Недавно в прайс-листах фирмы Unitronics появились новые модули ввода-вывода типа "IO-LC1" и "IO-LC3". Модули предназначены для построения тензометрических весов соответственно для одного или трех каналов. Они позволяют настроить весы по требованию потребителя и полностью управлять процессом дозирования. С выпуском этих модулей появились новые возможности применения контроллеров Unitronics серии Vision, применительно к дозирующим системам.

Как известно, существует два основных принципа дозирования продукта, весовое и объемное. Оба принципа используются промышленностью в примерно одинаковой степени.

Весовое дозирование предполагает взвешивание дозы продукта, и выдачи ее для дальнейшей обработки.

Объемное дозирование предполагает выдачу дозы продукта по сигналу измерителя расхода (расходомеру), или управляя временем работы дозирующего насоса.

Оба принципа имеют свои преимущества и недостатки, однако, их обсуждение не входит в задачу данной статьи. Принцип объемного дозирования достаточно просто реализуется как на практически любом контроллере, любого производителя, так и на счетчике (например, СИ-8 фирмы «Овен»), при наличии расходомера с импульсным выходом. Что касается весового дозирования, то здесь все гораздо сложнее. Самым простым выходом было бы применение электронных весовых индикаторов, но на сегодняшний день они, как правило, имеют только релейные или бесконтактные выходы точек дозирования и токовый выход текущего веса. Поэтому существует ограничение по работе приборов в составе микроконтроллерных систем с вводом нескольких программ дозирования (рецептур), или дистанционного изменения рецептур. С появлением в программе поставок фирмы Unitronics новых модулей ввода-вывода типа "IO-LC1" и "IO-LC3" ситуация изменилась. Модули такого типа недавно появились в линейке фирмы Allen-Bradley, однако, для реализации весоизмерения необходимо приобретение кроме контроллера с весовым модулем, еще и дисплея, а так же программной оболочки. Все сказанное оправдывает выбор Unitronics для решения задач весового дозирования как оптимальный вариант по соотношению цена/качество.

Авторами была разработана система управления и дозирования на одном из предприятий Харькова. Система управления (далее Система), предназначена для ручного и автоматического управления дозировочным автоматом. Система изготовлена на базе микроконтроллера «Unitronics» V120-22-R1. Автомат обеспечивает налив продукта с изменяющейся вязкостью в короба по 10 или 20 кг, с допуском по ГОСТ соответственно +/- 50 или +/-100 г. Он представляет собой два подъемных конвейера с неподвижными тензометрическими весами на каждом, два наполняющих клапана, датчики положения короба и пульт управления.

Система включает микроконтроллер, расположенный на пульте управления автоматом, модули ввода-вывода и внешние цепи. На экране контроллера отображается текущее значение веса обоих весов и дополнительная информация. Весовые модули преобразует сигнал веса, поступающий от тензометрических датчиков, в цифровую последовательность. Внешние цепи включают в себя датчики обнаружения короба, кнопки ручного управления и электропневмопреобразователи. Они подключены к выходам контроллера и управляют пневмоцилиндрами. Выбор различных режимов работы производится с использованием кнопок управления на пульте и кнопок контроллера.

Система позволяет:
1. cохранить старый цикл налива продукта, производительностью не хуже 4,5 … 5 т/ч;
2. сохранить функции ручного управления машиной;
3. производить оттаривание пустого короба перед наливом (обнуление весов в режиме «Автомат»), начиная со второго короба на каждой стороне; это позволяет дозировать продукт, исключая вес пустого короба;
4. отображать на индикаторе вес «нетто»;
5. использовать промежуточный и конечный вес для повышения точности дозирования; при достижении промежуточного веса поток продукта разделяется, изменяя скорость наполнения;
6. исключить возможность налива продукта на весы без короба (в режиме «Автомат»);
7. обеспечить автоматическую коррекцию заданного веса с задаваемым пользователем допуском для коррекции зависимости дозировки от вязкости продукта в партии;
8. калибровать весы с использованием от 2 до 12 калибровочных точек;
9. производить автоматическую замывку машины с задаваемым пользователем периодом переключения клапанов;
10. обеспечить сервисный режим работы для обнаружения неисправностей в оборудовании.

Полное управление процессом взвешивания и машиной с помощью одного контроллера позволило реализовать автоматическую коррекцию заданного веса для удержания веса продукта в пределах допуска по ГОСТ. Система анализирует отклонение веса от заданного и вносит изменения в задание для дозатора.

Выбор модулей ввода-вывода. В данной системе, казалось бы, оправдано применение одного модуля на три входа, но это не совсем так. Весь вопрос в точности дозирования. Время обработки сигнала одного тензометрического канала в модуле ввода-вывода составляет 12,5 мсек. Время обработки сигнала двух каналов уже 675 мсек. Эти данные можно найти в описании модулей. Проведем вычисления. При производительности налива 5 т/ч, за одну миллисекунду наливается 5000/3600000=0,00138(8) кг, то есть 1, 39 г. За 12,5 мсек. нальется 1,39х12,5=17,375 гр., а за 675 – 1,39х675=938,25 г.

Для обеспечения точности дозирования +/- 50 г. необходимо применение двух модулей ввода-вывода, где каждый модуль обрабатывает свои весы.

Возможность реализации в таких системах разветвленных управляющих и сервисных функций (в том числе и дистанционного управления) позволяет строить разветвленные системы весового дозирования на базе микроконтроллеров «Unitronics». В данное время разрабатывается система управления смешанного типа, где применяются весы и насосы- дозаторы.
«Клинкман-Украина». Ilya.Petin@klinkmann.kiev.ua

© 2008 Журнал "Промышленные АСУ и контроллеры" E-mail: info@asucontrol.ru