Автоматизированная система управления транспортными конвейерами участка производства шампанского

переменной KP приравнивается к единице и запускается «система регулирования».

6. Система проверки и диагностики конвейера

После запуска системы проверки контроллер устанавливает скорость работы транспортера на среднюю и запускает транспортер. Далее происходит задержка 10сек. (как показал практический опыт, этого достаточно, чтобы выявить механическую неисправность транспортера). По окончании задержки контроллер останавливает транспортер и переходит к следующему действию. После проверки транспортера происходит проверка автомата. Для этого: контроллер устанавливает скорость работы автомата на среднюю и запускает его работу в холостую. Далее происходит задержка 25сек. (как показал практический опыт, этого достаточно, что бы выявить механическую неисправность автомата). По окончании задержки контроллер останавливает автомат и переходит к системе регулирования.

7. Система регулирования и управления

Система регулирования делится на два этапа, на первом этапе происходит определение состояние датчиков, а на втором этапе происходит само регулирование.

На каждом транспортере имеется три датчика. DN – начальный датчик, он устанавливается так, чтобы как только из предыдущего автомата вышла бутылка, датчик срабатывает, генерирует сигнал высокого уровня, логически равного «1», тем самым показывая, что на транспортере появились бутылки или продолжают поступать на транспортер. DP – датчик перегрузки, он устанавливается перед «карманом» транспортера, когда бутылки заполняют «карман», датчик вырабатывает сигал высокого уровня, логически равного «1», тем самым показывая, что транспортер перегружен. DK – конечный датчик, он устанавливается в конце транспортера перед самим автоматом таким образом чтобы как только последняя бутылка зашла в автомат, датчик сгенерировал сигнал низкого уровня, логически равного «0».

Так все три датчика выдают только два логических сигнала, равных либо нулю, либо единице нулю. На основе этого можно составить таблицу истинности табл. 3. Данные этой таблицы является показателем состояния транспортера.

Таблица 3

Состояния датчиков

номер варианта Значение датчика

DN Значение датчика

DP Значение датчика

DK

1 0 0 0

2 0 0 1

3 0 1 0

4 0 1 1

5 1 0 0

6 1 0 1

7 1 1 0

8 1 1 1

Проведя анализ данных этой таблицы, можно выделить варианты регулирования:

-№1. При таком состоянии датчиков происходит проверка включения транспортера и автомата. Если они включены, то происходит выключение транспортера и автомата данного звена, так как бутылок на транспортере нет или они еще не поступили к автомату.

-№2. При таком состоянии датчиков происходит уменьшение производительности автомата так как бутылок на транспортере мало и увеличение скорости движения транспортере для ускорения подачи бутылок к автомату.

-№3. При таком состоянии датчиков происходит уменьшение производительности автомата, так как бутылок на транспортере мало и увеличение скорости движения транспортере для ускорения подачи бутылок к автомату.

-№4. При таком состоянии датчиков происходит увеличение производительности автомата, так как транспортер перегружен бутылками и уменьшение скорости движения транспортера для замедления подачи бутылок к автомату, тем самым понижая трение между бутылками и транспортером.

-№5 . При таком состоянии датчиков происходит проверка включения транспортера и автомата. Если они выключены, то происходит включение транспортера и автомата данного звена, так как на транспортере появилась первая бутылка или бутылки продолжили поступление. Происходит уменьшение производительности автомата, так как бутылок на транспортере мало и увеличение скорости движения транспортере для ускорения подачи бутылок к автомату.

-№6. При таком состоянии датчиков происходит проверка включения транспортера и автомата. Если они выключены, то происходит включение транспортера и автомата данного звена, так как на транспортере появилась первая бутылка или бутылки продолжили поступление. Происходит уменьшение производительности автомата, так как бутылок на транспортере мало и увеличение скорости движения транспортера для ускорения подачи бутылок к автомату.

-№7. При таком состоянии датчиков происходит проверка включения транспортера и автомата. Если они выключены, то происходит включение транспортера и автомата данного звена, так как на транспортере появилась первая бутылка или бутылки продолжили поступление. Происходит уменьшение производительности автомата, так как бутылок на транспортере мало и увеличение скорости движения транспортера для ускорения подачи бутылок к автомату.

