البرق ومقاومة التداخل. هذه الورقة تتبنى ثلاثة تدابير حماية، وهي الحماية الخارجية للأسلاك، والأسلاك المعقولة،وتثبيت أجهزة حماية من الزيادة، لتحقيق حماية البرق ومقاومة التداخلات [4].

5 اختبار الميزان الديناميكي وتقييم الأداء
بعد أن تم إصلاح الميزان الديناميكيتم اختبارها لمدة أسبوعين باستخدام وزن قياسي يبلغ 200 كجم نجحت في التحقق وفقًا لـ "لوائح التحقق من الميزان الرقمي JJG539-2016"تم جمع ما مجموعه 10 مجموعات و 40 بيانات قياس لتحليل إحصائي ، كما هو مبين في الجدول 5.سرعة تشغيل تتطابق مع خط التعبئة، القدرة القوية على مكافحة التدخل ، تلبي بالكامل متطلبات تكنولوجيا العملية ، وسهلة الإعداد والتشغيل.

الجدول 5 تحليل بيانات اختبار الميزان الديناميكي تحميل الجدول الأصلي

الجدول 5 تحليل بيانات اختبار الميزان الديناميكي

بداية من تصميم الوزن الديناميكيهذه الورقة تحقق 100٪ الوزن على الانترنت من 200L برميلات النهائية من زيت التشحيم من خلال تطبيق شنايدر PLC في الميزانات الديناميكية. بالمقارنة مع التحقق اليدوي التقليدي في الوقت المناسب ، يتم زيادة الكفاءة بمقدار 10 أضعاف ، وتوفير تكلفة العمالة. خاصة بالنسبة للبراميل الكبيرة ، فمن الصعب التعامل اليدوي ،و فائدة التوزيع عبر الإنترنت في الوقت الحقيقي واضحةيمكن إعادة بيانات القياس إلى آلة التعبئة لتحقيق تعديل تلقائي لحجم التعبئة ، مما يوفر تكاليفًا كبيرة. بمساعدة الشبكة ، يمكن لجهاز التعبئة أن يقوم بتعديل حجم التعبئة تلقائيًا.يمكن مراقبة وزن المنتجات على خط الإنتاج عن بعد، تحسين مستوى المعلوماتية في المؤسسة.