專利名稱：一種控制物料輸送的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制領域，尤其涉及涂料工業(yè)生產(chǎn)中的一種控制物 料輸送的系統(tǒng)。
背景技術：
在涂料生產(chǎn)過程中，最終產(chǎn)品是由多種原料混合攪拌而成。涂料整個生產(chǎn)
工業(yè)區(qū)主要包括原料罐區(qū)和生產(chǎn)車間區(qū)。涂料的原料包括各種溶劑、夸種樹 脂、各種添加劑。溶劑和樹脂通常分別是裝在溶劑罐和樹脂罐儲備在整個工業(yè) 區(qū)中的原料罐區(qū)。將原料罐區(qū)的原料輸送到生產(chǎn)車間區(qū)中的預混罐、稀釋罐、 基料罐和移動罐完成涂料的攪拌與合成。因此在原料罐區(qū)和生產(chǎn)車間區(qū)，輸送
物料的管道就會形成復雜的管網(wǎng)。不同的涂料會有不同的原料成分配比和工藝 要求，因此這些管網(wǎng)上除了有原料輸送泵和開關閥，還會有切換閥、調(diào)節(jié)闊、 質(zhì)量流量計、分配盤等設備，接受原料的目標罐上會有計量稱、夾套，攪拌器 等設備。
涂料生產(chǎn)的攪拌過程一般是無化學反應的，涂料的原料或其他物料的配比 控制是通過控制輸送泵上質(zhì)量流量計或稱重系統(tǒng)進行定量控制實現(xiàn)的。掠制系 統(tǒng)一般用于大批量的加料，而采用手工進行小批量的加料。生產(chǎn)不同涂料時， 多個設備會共享單個工藝管道和工藝設備(泵、流量劑)，那么對這些設備的 控制就會出現(xiàn)復雜的連鎖。
整個涂料生產(chǎn)的控制核心就是把指定的原料按指定的重量從原料罐區(qū)中 正確的原料輸送到正確的目標罐，這是保證最終產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要前提。 因此，物料的輸送控制直接影響著生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。'
目前國內(nèi)涂料工業(yè)的現(xiàn)狀是整個行業(yè)內(nèi)自動化控制水平不高，大部分工廠 仍然采用手工控制，生產(chǎn)效率低下，復雜連鎖的控制容易導致出錯。部分工廠 采用了 PLC控制，但控制程序不標準，連鎖關系缺少統(tǒng)一標準模型，程序代
碼多而復雜，維護、修改和擴展異常麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種控制物料輸送的系統(tǒng)，可有效提高涂料廠物料
輸送自控化控制水平，解決現(xiàn)有PLC控制系統(tǒng)的控制程序不標準引起的控制 程序的代碼難以維護、修改和擴展的問題。
為達到上述目的，本發(fā)明的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，包括通過以太網(wǎng)進行通 訊的 一個PLC分布式控制總站，用于存儲輸送路徑以及輸送路徑中輸送設 備的數(shù)據(jù)，運行控制物料輸送的控制程序，控制多個PLC分布式IO站；多個 PLC分布式IO站，用于接收PLC分布式控制總站的命令，控制現(xiàn)場物料輸送 設備； 一個服務器計算機，用于和PLC分布式控制總站直接通訊，監(jiān)控整個 系統(tǒng)狀態(tài)并存儲這些狀態(tài)信息，為客戶端計算機提供數(shù)據(jù)和畫面； 一個客戶端 計算機，用于取得服務器計算機中的數(shù)據(jù)和畫面，并把人機界面的操作信息反 饋給服務器計算機；多個狀態(tài)機，用于對現(xiàn)場設備和路徑進行狀態(tài)監(jiān)控，并把 監(jiān)控信息反饋給總站；多個人機界面，用于接收指定物料輸送的操作信息，控 制PCL分布式控制總站操作，顯示客戶端計算機提供的數(shù)據(jù)和畫面。 PLC分布式控制總站運行的控制物料輸送的控制程序可實現(xiàn)所有不同輸送路 徑的物料輸送。PLC分布式控制的總站存儲的所有物料輸送路徑以及輸送路徑 經(jīng)過的輸送設備的數(shù)據(jù)都是分別采用標準數(shù)據(jù)結(jié)構定義形成的數(shù)據(jù)。服務器計 算機上裝有數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集PLC分布式控制總站中存儲的數(shù)據(jù)； 監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控整個輸送系統(tǒng)狀態(tài)；系統(tǒng)組態(tài)編寫模塊，用于實現(xiàn)控制系 統(tǒng)組態(tài)間通ifl。
