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基于PLC的定量灌装控制系统

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在化工、饮料、石油、医疗等生产领域很多情况下需要进行液体的定量灌装,灌装时,要求计量准确、生产效率高。
 
1. 系统的构成
该定量灌装控制系统由欧姆龙CP1H PLC托利多称重仪表ICS241和灌装机电磁阀组成,系统结构如图1所示PLC使用RS232C通信口与称重仪表连接,通过通信采集、处理重量数据,以及发送去皮信号使仪表去皮。在定量灌装模式下,PLC作为主控器接收来自称重仪表的数据,对数据进行处理后发出一系列的控制灌装机动作的信号,使灌装机完成定量灌装。
 
2.PLC与称重仪表的通信
PLC通过RS232C与称重仪表通信两者之间是无协议通信。PLC与称重仪表的串口通信参数需设定一致。称重仪表通过RS232C口连续向外发送数据,数据输出格式如图2所示。称重仪表一直不停地连续向外发送,保证串口的数据与仪表的数据同步。连续输出的格式为17+1个字节,zui后一个为校验位,仪表可以设置发送或不发送。数据帧的格式为02、S1、S2、S3、D12、D11、D10、D9、D8、D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、0D.其中,02为起始字符,表明通信的开始S1、S2、S3为状态字,表明小数点的位置、分度值因子等。0D为结束字符,表明通信的结束。D12、D11、D10、D9、D8、D7为重量值(ASC码),表明灌装桶的毛重值。D6、D5、D4、3、D2、D1为皮重值。
连续输出格式说明:
A:数据输出以十六进制02开始;
B:状态字;
C:重量显示值,六位字节,没有符号和小数点,前导零用空格代替;
D:皮重,六位字节,没有小数点;
E:ASCII码回车字符<CR>(0DHex);
F:校验和,仅设置为有效时进行传输,校验和用于检查传输数据中的错误。
PLC通过串口接收仪表发送的数据帧,读取数据的程序如图3所示。程序执行时,PLC的特殊辅助继电器区的串行端口1再起动标志A526.01置位,串行端口1开始接收数据串口1的接收结束标志A392.14置位并且在程序执行时保持置位状态,PLC开始接收数据缓冲区的数据。接收结束标志A392.14置位后使得PLC内存区W区的0通道的第2位W0.01置位。PLC的RXD指令开始读取接收缓冲区数据并存放在存储器的D50通道开始的17个数据通道内,其中D52~D54通道为仪表显示的称重数据。PLC每读取一次称重数据都会用RSET指令将W0.01复位,之后PLC开始读取下一次称重数据。
PLC通过数据转换指令HEX将接收到的重量值(ASCIIl码)转换为十进制数,并存储到D100通道使用CMP比较指令将转换得到的D100重量数据与H100通道内(设定的基准重量)的数据进行比较,PLC根据比较结果,判断当前重量是否低于基准重量、等于基准重量、或高于基准重量,进而控制灌装机电磁阀的动作,直至一次定量灌装完成。
 
3.工作过程
系统有定量灌装和清洗两种工作模式,用户可以根据需要进行选择灌装的工作流程。
 
4.结束语
设计的PLC控制系统投入实际应用,灌装机实现了定量灌装的自动控制,达到计量准确、生产效率高的目标,节省人力,给企业带来了较高的收益。