동적 가중 척도의 설계

동적 가중 척도의 설계

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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 results이 논문은 200L 윤활유 충전 선에 대한 온라인 동적 체크 웨이저의 계획 및 설계에 초점을 맞추고 있습니다. 요구 사항은 다음과 같습니다.

완성된 윤활유의 200L 배의 무게는 185.3kg이며, 기업에 의해 설정된 허용되는 오차 범위는 (185.3 ± 0.3) kg입니다.이 문서에서 설계된 동적 무게 척도의 오차는 ±0 내에서 제어되어야 합니다..1kg

(2) 채용 선에 있는 200L의 완제품 배럴의 무게를 실시간으로 검사할 수 있습니다.그것은 자동으로 스크린 또는 생산 라인에서 그들을 제거 할 수 있으며 동시에 청각 및 시각적 경보 신호를 발산 할 수 있습니다..

동적 체크 웨이거는 시속 120 배럴의 속도로 무게를 져야 합니다.

(4) 무게 데이터를 즉시 채우기 기계의 컨트롤러에 다시 입력하여 채우기 부피를 조정하여 원료를 절약 할 수 있습니다.그리고 기업의 비용 통제와 정교한 관리에 대한 기술 지원을 제공 [1].

1동적 무게 가량의 구성 및 작동 원칙
동적 가중 척도는 컨베이어, 가중 센서, 가중 디스플레이 컨트롤러, 제어 시스템 및 거부 장치로 구성됩니다.컨베이어는 무게 센서의 무게 플랫폼에 배치됩니다컨베이어는 모터, 환속기 및 컨베이어 롤러 [2]의 세 부분으로 구성됩니다. 동적 무게 척도의 구성은 그림 1에 표시됩니다.그리고 제어 시스템의 구조는 그림 2에 나타납니다..

그림 1 다이내믹 웨이징 스케일 구성의 스키마틱 다이어그램

그림 1 다이내믹 웨이징 스케일 구성의 스키마틱 다이어그램

그림 2 동적 가중 제어 시스템의 구조

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2 동적 체크 웨이거 하드웨어 설계
이 문서의 하드웨어 설계는 하드웨어 선택, 전기 주 회로 설계, 제어 회로 설계 및 PLC I/O 포인트 할당을 포함한다.

2.1 하드웨어 선택
이 논문에서는 1 표와 같이 생산 필요, 높은 비용 성능, 높은 신뢰성 및 특정 마진을 남기는 원칙에 따라 장비 하드웨어를 선택합니다.

표 1 하드웨어 장비 다운로드 원본 표

표 1 하드웨어 장비

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표 1 하드웨어 장비

2.2 전기 주회로 설계
동적 가중 척도의 주요 회로는 그림 3에 표시됩니다. 주로: 차단기, 접촉기, 전압 보호기 (SPD), 격리 변압기, 스위치 전원 공급 장치, PLC,벨트 컨베이어, 무게 표시 컨트롤러, 등 시스템 QF1 스위치를 통해 연결되고, 주요 회로에 있는 모든 장비가 전원을 공급합니다.380V 전압의 3단계 AC 전력으로 공급되기 때문에, 그러나 PLC 입력 제어 회로, 터치 화면 및 시스템의 중간 릴레는 DC 24 V 전원 공급을 필요로하며, 24 V DC 전원 공급을 제공하기 위해 스위치 전원 공급이 필요합니다.PLC의 전력 관리는 격리 트랜스포머와 스위치 전원 공급 후 220 V AC에 의해 공급됩니다.

그림 3 전기 주 회로

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2.3 PLC의 제어 루프 및 I/O 포인트 할당
제어 원칙에 따르면, 입력, 출력 (I / O) 포인트와 중간 레지스터 주소는 2에서 4 표에 표시 된대로 합리적으로 할당됩니다. 제어 루프는 PLC 호스트로 구성됩니다.,중간 릴레 등 전체 제어 시스템은 스위치 스위치를 통해 동적 무게 척도를 자동 또는 수동으로 제어 할 수 있습니다.두 제어 모드는 서로에 대한 백업으로 봉사, 제어 시스템의 안전성을 보장합니다. PLC 호스트 제어 루프의 배선 도표는 그림 4에 표시됩니다.