本發(fā)明的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，采用如上所述系統(tǒng)可使PLC程序代 碼易于維護，修改和擴展，提高了它的可重用性和可讀性。PLC分布式控制總 站通過其物料輸送控制程序可實現(xiàn)所有不同路徑物料輸送。人機界面操作坊式 簡單，并可進行系統(tǒng)故障報警和自診斷處理，提供歷史數(shù)據(jù)和報表便于分析生 產(chǎn)工藝，解決產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)的問題。


圖1為系統(tǒng)組態(tài)圖。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明的一種控制物料輸送的系統(tǒng)作進一步詳細的描述。 本發(fā)明的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，是種把物料按指定的劑量輸送到指定 的目的罐的控制系統(tǒng)。輸送物料到不同的目的罐，會經(jīng)過不同的輸送途徑以及
輸送設備。如圖1所示它包括通過以太網(wǎng)進行通訊的 一個PLC分布式控制 總站，用于存儲輸送路徑以及輸送路徑中輸送設備的數(shù)據(jù)，運行控制物料輸送 的控制程序，控制多個PLC分布式IO站；多個PLC分布式IO站，用于接收 PLC分布式控制總站的命令，控制現(xiàn)場物料輸送設備； 一個服務器計算機，用 于和PLC分布式控制總站直接通訊，監(jiān)控整個系統(tǒng)狀態(tài)并存儲這些狀態(tài)信息， 為客戶端計算機提供數(shù)據(jù)和畫面； 一個客戶端計算機，用于取得服務器計算機 中的數(shù)據(jù)和畫面，并把人機界面的操作信息反饋給服務器計算機；多個狀態(tài)機， 用于對現(xiàn)場設備和路徑進行狀態(tài)監(jiān)控，并把監(jiān)控信息反饋給總站；多個人機界 面，用于接收指定物料輸送的搡作信息，控制PCL分布式控制總站操作，顯 示客戶端計算機提供的數(shù)據(jù)和畫面。
PLC分布式控制總站運行的控制物料輸送的控制程序可實現(xiàn)所有不同輸 送路徑的物料輸送。該控制程序包括兩個功能模塊 一個模塊功能是讀取PLC 分布式總站上所存儲的數(shù)據(jù)完成可完成指定物料輸送的路徑選擇；另外一個模 塊功能是讀取所選定路徑上輸送設備的狀態(tài)信息，控制PLC分布式控制總站 完成現(xiàn)場設備控制。
PLC分布式控制的總站存儲的所有物料輸送路徑以及輸送路徑經(jīng)過的輸 送設備的數(shù)據(jù)都是分別采用標準數(shù)據(jù)結(jié)構定義形成的數(shù)據(jù)。
在整個物料輸送的過程中，所輸送的物料會經(jīng)過管道、二位置開關閥、三 位置切換閥、調(diào)節(jié)閥、分配盤、質(zhì)量流量計、計量稱、輸送泵、攪拌器。-
對存儲在PLC分布式控制總站中設備的數(shù)據(jù)進行以下標準數(shù)據(jù)結(jié)構的定 義。設備數(shù)據(jù)結(jié)構中包括a設備的編號、b設備的名稱、c設備的屬性、d設 備的數(shù)字量輸入信號、e設備的數(shù)字量輸出信號、f設備的運行狀態(tài)、g設備 的使用狀態(tài)、h設備的故障狀態(tài)、i設備的其他狀態(tài)、j設備的手動狀態(tài)、k設 備的失配時間，1設備的失配標志。
對涂料廠存在的所有物料的輸送路徑進行標準數(shù)據(jù)結(jié)構定義。顯然這些物 料輸送的路徑是不同的，每條路徑包含的設備的數(shù)量和位置都不同。
對存儲在PLC分布式控制總站中存儲的輸送路徑按以下數(shù)據(jù)結(jié)構進行定 義。輸送路徑的數(shù)據(jù)結(jié)構包括路徑的編號、原料罐名稱、目標罐名稱、位置 l的設備編號、位置2的設備編號、位置3的設備編號...位置n的編號、路徑
的狀態(tài)。
輸送路徑的數(shù)據(jù)結(jié)構中位置的選擇是按涂料生產(chǎn)中一條路徑包括管道在 內(nèi)，最多數(shù)量的設備加一定的余量來確定，大部分的位置預定義為管道或開關 閥，輸送泵或流量計定義在特定的位置上。這樣就可通過同一個程序處理全部 路徑，而不用考慮路徑之間的連鎖以及路徑上具體設備的相互關系。
服務器計算機上還裝有數(shù)據(jù)采集模塊(RSSQL軟件)，用于采集PLC分 布式控制總站存儲的數(shù)據(jù)；監(jiān)控模塊(SCADA軟件)，用于監(jiān)控整個輸送系統(tǒng) 狀態(tài)；系統(tǒng)組態(tài)編寫模塊(RSLOGIX5000 PLC編程軟件)，用于實現(xiàn)控制系統(tǒng) 纟且態(tài)間通ifl。
