鋼瓶在線自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)

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第一章方案的提出及特色

第一節(jié)方案提出

信息化、自動(dòng)化的今天，隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)也越來(lái)越提出更高的

要求。企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展應(yīng)用新的理念，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化、信息化。為協(xié)同這一理念，我們對(duì)鋼瓶生產(chǎn)的稱(chēng)重系統(tǒng)進(jìn)行改造，輕松實(shí)現(xiàn)增加設(shè)備而不增加工作人員，減少人為影響，使稱(chēng)重過(guò)程預(yù)見(jiàn)性加強(qiáng)，通過(guò)上位機(jī)對(duì)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的管理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用使得稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)得以保存，通過(guò)對(duì)各個(gè)型號(hào)鋼瓶數(shù)據(jù)的分析，相關(guān)工作人員可以得到某批次、某日、某月、某年鋼瓶的合格率和對(duì)數(shù)據(jù)的二次開(kāi)發(fā)，為鋼瓶的生產(chǎn)提供說(shuō)服性的數(shù)據(jù)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

其次節(jié)工作原理及特色

流水線上的鋼瓶在完成清洗后，由翻瓶裝置將鋼瓶翻滾到稱(chēng)重系統(tǒng)工作輥道（簡(jiǎn)稱(chēng)輥道1），鋼瓶進(jìn)入輥道1，觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)1，啟動(dòng)輥道1電機(jī)，使鋼瓶運(yùn)往稱(chēng)重平臺(tái)，到達(dá)稱(chēng)重區(qū)域，觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)1或2，電機(jī)停轉(zhuǎn)、氣缸上升托起鋼瓶進(jìn)行稱(chēng)重，稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)待穩(wěn)定后傳送給打字機(jī)和上位機(jī)，上位機(jī)給一反饋信號(hào)，氣缸下降、鋼瓶落到輥道、電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)鋼瓶到達(dá)下一流程時(shí)觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)3，電機(jī)停轉(zhuǎn)、翻瓶裝置翻瓶，鋼瓶被翻走后觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)4、翻瓶裝置回落，觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)2、電機(jī)啟動(dòng)，稱(chēng)重完成。此系統(tǒng)動(dòng)作均可手動(dòng)控制。

上位機(jī)與稱(chēng)重儀表、鋼瓶打字機(jī)、水落試驗(yàn)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連接。儀表把稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)傳給上位機(jī)，上位機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后給儀表一反饋信號(hào)，控制氣缸回落。鋼瓶打字機(jī)、水壓試驗(yàn)機(jī)在把上位機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)利用過(guò)后，把其各自產(chǎn)生試驗(yàn)數(shù)據(jù)回傳給上位機(jī)，由上位機(jī)統(tǒng)一管理，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守的計(jì)量方式和遠(yuǎn)程傳輸?shù)谋镜鼗?jì)量，整個(gè)計(jì)量過(guò)程自動(dòng)控制，可以明顯的減少人為誤差。具有明顯的實(shí)用性、安全性、可靠性和先進(jìn)性。并大大提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、操作便利、運(yùn)行速度快、運(yùn)行界面友好，具有良好的通用性。連接方式如圖1-1所示。

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圖1-1系統(tǒng)連接方式

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其次章系統(tǒng)概述

鋼瓶在線稱(chēng)重系統(tǒng)主要由稱(chēng)重執(zhí)行、數(shù)據(jù)處理兩大模塊組成。

第一節(jié)稱(chēng)重執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由PLC、控制柜、繼電器、位置檢測(cè)器、稱(chēng)重儀表、稱(chēng)重平臺(tái)、傳感器、緩沖裝置、氣動(dòng)元件、電氣閥、瓶體托架、信號(hào)電纜及安裝附件等組成。本系統(tǒng)所用PLC為豐煒VH－24RM，該型號(hào)PLC提供兩個(gè)可以用電位器調(diào)理的延時(shí)觸點(diǎn)，便利了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試，稱(chēng)重儀表采用技術(shù)很成熟的耀華HK－3190A9。