테이블 2 디지털 입력 주소 할당 다운로드 원본 테이블

표 2 디지털 입력 주소 할당

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표 2 디지털 입력 주소 할당

테이블 3 디지털 출력 주소 할당 다운로드 원본 테이블

표 3 디지털 출력 주소 할당

그림 4 PLC 호스트 제어 루프의 배선

그림 4 PLC 호스트 제어 회로의 배선 다이어그램 원본 이미지 다운로드

표 4 중간 등록 주소 할당 다운로드 원본 표

표 4 중간 레지스터 주소의 할당

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표 4 중간 레지스터 주소의 할당

3 동적 무게 가량 소프트웨어 설계
3.1 터치 스크린 프로그램 설계
첫째, 비제오 디자이너 프로그래밍 소프트웨어는 5에서 7 그림과 같이 프로세스 인터페이스, 수동 인터페이스, 알람 인터페이스 등을 포함한 터치 스크린 인터페이스를 구성하는 데 사용됩니다.그럼, 완료된 "파일"은 노트북 컴퓨터와 슈나이더 GXU3512 터치 스크린의 통신 인터페이스를 통해 터치 스크린 프로세서로 다운로드됩니다.그리고 터치 스크린과 PLC 사이의 통신이 설정됩니다 [2]구성 인터페이스는 현재 무게, 시스템 시작/정지, 누적 버킷 수, 누적 무게, 벨트 실행 시간과 같은 매개 변수를 포함합니다.

그림 5 "프로세스 인터페이스" 편집

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그림 6 "수동 인터페이스" 편집

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그림 7 "알람 인터페이스" 편집

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3.2 PLC 프로그램 설계
3.2.1 하드웨어 구성 및 주요 프로그램 설계
슈나이더 TM218LDA16DRN PLC는 이 문서의 제어 시스템의 핵심 역할을 합니다. 그림 2에 표시된 제어 흐름에 기초하여,가중 디스플레이 컨트롤러의 하드웨어 구성 및 구성 설정은 소 머신 M218 v2를 사용하여 수행됩니다..0.31.45 프로그램 소프트웨어, 그림 8 및 9에서 설명된 바와 같이. 제어 사다리 다이어그램은 다음 기능을 달성하기 위해 그림 10에서 12에 표시된 바와 같이 작성됩니다.벨트 컨베이어 시작 및 정지 및 그에 따른 논리 제어; 실시간 가중, 오차 거부, 고장 표시 및 경보, 필요한 보호 제어 [3]

그림 8 제어 시스템의 하드웨어 구성

그림 8 제어 시스템의 하드웨어 구성

그림 9 Ind131 가중 디스플레이 컨트롤러의 구성 설정

그림 9 Ind131 무게 표시 컨트롤러의 구성 설정 원본 이미지를 다운로드

그림 1-0 주요 프로그램

그림 1.0 주요 프로그램 다운로드 원본 이미지

그림 1-1 제어 프로그램 1

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그림 1-2 제어 프로그램 2

그림 1-2 제어 프로그램 2 원본 이미지를 다운로드

3.2.2 프로그램 업로드/다운로드 및 시스템 디버깅
(1) 변수를 설정합니다. 변수는 터치 스크린의 기능 영역과 슈나이더 PLC의 I/O 포인트 사이의 교두보 역할을 합니다. 변수를 통해터치 스크린은 PLC에 매개 변수 입력과 같은 기능을 달성 할 수 있습니다., 기능 제어, 그리고 PLC의 현재 값의 출력, 그림 13에서 보여집니다.

(2) 프로그램은 PLC에 다운로드 됩니다. 통신 포트를 설정, PLC와 컴퓨터 사이의 통신을 설정, PLC에 완료 된 PLC 프로그램을 다운로드,그리고 프로그램 상태 기능과 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 프로그램을 테스트. 어떤 문제도 발견되면, 시간에 프로그램을 수정합니다. Modbus 마스터와 슬레이브 스테이션 구성은 그림 14 및 15에 표시되고, 일련 라인 설정은 그림 16에 표시됩니다.

그림 1-3 변수 설정

그림 1 변수 설정 3 원본 이미지를 다운로드

그림 1-4 모드버스 마스터 구성

그림 1 4 모드버스 마스터 구성 원본 이미지를 다운로드

그림 1-5 Modbus slave 구성

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그림 1-6 일련 라인 설정

그림 1 6 시리즈 라인 설정 원래 이미지를 다운로드

(3) PLC 소프트웨어 디버깅이 정상화되고 터치 스크린 구성 소프트웨어가 완료되면 전체 시스템이 공동으로 디버깅됩니다. 현장 무게 신호, 위치 감지 신호,피드백 신호와 모든 모터가 실제 제어 요구 사항에 따라 작동하도록 시뮬레이션하여 전체 시스템의 작동과 성능이 설계 요구 사항을 충족 할 수 있는지 여부를 감지합니다.모든 테스트가 정상되면 오류 경보 상황을 시뮬레이션하는 테스트도 수행됩니다. 모든 테스트 데이터 링크가 정상되면 시스템 디버깅이 완료됩니다.