-№8. При таком состоянии датчиков происходит проверка включения транспортера и автомата. Если они включены, то происходит выключение транспортера и автомата данного звена, так как бутылок на транспортере нет или они еще не поступили к автомату. Происходит увеличение производительности автомата, так как транспортер перегружен бутылками и уменьшение скорости движения транспортера для замедления подачи бутылок к автомату, тем самым понижая, трение между бутылками и транспортером.

При такой системе регулирования теоретически появляются две ошибочные ситуации:

1. Если на транспортер не поступают бутылки или поступление их не достаточно, а транспортер работает на максимальной скорости движения и автомат работает с минимальной производительностью. В этом случае контроллер отключает транспортер и автомат и ждет, пока состояние датчиков не изменится.

2. Если на транспортере количество бутылок превышает норму, происходит перегрузка транспортера, а транспортер работает с минимальной скоростью движения и автомат работает с максимальной производительностью. То в этом случае выключаются автомат и транспортер предыдущего звена и устанавливается запрет на включение.

Система регулирования работает в следующей последовательности: сначала происходит определение состояния датчиков, далее на основе их состояния происходит выбор вида регулирования и само регулирование. Далее происходит возврат к «основной системе».

8. Обоснование выбора основных составляющих системы

В состав основного оборудования системы входит:

- Контроллеры

- Частотные преобразователи (инверторы)

- Датчики

При выборе производителя устройств я руководствовался прежде всего тем, что на линии производства шампанского установлены промышленные контроллеры, датчики и частотные преобразователи фирмы OMRON, поэтому недостающее оборудование выбрано именно этой фирмы. При выборе конкретных моделей оборудования я руководствовался набором сервисных функций, которые соответствует требованиям к работе.

9. Требования к оборудованию.

Основным требованием для датчиков является то, чтобы они могли сигнализировать прохождение полупрозрачного объекта. Компания OMRON имеет широкую линейку оптико-механических датчиков, а для данного случая так же имеются датчики, специально приспособленные для детектирования полупрозрачных объектов методом "отражение от рефлектора", таким является датчик серии E3Z-B. Этот датчик отлично подходит для детектирования бутылок объемом от 500мл до 2л. Он имеет подстройку чувствительности. Хорошо видимый луч красного цвета облегчает настройку.

Основными требованиями для данной системы к промышленным контроллерам является:

- объем памяти не менее 30 Кбайт.

- Возможность подключения через порт RS 232.

- Установки дополнительных блоков расширения.

- Не менее 5 цифровых входов и выходов.

- Не менее 2 аналоговых входов и выходов.

Компания OMRON предлагает большой спектр различных программируемых промышленных контроллеров разных типов, классов и характеристик. Так как на всех автоматах конвейера установлены промышленные контроллеры компании OMRON CQM1H и данные контроллеры подходят по техническим характеристикам для использования в данной системе, то при выборе контроллера я решил использовать именно эту модель. Эта модель имеет высокую скорость исполнения базовых функций (0.357 мкс.), также достаточное количество памяти для хранения программы и все требуемые порты ввода вывода.

Выбор частотных преобразователей для системы управления, для меня не составил сложности, так как на конвейере уже установлено семь устройств из 11 требуемых (по числу транспортеров). Это устройства компании OMRON серии SYSDRIVE 3G3JV, удовлетворяющие требования функционирования системы. Основные требования:

- Мощность двигателя 1.5 КВт.

- Наличие аналогового входа регулирования скорости.

- Токовое регулирование.

- Входное напряжение: три фазы, 380 В.

10. Основные узлы системы

Система состоит из 10 частотных преобразователей, 27 оптико-механических датчиков и 9 программируемых промышленных контроллеров. Датчики устанавливаются по 3 штуки на каждый транспортер кроме последнего выходного. Частотные преобразователи устанавливаются возле каждого транспортера, и подключаются к двигателям транспортера соответственно. К каждому промышленному контроллеру подключается частотный преобразователь, три датчика и контроллер автомата соответственно. Все контроллеры подключаются к последовательному порту RS – 232.

ОБОРУДОВАНИЕ