稱(chēng)重儀表具有自動(dòng)ID號(hào)自動(dòng)順加功能、上下限控制功能、報(bào)警功能。自動(dòng)ID號(hào)自動(dòng)順加功能：初次輸入ID號(hào)后，每成功完成一次稱(chēng)重則ID號(hào)在前一號(hào)基礎(chǔ)上加一處理，本ID號(hào)為7位，純數(shù)字表示。若需更改ID號(hào)，則重新輸入ID號(hào)即可，以后每次在此基礎(chǔ)上繼續(xù)順加。ID號(hào)斷電存儲(chǔ)不丟失。

上下限控制：稱(chēng)重時(shí)，當(dāng)傳感器采集到一定的數(shù)值時(shí)才實(shí)現(xiàn)ID號(hào)的自動(dòng)累加。報(bào)警：實(shí)現(xiàn)當(dāng)數(shù)據(jù)異常時(shí)能夠警示員工的作用。

2、系統(tǒng)具有RS232接口，向上位機(jī)傳輸ID號(hào)及重量信息。本系統(tǒng)在稱(chēng)重儀表側(cè)有參數(shù)可以設(shè)定相關(guān)的上、下限重量，用以確定稱(chēng)重?cái)?shù)值的可靠性及確鑿性。采用緩沖平臺(tái)式稱(chēng)重設(shè)計(jì)，使稱(chēng)重穩(wěn)定速度更快，稱(chēng)重精度更高。

3、四只稱(chēng)重傳感器，采用信號(hào)平衡匹配處理，使鋼瓶的重心處于秤體的任何部位都能快速確切地得出稱(chēng)重結(jié)果。

4、鋼瓶位置自動(dòng)檢測(cè)：本系統(tǒng)依靠?jī)蓚€(gè)光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行鋼瓶的稱(chēng)重定位及可靠性容錯(cuò)處理。由PLC控制?？梢詫?shí)現(xiàn)鋼瓶從700—2000mm的自動(dòng)稱(chēng)重計(jì)量要求（而且對(duì)于以上不同規(guī)格鋼瓶稱(chēng)重前均無(wú)需調(diào)整自控系統(tǒng)）。由于秤臺(tái)采用平臺(tái)緩沖式設(shè)計(jì)，故鋼瓶位于秤臺(tái)的任何位置稱(chēng)重對(duì)計(jì)量的精度及穩(wěn)定速度均無(wú)影響。

5、鋼瓶在線檢測(cè)：在轉(zhuǎn)動(dòng)托輥的頭部，即上一道工序完工以后，設(shè)一檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)此時(shí)已有鋼瓶處于待稱(chēng)重狀態(tài)，控制傳動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

6、鋼瓶離線檢測(cè)：在轉(zhuǎn)動(dòng)托輥的尾部，設(shè)一檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)此時(shí)鋼瓶完成稱(chēng)重并已傳送到本系統(tǒng)的尾部，由PLC控制傳動(dòng)電機(jī)中止運(yùn)行。

7、鋼瓶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)用原2.2Kw電機(jī)，由PLC通過(guò)繼電器根據(jù)實(shí)際工況要求控制其運(yùn)行

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與中止。

其次節(jié)數(shù)據(jù)采集管理部分

1、系統(tǒng)工作概述

由鋼瓶稱(chēng)重系統(tǒng)產(chǎn)生重量及瓶號(hào)信息，通過(guò)其RS485串行口傳輸至上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)串口自動(dòng)采集來(lái)自鋼瓶稱(chēng)重系統(tǒng)的信號(hào)，通過(guò)管理軟件將信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與共享。2、現(xiàn)場(chǎng)條件要求

