Sekoituslaitteiden ohjausjärjestelmä on keskeinen tuotantoautomaation saavuttamisessa, tuotteiden laadun varmistamisessa sekä tehokkuuden ja turvallisuuden lisäämisessä. Nykyaikaiset, laajamittaiset automatisoidut sekoituslaitteet, kuten betoninjalostuslaitokset, käyttävät tyypillisesti ohjausjärjestelmää, joka yhdistää teollisuus-PC:n (IPC) ja PLC:n. Tämä asetus mahdollistaa automaattisen, jatkuvan ohjauksen ja reaaliaikaisen seurannan koko prosessissa, mukaan lukien materiaalin annostelu, sekoitus ja purkaminen.
Ydintoiminnot
Ohjausjärjestelmässä on sekä automaattiset että manuaaliset käyttötilat, jotka toimivat itsenäisesti mutta toimivat molemminpuolisena turvana. Automaattitilassa PLC hallitsee automaattisesti betonin tuotantoa esiohjelmoidun logiikan perusteella. Manuaalisessa tilassa PLC-ohjelma voidaan suorittaa vaiheittain, mikä helpottaa asennusta, käyttöönottoa ja rutiinihuoltoa.
Aggregaatin punnituksen alussa sekä suuri että pieni poistoportti avautuvat samanaikaisesti nopeaa annostelua varten. Kun punnituskenno havaitsee, että paino on saavuttanut 80 % reseptin asetusarvosta, iso portti sulkeutuu, kun taas pieni portti pysyy auki hidasta ja tarkkaa annostelua varten; tämä strategia lyhentää punnitusaikaa ja parantaa samalla tarkkuutta.
IPC käyttää konfigurointiohjelmistoa Human-Machine Interfacen (HMI) luomiseen, mikä mahdollistaa tuotannon animaation, tiedon kirjaamisen, raporttien tulostamisen ja etäkäytön. Käyttäjät voivat seurata tuotantoprosessia, materiaalisuhteita ja laitteiden tilaa reaaliajassa käyttöliittymän kautta sekä hallita reseptejä. Konfigurointiliittymä tukee toimintoja, kuten reaaliaikaisia visuaalisia näyttöjä, reseptien esiasetusta ja hälytysten hallintaa. Järjestelmä voi suorittaa automaattisen, jatkuvan ohjauksen tuotantotilausten perusteella ja käyttää online-impulssikompensointilaskentamenetelmää erän tarkkuuden varmistamiseksi.
Laitteiston luotettavan toiminnan varmistamiseksi on mukana automaattinen vikahälytysohjelma. PLC valvoo eri toimilaitteiden tilaa laitteisiin asennettujen rajakytkimien ja antureiden avulla; Jos vika ilmenee, järjestelmä antaa vikakoodin ja laukaisee sekä ääni- että visuaaliset hälytykset. PLC:n ja IPC:n välisen tiedonsiirron kautta valvontaruutu näyttää tietyn vian sijainnin ja syyn. Ohjelma hyödyntää sisäisiä lisälukitusreleitä ja tietorekistereitä tehokatkossuojalla sylintereiden, solenoidiventtiilien ja moottoreiden toimintatilan ja parametrien tallentamiseen, mikä varmistaa tietojen säilymisen sähkökatkosten aikana.
Keskeiset tekniikat
Betoninjalostuslaitoksissa on kolme yleistä ohjausmenetelmää: suora releohjaus, "IPC + älykäs I/O-kortti" -menetelmä ja "IPC + PLC" -menetelmä. "IPC + PLC" -lähestymistapa käyttää PLC:tä alemman tason ohjaimena (suorittaa kenttäoperaatioita) ja IPC:tä ylemmän tason ohjaimena (käsittelyn valvonta ja tiedonhallinta). PLC hallinnoi koko ainesosien annostelu- ja tuotantoprosessia. Tehokas konfigurointiohjelmisto teollisuustietokoneessa mahdollistaa tuotantotehtävien lähettämisen PLC:lle, animoitujen tuotannon työnkulkujen visualisoinnin, tiedon kirjaamisen ja tallennuksen, raporttien tulostamisen ja tuotantoprosessin reaaliaikaisen seurannan.
Erittäin tarkka ohjaus saavutetaan takaisinkytkentämekanismien ja ohjausalgoritmien avulla. Järjestelmä sisältää ohjattavat moottorit materiaalivirtauksen säätämiseksi putkistoissa ja käyttää PID-algoritmeja pyörimisnopeuden ja -suunnan ohjaamiseen, mikä varmistaa erittäin tarkat ainesosien suhteet ja täysin säädettävät sekoitusnopeudet.
Alemman tason ohjaimen RS-485-väylä käyttää Modbus-RTU-tiedonsiirtoprotokollaa; yksi kanava toimii isäntänä, joka ohjaa taajuusmuuttajaa (VFD), kun taas toinen toimii orjana kommunikoimaan ihmisen ja koneen välisen käyttöliittymän (HMI) kanssa. S7-200-sarjan PLC:tä hyödyntävissä ohjausjärjestelmissä tiedonsiirtoon voidaan valita PPI-protokolla ja S7-200 OPC Server -liitäntäohjelmistoa helpotetaan tiedonsiirtoa PLC:n ja WinCC:n välillä.
Kehityssuuntaukset
Erikoismateriaaleja, kuten korkean viskositeetin omaavia aineita, käsitteleviä sekoituslaitteita varten ohjausjärjestelmät integroivat usein kehittyneempiä parametrien säätötoimintoja (esim. vaihtelevan taajuuden säätö, korkean tarkkuuden lämpötilan säätö ja tyhjiöympäristön toiminnanohjaus) tiettyjen prosessivaatimusten täyttämiseksi.