為便于對輸送過程進行控制，需對輸送過程中完成不同工藝功能的程序行 為進行統(tǒng)一定義?；赟88標準對輸送過程中不同工藝功能的程序進行狀態(tài)、 接收的命令、執(zhí)行過程的標準定義。狀態(tài)包括空閑、完成、已保持、已停止或 已取消；接收的命令包括啟動、保持、重啟動、停止、取消、或復位；執(zhí)行過 程包括運行中、保持中、重啟動中、停止中、取消中或復位中。
多個人機界面中每個人機界面均可實現(xiàn)系統(tǒng)故障報警和自診斷處理，并可 形成歷史數(shù)據(jù)和報表。
多個人機界面對不同物料輸送，提供的操作模式是相同的。操作員只需通 過人機界面激活可用的物料輸送路徑，PLC分布式總站根據(jù)物料輸送控制程 序控制PLC分布式IO站操作現(xiàn)場設備實現(xiàn)物料輸送。操作者可查看已運行的 路徑和路徑使用狀態(tài)，可進行暫停和取消操作，操作當前物料的輸送。操作者 可通過人機界面下達各種指令，修改工藝參數(shù)。人機界面通過客戶端計茅機顯 示服務器計算機提供的數(shù)據(jù)和界面。通過這些界面和數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)故障報警和 自診斷處理。歷史數(shù)據(jù)和報表便于分析生產(chǎn)工藝，解決產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)的問題。
權利要求
1、一種控制物料輸送的系統(tǒng)，其特征在于:包括通過以太網(wǎng)進行通訊的:一個PLC分布式控制總站，用于存儲輸送路徑以及輸送路徑中輸送設備的數(shù)據(jù)，控制所有物料的輸送；多個PLC分布式IO站，用于接收PLC分布式控制總站的命令，控制現(xiàn)場物料輸送設備；一個服務器計算機，用于和PLC分布式控制總站直接通訊，監(jiān)控整個輸送系統(tǒng)狀態(tài)并存儲這些狀態(tài)信息，為客戶端計算機提供數(shù)據(jù)和畫面；一個客戶端計算機，用于取得服務器計算機中的數(shù)據(jù)和畫面，并把人機界面的操作信息反饋給服務器計算機；多個狀態(tài)機，用于對現(xiàn)場設備和路徑進行狀態(tài)監(jiān)控，并把監(jiān)控信息反饋給總站；多個人機界面，用于接收指定物料輸送的操作信息，控制PLC分布式控制總站操作，顯示客戶端計算機提供的數(shù)據(jù)和畫面。
2、 如權利要求1所述的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，其特征在于所述PLC分 布式控制總站包含一個控制模塊，用于控制所有不同輸送路徑的物料輸送。
3、 如權利要求2所述的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC 分布式控制的總站存儲的所有物料輸送路徑以及輸送路徑經(jīng)過的輸送設備的 數(shù)據(jù)都是分別采用標準數(shù)據(jù)結(jié)構定義形成的數(shù)據(jù)。
4、 如權利要求1所述的一種控制物料輸送的系統(tǒng)，其特征在于所述服務器 計算機上裝有數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集PLC分布式控制總站中存儲的數(shù)據(jù)；監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控整個輸送系統(tǒng)狀態(tài)系統(tǒng)組態(tài)編寫模塊，用于實現(xiàn)控制系統(tǒng)組態(tài)間通訊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制物料輸送的系統(tǒng)，輸送到不同目的罐的物料會有不同的輸送路徑，所經(jīng)過的輸送設備也會不同，這一系統(tǒng)是控制物料從指定的原料罐按指定的劑量輸送到指定的目的罐。它基于可編程邏輯控制(PLC)建立的，包括一個PLC分布式控制總站，多個PLC分布式控制的IO站，一臺計算機服務器，多個人機界面(HMI)的操作站和多個狀態(tài)機，它們之間均是通過以太網(wǎng)進行通訊的。通過標準數(shù)據(jù)結(jié)構分別定義輸送設備以及輸送路徑，規(guī)范輸送路徑不同工藝程序行為，采用PLC分布式控制總站控制模塊實現(xiàn)所有物料輸送。采用本發(fā)明可有效提高PLC程序的有效性，整個輸送系統(tǒng)操作模式相同，有效避免物料輸送的錯誤。
文檔編號G05B19/418GK101377673SQ200710045479
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月31日 優(yōu)先權日2007年8月31日
發(fā)明者娜 劉, 波 寧, 炯 王, 俊 顧 申請人:上海慧橋電氣自動化有限公司