(1)上位計(jì)算機(jī)：采用PENTIUMIII400以上CPU處理器、40G硬盤(pán)、256M內(nèi)存、不少于2個(gè)串口、不少于2個(gè)外置USB接口，10/100M網(wǎng)卡。

(2)上位機(jī)運(yùn)行WINDOWS2000/XP操作系統(tǒng)

(3)軟件采用微軟的SQLSever2000數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，是專(zhuān)為企業(yè)數(shù)據(jù)提供的大型數(shù)據(jù)庫(kù)方案，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可達(dá)幾億條，安全穩(wěn)定，速度高。(4)上位機(jī)具備訪問(wèn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的功能，網(wǎng)絡(luò)布線敷設(shè)到上位機(jī)旁。3、系統(tǒng)操作流程

(1)鋼瓶稱(chēng)重系統(tǒng)對(duì)鋼瓶進(jìn)行稱(chēng)重后，自動(dòng)產(chǎn)生瓶號(hào)及重量信息。(2)稱(chēng)重系統(tǒng)產(chǎn)生的瓶號(hào)及重量信息經(jīng)RS232接口傳輸至上位計(jì)算機(jī)。

(3)上位計(jì)算機(jī)經(jīng)COM口自動(dòng)接收到重量信息，并經(jīng)校驗(yàn)無(wú)誤后自動(dòng)寫(xiě)入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

(4)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)字段格式并開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)各部門(mén)對(duì)瓶號(hào)及重量進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。各相關(guān)職能部門(mén)可對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，形成相應(yīng)的應(yīng)用程序（不在本系統(tǒng)范圍內(nèi)）。

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第三章上位機(jī)管理軟件

第一節(jié)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)原則

主要設(shè)計(jì)原則有三條。

1、可維護(hù)性

考慮到應(yīng)用的多變性，系統(tǒng)采用層次化設(shè)計(jì)思想，每層實(shí)現(xiàn)特定的功能，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口向上層提供透明的服務(wù)，因此，最大限度的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊的功能獨(dú)立性，每一層的改動(dòng)不影響其它層次。這樣可以便利的添加、修改、刪除應(yīng)用，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性；管理系統(tǒng)采用圖形化用戶(hù)界面，便利管理員管理、維護(hù)系統(tǒng)。

2、安全性原則

系統(tǒng)的管理系統(tǒng)與維護(hù)系統(tǒng)設(shè)置了用戶(hù)管理權(quán)限，采用帳號(hào)+操作日志作，對(duì)管理員采取有效的管理，最大限度降低內(nèi)部管理、操作失誤帶來(lái)的不必要的損失。數(shù)據(jù)完備性根據(jù)不同的需要，可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)采取實(shí)時(shí)熱備份或定時(shí)備份。

3、輸入輸出要求

輸入：一般為使用人員鍵盤(pán)和鼠標(biāo)輸入。

輸出：一般為屏幕輸出、打印輸出，部分為文件輸出。

其次節(jié)上位機(jī)軟件功能模塊設(shè)計(jì)

1、用戶(hù)登錄

A.登錄：本系統(tǒng)需要用戶(hù)登錄后才能查看相應(yīng)信息，每一個(gè)用戶(hù)都擁有自己的用戶(hù)名和密碼，初始階段由管理員統(tǒng)一設(shè)置，用戶(hù)在登錄系統(tǒng)后可以自行修改。B.注銷(xiāo)：本系統(tǒng)可以臨時(shí)注銷(xiāo)當(dāng)前登錄用戶(hù)，等重新操作時(shí)再次登錄進(jìn)入程序。C.退出：當(dāng)用戶(hù)作業(yè)完成后選擇退出操作，關(guān)閉系統(tǒng)。2、數(shù)據(jù)維護(hù)

A.鋼瓶重量：依照鋼瓶初次稱(chēng)重的自然順序與對(duì)應(yīng)的重量進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，以關(guān)鍵字段的形式形成數(shù)據(jù)庫(kù)表單，并可隨時(shí)進(jìn)行維護(hù)更新。

B.數(shù)據(jù)備份：對(duì)已操作的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以防發(fā)生數(shù)據(jù)災(zāi)難時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，可以采用外部存儲(chǔ)介質(zhì)將其導(dǎo)出并存放。

C.數(shù)據(jù)恢復(fù)：系統(tǒng)出現(xiàn)災(zāi)難時(shí)對(duì)備份過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，以找回原記錄。D.操作日志：記錄整個(gè)軟件系統(tǒng)的操作過(guò)程，產(chǎn)生日志性文件。如圖3-1所示。

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附錄B技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

控制系統(tǒng)指標(biāo)

1.稱(chēng)重容量：200kg

2.分辯力：0.1kg

3.稱(chēng)重鋼瓶長(zhǎng)度范圍：700mm2000mm4.儀表顯示方式：LED5.接口形式：RS485

6.數(shù)據(jù)協(xié)議：7.稱(chēng)重形式：8.位置檢測(cè)：9.系統(tǒng)控制：10.電機(jī)控制：11.氣缸控制：7位ID號(hào)+重量信息緩沖平臺(tái)式信號(hào)平衡匹配光電開(kāi)關(guān)PLCPLC+繼電器PLC+電磁閥

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附錄C儀表技術(shù)參數(shù)

1.型號(hào)XK3190-A9稱(chēng)重顯示器2.確鑿度Ⅲ級(jí),n=30003.模擬部分

轉(zhuǎn)換原理雙積分式A/D

輸入信號(hào)范圍0mV～18mV最大凈輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換速度A/D轉(zhuǎn)換分辯碼非線性滿量程溫度系數(shù)標(biāo)定供橋電源傳感器的連接方式4.顯示顯示周期分度值5.時(shí)鐘精度6.鍵盤(pán)

數(shù)字鍵功能鍵鍵材料7.大屏幕顯示器接口傳輸方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式波特率傳輸距離8.串行通訊接口

傳輸方式波特率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式傳輸距離9.打印接口

18mV10～15次/秒50萬(wàn)碼＜0.01%F.S8PPM/℃

全部采用鍵盤(pán)操作完成

DC，8V，可連接8個(gè)350Ω的傳感器或16個(gè)700Ω的傳

感器采用6線式，長(zhǎng)線自動(dòng)補(bǔ)償

7位LED，7個(gè)狀態(tài)指示符，3個(gè)電量指示符100ms

1/2/5/10/20/50/100可選

可顯示年/月/日、時(shí)/分/秒，自動(dòng)閏年、閏月。+5s/24h，不受斷電影響。0～9

15個(gè)（其中10個(gè)與數(shù)字鍵復(fù)合使用）輕觸式薄膜開(kāi)關(guān)

電流環(huán)/RS232信號(hào)11位600≤30米

RS232C/RS422(選配)

波特率可選600/1200/2400/4800/9600

10位：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（ASCⅡ編碼）、1位停止位

RS232：≤30米R(shí)S422：≤1200米13串行輸出方式

標(biāo)準(zhǔn)并行輸出接口：可配TpuP16微型打印機(jī)、TM800、KX－P1121、KX－P1131、LQ300K＋、LQ1600K寬行打印機(jī)內(nèi)置微打(A9P)：①.打印系統(tǒng)：點(diǎn)陣式（每行96點(diǎn)），采用M-150Ⅱ機(jī)頭或TpμP-16B機(jī)頭。

②.打印用紙：普通白紙，紙寬44.5±0.5mm，厚0.07mm，紙卷外經(jīng)不大于50mm.③.機(jī)頭壽命：0.5×106行。

10.數(shù)據(jù)貯存11.使用電源

交流電源直流電源蓄電池使用時(shí)間蓄電池充電時(shí)間交流保險(xiǎn)絲直流保險(xiǎn)絲