4. 무게 가중 의 정확성 을 향상 시키기 위한 간섭 저항 분석
4.1 동적 무게의 정확성에 영향을 미치는 주요 요인
(1) 가량되는 제품의 부피, 목표 무게, 운반 속도 등. 이 경우 가량되는 200L의 윤활유 배는 상대적으로 작은 움직임을 가지고 있습니다.그리고 전달 속도는 시속 120 드럼입니다., 이는 채전 선의 속도와 무게 제어 장치와 일치합니다.

(2) 선택된 로드 셀과 무게 제어 기기의 정확성. 이 논문에서는 Mettler Toledo의 로드 셀과 제어 기기를 선택하여 0.1kg의 정확성을 가지고 있습니다.

(3) 주변 환경의 온도, 습도, 바닥 진동 및 공기 순환. 동적 무게 척도는 작업실의 1층에 설치되어 있으며 평평한 바닥이 있습니다.안정적인 온도와 습도, 그리고 낮은 지상 진동.

4.2 간섭 방지 분석
이 논문에서는 장비 선택과 회로 설계에서 방해 방지 요소가 완전히 고려됩니다. 주요 조치들은 다음과 같습니다.

(1) 전자기 보호: 이 항목은 세 가지 조치를 통해 전자기 보호를 구현합니다. 제어 케이블은 보호 된 굽은 쌍 케이블을 사용합니다.그들은 뚜렷한 젤리화 탄소 강철 트렁크에 배치되어 있으며 트렁크 사이에 좋은 전기 연결이 있습니다.그리고 제어 케이블과 전력 케이블 사이의 평행 배치 거리는 외부 전자기 간섭을 방지하기 위해 600mm 이상 유지됩니다.

(2) 반 간섭을 위한 지상화. 이 논문에서는 모든 신호 회로들이 유선을 통해 공통의 지상화 지점으로 지상화된다. 신호 지상화와 전력 AC 지상화는 분리되어야 한다.신호 케이블의 보호 땅과 PLC 시스템 장비의 땅은 공유됩니다- 그어닝 와이어의 길이가 짧아지고 그어닝 와이어와 터미널은 표준 사양에 따라 사용된다.

(3) 번개 보호 및 간섭 저항. 이 문서는 세 가지 보호 조치를 채택합니다.그리고 전압 보호 장치 (SPD) 를 설치하는 것, 번개 보호 및 간섭 저항을 달성하기 위해 [4].

5 동적 무게 척도의 시험 및 성능 평가
동적 무게가 디버깅된 후,'JJG539-2016 디지털 표시 저울 검증 규정'에 따라 검사를 통과한 200kg 표준 무게를 사용하여 2주 동안 테스트되었습니다.통계 분석을 위해 총 10 그룹과 40 개의 측정 데이터가 수집되었습니다.충전 선과 일치하는 실행 속도, 강한 반 간섭 능력, 완전히 프로세스 기술 요구 사항을 충족, 설정 및 작동하기 쉽습니다.

표 5 동적 무게 척도 시험 데이터 분석 원본 표 다운로드

표 5 동적 무게 척도의 시험 데이터 분석

동적 가중의 설계에서부터 시작해서이 논문은 다이내믹 웨이징 스케일에서 슈나이더 PLC의 적용을 통해 윤활유의 200L 완성 된 배럴의 100% 온라인 무게를 실현. 전통적인 시간 수동 점 점검과 비교하면 효율이 10배 증가하고 노동 비용이 절감됩니다. 특히 큰 배럴에서는 수동 취급이 어렵습니다.그리고 온라인 실시간 가중의 장점은 분명합니다.측정 데이터는 충전 기계로 다시 공급되어 충전 부피의 자동 조정이 이루어지며 비용 절감이 크게 이루어집니다. 네트워크의 도움으로,생산 라인의 제품의 무게는 원격 모니터링이 가능합니다., 기업의 정보화 수준을 향상시키고 널리 홍보 할 가치가 있습니다.