隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)和儀表技術(shù)等的發(fā)展，飼料生產(chǎn)過程已由過去的簡單控制，發(fā)展到現(xiàn)在的綜合自動化控制，其控制設(shè)備和控制手段都取得了很大的進步。將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和多媒體技術(shù)應(yīng)用于控制系統(tǒng)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)的一個發(fā)展方向，控制系統(tǒng)不僅具有控制功能，而且具有管理功能；不僅提供數(shù)據(jù)顯示和聲、光報警功能，而且提供多媒體顯示和報警功能，秸稈顆粒機、秸稈壓塊機是壓制顆粒飼料很好的選擇。
對于飼料生產(chǎn)線的自動化技術(shù)改造，過去多集中在對重要配方的控制，而較少考慮設(shè)備運行安全參數(shù)的檢測與控制，這不利于確保生產(chǎn)設(shè)備的安全運行。
昆明某飼料廠于20世紀90年代從意大利引進了一套全自動飼料生產(chǎn)線，按工藝設(shè)計要求每小時生產(chǎn)3t預(yù)混料和6t濃縮料。但由于配料系統(tǒng)精度不穩(wěn)定，長期采用手動配料，這極大地影響了產(chǎn)品質(zhì)量、加大了工人勞動強度、降低了生產(chǎn)能力。為此，廠里決定對濃縮配料及打包系統(tǒng)進行技術(shù)改造，采用A2USH PLC對該子系統(tǒng)進行控制，用研華工控機替代原上位機，用功能強大的工控軟件CITECT作為上位開發(fā)平臺，對整個生產(chǎn)線進行監(jiān)控管理。該控制系統(tǒng)已投入正常生產(chǎn)運行。實踐表明，該系統(tǒng)性能可靠、自動化程度高、操作方便、經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
2、工藝控制流程
飼料生產(chǎn)流程比較簡單，要求的測控參數(shù)主要是開關(guān)量，采用PLC作為控制系統(tǒng)的控制主機，完全能滿足要求，且具有很高的性價比。PLC與DCS、FCS控制主機比較，雖然在軟件編寫上工作量較大，但可大大節(jié)省投資。本控制系統(tǒng)引入計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)，使控制系統(tǒng)不僅具有就地控制功能，而且具有遠程監(jiān)控管理功能。利用現(xiàn)代先進的自動化技術(shù)，對飼料生產(chǎn)實施自動檢測、控制和管理，從而優(yōu)化生產(chǎn)條件，達到節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，同時可減少人員投入和減輕工人勞動強度，消除人為因素對生產(chǎn)造成的不利影響。
3、主要控制內(nèi)容
飼料生產(chǎn)線自動控制的目標是：在確保生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定運行的前提下，按照配方要求生產(chǎn)出各種合格的飼料產(chǎn)品，同時最大限度地提高設(shè)備的效率，以降低單耗。該控制系統(tǒng)的主要控制內(nèi)容如下。
3.1飼料生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)鎖控制
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，飼料生產(chǎn)設(shè)備必須實現(xiàn)自動、逆序、延時和聯(lián)鎖控制。設(shè)備聯(lián)鎖控制的功能主要是開關(guān)量控制，即設(shè)備的聯(lián)鎖啟／停和切換。為保證生產(chǎn)設(shè)備的安全可靠運行，避免誤操作，設(shè)備聯(lián)鎖控制由PLC實現(xiàn)。生產(chǎn)設(shè)備設(shè)置“聯(lián)鎖，非聯(lián)鎖”兩種控制方式。選擇聯(lián)鎖控制時，設(shè)備逆序、延時啟／停；選擇非聯(lián)鎖時，每臺設(shè)備完全處于由人工啟／停狀態(tài)，這主要針對設(shè)備調(diào)試和維修時使用。緊急狀態(tài)時，可以同時全部停機。
3.2稱重量的檢測和控制
飼料生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)就是按指定配方對原料進行稱量，因此，稱重量的檢測和控制直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。稱重量由稱重傳感器檢測，并通過變頻器調(diào)節(jié)料倉螺運機的電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)稱重量的連續(xù)可調(diào)。為了提高準確性，每個稱斗裝了三個稱重傳感器。稱重量控制回路提供“自動”、“手動”控制方式。當選擇“自動”控制時，控制系統(tǒng)自動將稱重量控制在給定值，并提供給定值、輸出值的限制，以保證參數(shù)控制在指定范圍內(nèi)，控制回路提供秤重量的上、下限報警功能；在自動控制方式下，控制回路自動作出處理。控制回路的控制方式與料倉給料設(shè)備相關(guān)聯(lián)，當給料設(shè)備螺運機停機時，控制回路自動設(shè)置為“等待”控制方式，以防止停機時控制回路繼續(xù)遞增輸出。
3.3混配料過程的自動控制
本系統(tǒng)具有根據(jù)指定配方，自動順序執(zhí)行配料的功能。進行配料前，首先從上位機的配方數(shù)據(jù)庫中選定一種配方名稱、各配方量以及該配方的執(zhí)行批次傳送到PLC中，然后PLC檢測秤門是否關(guān)閉，若沒有關(guān)閉，則不能執(zhí)行配料，同時給出報警信號。在配料執(zhí)行過程中，若原料倉出現(xiàn)缺料或下料故障時，PLC會暫停配料并給出相應(yīng)的報警信息。當配料完成后，系統(tǒng)自動檢測混合機，若混合機已經(jīng)啟動且其卸料門閥已經(jīng)關(guān)閉，則按大小秤的順序先后打開秤斗的卸料閥，將已經(jīng)配好的飼料卸到混合機中進行混合。當混合結(jié)束后，系統(tǒng)又自動檢測相關(guān)設(shè)備，若混合機下面的集料倉中無料、混合機后面的刮板機和提升機都正常工作、混合機前面的秤門已經(jīng)關(guān)閉等，則打開混合機的卸料門閥進行卸料，然后按照事先指定的路徑傳送到成品倉中�；炫淞线^程設(shè)有手動、自動兩種工作方式，當選擇“自動”方式時，整個混配料過程由PLC自動完成；當選擇“手動”方式時，可由操作臺上的操作按鈕手動完成。此外，每臺設(shè)備都設(shè)計了故障報警和顯示功能。
3.4粉碎機、混合機電流量檢測和報警
粉碎機和混合機由兩臺功率較大的電機驅(qū)動，其電機電流量需要在線檢測，以判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，并根據(jù)運行狀態(tài)采取措施。粉碎機和混合機的電流都與設(shè)備的負荷有關(guān)，一般情況下，負荷量增加，設(shè)備電流量也增大�？筛鶕�(jù)電流量判斷其負荷量。根據(jù)PLC記錄的設(shè)備電流量，可進行歷史數(shù)據(jù)的檢索，以便檢查設(shè)備的運行狀態(tài)。當電流量過大時，進行報警顯示。
3.5 配方的設(shè)定與顯示
本系統(tǒng)的上、下位機均可設(shè)定配方，即使上位機出了問題，還可在下位機的數(shù)據(jù)設(shè)定單元( FX-30DU)進行設(shè)定，并對配方的執(zhí)行情況進行監(jiān)控。對秤的實際稱量值，可同時在上位機、FX-30DU單元以及兩個數(shù)顯表上讀數(shù)，十分方便準確。當PLC出現(xiàn)故障時，還可采用手動方式執(zhí)行配方，提高了系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量。
4、控制系統(tǒng)的硬件配置
在對飼料生產(chǎn)自動化系統(tǒng)進行設(shè)計選型時，應(yīng)以產(chǎn)品的質(zhì)量和能否滿足要求為前提條件，然后再綜合考慮技術(shù)的先進性、實用性以及使用維護的方便性等。針對飼料生產(chǎn)的實際情況，本著經(jīng)濟、實用、耐用、好用的設(shè)計思想，力求達到較高的性價比�？刂葡到y(tǒng)要便于擴展和維護，便于與其它計算機聯(lián)網(wǎng)�？刂葡到y(tǒng)應(yīng)設(shè)有各種權(quán)限，便于安全使用和管理。同時應(yīng)解決好先進與價格的關(guān)系，確�？刂葡到y(tǒng)先進的同時，實現(xiàn)低成本自動化。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，便于調(diào)試和維護，控制系統(tǒng)采用分布式控制結(jié)構(gòu)( DCS)，由上位站（計算機）、下位站(PLC)、檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)等組成。上位站實現(xiàn)對整條飼料生產(chǎn)線的運行監(jiān)控，包括設(shè)備的運行監(jiān)控、配方的修改及各種參數(shù)的設(shè)定、實時報表和統(tǒng)計報表的生成、軟硬件報警的顯示等。下位站負責控制，主要實現(xiàn)各種設(shè)備的運轉(zhuǎn)控制、設(shè)備聯(lián)鎖控制、運轉(zhuǎn)控制方式的切換以及工藝過程的自動調(diào)節(jié)等。本系統(tǒng)采用了兩種不同的PLC，其中一種保留原有的GE6系列PLC，用以實現(xiàn)原料儲存與干燥系統(tǒng)(RB)、原料粉碎與加油系統(tǒng)(MB)、硫酸鹽前處理系統(tǒng)(SB)、預(yù)混料配料及打包系統(tǒng)(DPB)、維生素及微量元素前處理系統(tǒng)(VB)的控制；另一種是新增的A2A系列PLC，用于實現(xiàn)濃縮配料及打包系統(tǒng)的控制。下位站可以脫離上位站獨立運行。檢測儀表負責控制系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)（如稱重量、電流等）的檢測，執(zhí)行機構(gòu)負責執(zhí)行PLC的命令（控制信號）以控制有關(guān)參數(shù)�？刂葡到y(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示�？刂葡到y(tǒng)主要硬件配置如下。
(l)下位站。采用A2USHCPU-S1 PLC作為下位控制主機，其組成如表1所示。
(2)上位站。采用臺灣研華公司的工業(yè)控制計算機作為上位主機，其主要配置為：IPC 610機箱，PCA6001主板，40 G硬盤，256 M內(nèi)存，3.5寸軟驅(qū)，Philips20寸監(jiān)視器，52X光驅(qū)，PS/2鼠標，104鍵盤。
(3)檢測儀表。采用PST稱重傳感器檢測配料量（其中1 000 kg、500 kg、100 kg各用了三個）；采用電流變送器檢測電機電流；采用62個料位計分別檢測各料倉的高低料位。
(4)執(zhí)行儀表。采用變頻器控制給料電機轉(zhuǎn)速，從而控制給料量。
5、系統(tǒng)通信的實現(xiàn)
從圖2可見，上位機要實現(xiàn)同時與兩種不同類型的PLC進行通信，這本來是很容易的事情，只要正確設(shè)置通信協(xié)議并正確組態(tài)PLC與上位機進行通信的變量地址即可。但在本系統(tǒng)中，由于GE6系列PLC機型太老（市面上早已淘汰），而該廠又將原系統(tǒng)的所有資料丟失（既沒有編程器，也沒有梯形圖），且在開發(fā)新的上位監(jiān)控系統(tǒng)時，要求不能影響老系統(tǒng)的正常工作，因此，要找到老系統(tǒng)中的PLC通信變量地址就非常困難。最后，采用“竊聽”的方式來獲得這些通信變量的地址，并為此編寫了相應(yīng)的串行通信軟件。所謂“竊聽”，就是在兩臺通信設(shè)備之間接人一臺用于竊聽的計算機（簡稱“竊聽機”），如圖3所示。當兩臺設(shè)備進行通信時，采用“竊聽”的方式即可獲得這兩臺設(shè)備之間的實時通信數(shù)據(jù)，且不會影響兩設(shè)備的正常運行。
在本系統(tǒng)中，通信設(shè)備A就是原來的上位機WORKMASTER，通信設(shè)備B就是GE6系列PLC，它們采用RS-232協(xié)議進行通信。由圖3可見，竊聽機必須具有兩個串行通信接口，為了實現(xiàn)竊聽，還需根據(jù)A、B兩個通信設(shè)備所使用的通信協(xié)議制作一根專用的通信電纜。根據(jù)GE6系列PLC與原上位機的通信電纜和RS-232接口的通信方式，設(shè)計制作出能同時用于通信和竊聽的專用通信電纜，其硬件連接如圖4所示。根據(jù)兩設(shè)備通信時所“竊聽”到的數(shù)據(jù)，即可獲得PLC的通信地址，從而解決了這一通信難題，實現(xiàn)了在同一臺上位機上實現(xiàn)全線監(jiān)控。
6、系統(tǒng)的上位監(jiān)控功能
本系統(tǒng)采用CITECT作為上位監(jiān)控軟件的開發(fā)平臺，它具有良好的開發(fā)環(huán)境、強大的PLC接口通信協(xié)議支持、實時的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及高效完整的Cicode監(jiān)控語言和豐富的函數(shù)集等特點，借助此開發(fā)平臺，本系統(tǒng)實現(xiàn)了以下監(jiān)控功能。
(l)整條飼料生產(chǎn)線的運行監(jiān)控，包括每臺設(shè)備的運行狀態(tài)顯示、每個料倉的高、低料位的顯示及各種故障的自動顯示與報警。
(2)啟動或停止設(shè)備、執(zhí)行或暫停配料過程、進行傳送物料路徑的選擇等。
(3)進行飼料配方的編輯和管理。在上位機中輸入用戶名和密碼即可進入配方的設(shè)定頁，在設(shè)定頁上可選擇、修改和增刪各種配方，還可設(shè)定所選配方的執(zhí)行批次等。
(4)實現(xiàn)了混合機的自動計時、配方總量、各種原料的用料量以及每種配方的實際執(zhí)行批次等參數(shù)的自動統(tǒng)計。
(5)采集生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并存入實時數(shù)據(jù)庫，以此制作實時報表和統(tǒng)計報表。在實時報表頁上，顯示各種配方每一批的實際執(zhí)行情況，即每一批配方的執(zhí)行時間、各料倉的配方實際顯示值；在統(tǒng)計報表頁上，顯示指定時間內(nèi)的各種配方執(zhí)行的總量、批次以及各料倉所用的總量等。可隨時打印實時報表和統(tǒng)計報表。
(6)安全保護功能。本系統(tǒng)設(shè)計了各種各樣的安全保護功能，如使用權(quán)限和關(guān)機保護等。使用權(quán)限就是為了對重要設(shè)備和重要數(shù)據(jù)進行保護，在對他們進行操作和查看時，必須要滿足一定的權(quán)限級別；而關(guān)機保護則是為了防止因操作人員的誤操作而使系統(tǒng)關(guān)機，讓電腦在開機時直接運行監(jiān)控系統(tǒng)，在退出監(jiān)控系統(tