饲料加工用计算机全程监控的可行性

饲料加工用计算机全程监控的可行性
本工程电气自动化控制系统采用计算机屏上控制与现场手动控制同时并存方式，计算机屏上控制系统提供自动、手动和调试三种控制方式，所有电机在现场都配有一个三档按钮，分计算机、停止和调试三档，当现场控制旋钮位于“计算机”档时，所有操作在中控计算机上操作，当旋钮处于“停止”档时，不论现场和中控都不可以对电机进行操作，是属于检修状态的，设备断电确保检修人员安全，当旋钮处于“调试”档，可对设备进行单机操作，一般用于现场设备调试。

在计算机屏上操作可分为二种状态，一是分流程操作状态，一种分单机联锁操作状态。

单机点动控制指系统可通过鼠标点击相应单机设备，但必须按流程走向进行操作，主要用于设备调试和小规模短期运行。

计算机屏上流程自动控制（这是系统主要的工作方式）：操作人员先在屏幕上选定粮食流程操作功能子流程，然后只需在分流程画面上（或设备选择画面上）用鼠标点取流程的起止点，则系统自动列出工艺路线供选择确认。

选中的工艺流程通过显示器，以显眼的颜色线段和图形进行动态显示。

系统将自动按逆工艺流程依次顺序启动各台设备，按照顺工艺流程依次顺序停车。

一、计算机屏上控制系统
在中控室置二台热备形式的计算机操作站。

每台操作站带二个显示器，4台显示器能显示整个饲料厂的设备工作全貌。

正常情况下，一台计算机对系统的操
作，另一台计算机用于监视和做数据备份，当其中一台发生故障时，马上自动切换到另一台计算机，确保两个工作站有相同的内部数据，做到“无缝切换”。

也可以同时对两台计算机进行操作。

计算机与计算机之间，计算机与PLC之间通过10/100M以太网连接，控制室其它工作站也可连接到该以太网上，如果用户需把全厂计算机联网，也可接入本系统。

在本系统中，中控室两台电脑，原料库条码扫描电脑，小料添加扫描电脑及需从饲料厂采集数据的电脑都需接入局域网中，这样才能做到原料、过程耗用、成品、电量、仓内物料等的数据实现共享。

二、实现的功能
1、每条工段设置急停开关，必要时可直接停止该工段的所有设备，避免出现
意外情况。

2、刮板机超过11Kw以上，提升机，粉碎机，破碎机，混合机，冷却风机，
热包机等关键设备都采用高速电流传感器进行电流监测，具有实时曲线及历史曲线，查询。

3、冷却器风机采用变频控制，可与成品料的温度实现联锁控制。

4、配料仓采用雷达料位器，系统可根据雷达料位器的信号，实时显示配料仓
内的物料量，在操作画面上，可设定最少物料量，当低于该量时，系统用
声光报警提示进料，避免出料断线现象。

每个仓可进行原料使用统计，进料量与使用量都可查询。

5、按照生产工艺需要，分成几个工段，每个工段配置电镀表，PLC接收电表
用电量，并可按照喂料频率（如粉碎机、破碎机等）估计主机产量，形成电量报表和吨电耗报表。

6、配料过程中，系统自动识别配料所用物料是否对下一个配方有无影响，提
出报警。

7、计算机屏上控制系统能按照工段内物料的情况，根据提升机电流，判定是
否有料，当达到一定时间无料，系统自动停止该工段设备，以节电，当前道有料时，自动开启该工段设备。

8、配料秤小料添加采用条码扫描技术，保证小料与配方所要求的一致，避免
出错。

9、中控电脑与网络相连后，可实现远程诊断（前提计算机能打开）。

10、所有的操作都具有权限设置，可依据客户需求，设置不同的权限要求。

11、关键主机设备，都与系统相连，可实现全自动运行，减少人力。

12、整个操作界面分成4个屏幕显示，可把所有工艺流程显示出来，操作简
单，界面清晰，可实现中英文切换。

13、所有的报警可分为设备故障报警，料位报警，工艺参数超标报警，测速
防堵等报警，可分不同的声光报警，以作区分。

14、所有的报警都必须经确定后才能继续操作，避免出现事故。

报警信息可
储存，查询。

15、系统可实现部分管理功能，如一些主机设备的运行时间，定期更换配件
等功能。

16、系统具有开放性功能，厂区内的一些称重设备的数据可接入计算机，实
现数据的统一管理。

17、具有设备运行记录，设备操作记录，报警记录，数据记录，可查询打印。

18、操作画面可对关键设备进行细节显示，如配料秤，粉碎机等，可实现对
设备的详细参数的显示。

三、PLC功能
1、与上位机通讯采用以太网，PLC内部采用远程站模式，可方便布线。

2、PLC采用西门子，所有的温度可直接接入模拟量上，减少外部转变的精度的
变化，提高了采集速度和精度。

3、PLC的外部采用硬接线实现电气联锁，内部程序也采用联锁方式，能充分保
证操作的安全性。

4、程序中采用一些通用的功能块，使程序简单，易读。

5、所有的外部安全器件都接入PLC，在程序中实现联锁。

6、流量等控制都可在PLC中自动执行，数据同时保存在PLC与组态软件中。

7、PLC与组态软件同时输出报警。

8、一些关键仪表可通过专用通讯协议接入PLC，方便编程控制。

四、配料秤
1、实现全自动功能。

2、实现配方在线修改功能。

3、实现精度自动修正功能。

4、实现多秤同时配料功能。

5、实现配料秤与混合机并行工作功能。

6、实现换配方时对上一批配方的殘留影响作出评估。

7、配料同时与小料添加的条码控制相联锁。

8、配料时可由用户设定不同的干混、湿混、混合机开门时间等。

9、按配方批次控制混合机内有料自锁。

10、可控制液体添加的时机，并能统计液体添加的数据。

11、具有配方报表，数据报表，可生成客户所需要的时间段的原料，成品，配
方等报表。

12、不同的操作内容都有权限设置。

13、自动检测与配方相关的运行状态，门开关状态，行程状态等，使配料安全
进行。

14、数据与配方可通过网络实现远程或局域网控制。

五、喷油控制系统
在本工程中设置4路液体系统，每种液体可单独或与其它液体同时进行添加。

每种液体，可单独设置添加比例，由控制系统检启动添加泵进行添加，所添加的量由系统通过管路上流量计检测到的液体累计量来控制，当达到所添加量
时，系统自动停止添加，每次添加的液体量保存在系统，可实现每种液体添加量的报表。

每种液体进混合机采用的是雾化喷头，并在管路上有自动喷气系统，可防止喷头滴漏现象，保证品质。

六、原料接收、加工至成品的生产控制系统及数据管理
原料接收分钢板仓进料，粉料投料分别有两个投料口，钢板仓进料采用地磅计量，地磅房的称量电脑与网络连接，可把原料的投料量，品种，厂地等信息输送到数据服务器，称量后进行投料，可与钢板仓内的物料量进行累加，实现对钢板仓内的储存量的统计。

粉料投料采用条码扫描，可对所投品种，数量，进仓号进行确认，实现投料正确，并能统计相对应进仓的数量，与雷达料位器相匹配使用，实现对配料仓内原料的统计。

加工过程中，根据各主机设备（粉碎机、热包设备等）的变频喂料的速度，统计所用原料及所生产的产量，配料过程中所有的原料使用及生产的混合料都进行称量，可定量实现统计。

在各控制过程中，所有的数据都储存在系统中，输送至数据服务器的SQL数据库中，可实现SQL数据的共享。

七、粉碎机、热粉工段控制系统
粉碎机、热粉设备都采用变频喂料，且主机功率较大，所以粉碎机、热封设备都采用高速电流传感器检测电流，可形成实时曲线图，历史曲线图。

通过变频的频率大小，可统计该工段的产量，这些数据都进入系统储存，并输送至数据服务器的SQL数据库，随时可通过报表打印和查询。

该工段实现自动控制，系统依据设定的主机正常运行电流，及相关的温度参数等，自动调整喂料频率，使主机的电流运行在正常范围内，各种电流超标、设备故障等报警信息系统自动处理，并显示各种报警信息并记录。

整个工段不需要有人进行操作。

八、整厂控制系统可实现数据交换，并实现远程控制及技术服务
整厂的的控制电脑及管理电脑都按需要接入internet网和局域网，在网络上配置一台数据服务器，用来管理整厂的所有数据，如原料投料、加工过程的数据、各仓内物料数据、成品数据、发运数据、原料进厂地磅称量数据、钢板仓内物料数据等。

并配置两台控制服务器，一用一备，保证操作的稳定可靠，所有的工厂控制过程和通过PLC和组态软年产生的数据（如配料数据、操作记录、运行记录、报警记录等）都进这两台服务器，两台服务器都与数据服务器组网，数据都可同时输送至数据服务器。

远程控制通过专业VPN系统，在internet网上，远程
端的电脑可通过ADSL或移动网络访问服务器（两台控制服务器中的一台），实现对中控的操作和一些诊断，维护的技术服务。

通过VPN系统，也可访问数据服务器，实现对数据的一远程输送与统计工作。

具体的介绍见下面的框图及相关说明。

九、原料入库条码扫描、成品出厂称量及记录报告
原料进厂需过磅及通过扫描才能入库，过磅的电脑与网络相连，原料扫描电脑与与网络相连，每批的原料可通过扫描在电脑中生成数据库，统计出该批原料的重量，品质，物料名称，物料代码，生产厂家，进厂日期等信息，按照用户的需要可生产各种生产记录报告。

成品出厂称量通过散装车装车后过磅实现，成品仓上装有雷达料位器，通过雷达料位器可控制装车时的量。

装车后，在过磅时可输入装车号，品种，生产日期，物料代码，备注等，自动生成报表，并通过网络进入数据服务器，用户可按要求打印或查询记录报告。

十、筒仓原料存储量的测量系统
筒仓进料直接过磅后进行，过磅数据共享，在系统中使用该数据，在筒仓上也安装有雷达料位器，料位器的信号与地磅数据相比较，可知道筒仓中的物料重量及物料品种，及进仓的日期，数据自动保存在数据服务器（WEB服务器）中。

筒仓出料时，依据雷达料位器信号，计算出出料量，同时使筒仓数据更新。

出料量及出料日期可统计。

十一、全厂整个计算机网络框图及说明
1、整个网络系统分为企业内部局域网，局域网上主要联接数据服务器（WEB 服务器），控制服务器（I/O服务器），中控操作电脑，原料入库扫描电脑，小料添加扫描电脑，PDA菜单服务器及接收系统，以及企业内部其它电脑（如地磅房电脑），办公室电脑等。

整个工艺控制用两台中控操作电脑进行操作，两台控制服务器（I/O服务器）一用一备，用来作为两台操作电脑的数据管理，I/O管理，并把数据传输到WEB服务器中。

原料入库扫描电脑用于对原料入库时统计与信息输入，以便归类放置，并可追踪。

小料添加扫描电脑用于添加时进行扫描，以便与每个微量元素仓对应，避免投错，且可以统计投入多少重量的物料，扫描时可与微量元素仓上门盖相联锁，如果扫描信息不对，门盖不打开，系统发出错误信息，当扫描成功时，门盖打开，并在电脑上显示该仓原有物料重量，加入后的重量，该数据记录都通过局域网送到数据服务器。

其它电脑如地磅房称量系统，
该称重系统可通过软件实现各种数据的统计，统计后的数据输送至数据服务器，实现数据的共享。

在局域网上，所有的数据库的访问都设置了权限，该权限可根据用户进行更改，不同级别的人员只能访问相对应的数据。

操作电脑上也设置了权限，不同级别的权限有些可操作，有些可修改配方，有些有监视等，完全可按客户要求进行处理。

2、第二层网络在工业以太网，该网络主要与下位机的CPU相连，用于也下位机的通讯，两台中控操作电脑，两台控制服务器与西门子下位机在该网络上。

该网络的两台服务器按装有西门子的WEB发布软年，操作电脑一台安装有开发版WICC和PLC编程软件STEP7，一台安装运行版WICC，所有对程序的修改可在操作电脑上实现。

该四台电脑同时也与局域网连接，数据传输至局域网上的数据服务器。

3、局域网通过防火墙与外网联接（INTERNET），远程操作电脑可通过数据服务器依据不同权限实现对接，采集所需的数据，如工厂内所有仓内的物料重量，品种，或一段时间内的成品统计结果等。

远程操作电脑也可通过局域网访问控制服务器，通过VPN系统，实现对整个工厂的远程操作，并可实现远程技术服务。

4、下层网络为PLC的网络，PLC按主站和从站连接方式，主站和从站用profibus连接方式，PLC与现场设备，检测设备，传感器，仪表等采用直接联接方法，主要是DI、DO、AI、AO点的连接。

5、工厂内部人信息传送采用PDA菜单系统，依据工厂内部只有5个人操作，配置5台手持式无线触摸屏PDA，在中控室配置一台PDA服务器及PDA无线接收系统。

通过该系统，在中控室可发出投料信息，生产信息等，在现场人员也可通过PDA向中控发出投料多少，数量，投料口等，中控PDA服务器可对每个需控制点（如投料口，小料添加，散料出料等）实现数据统计。

附图：整厂网络框架图
现场设备 现场传感器现场仪表PLC 主站（S7-300PLC 从站 PLC 从站 散装出
料仪表PDA 手持式点菜器PDA 手持式点菜器PDA 手持式点菜器PDA 手持式点菜器PDA 手持式
点菜器远程操作电脑远程操作电脑WEB 客户机WEB 服务器Firewall 中控操作电脑控制服务器原料扫描电脑
小料添加扫描电脑地磅房电脑控制服务器中控操作电脑PDA 点菜系统服务及接收器。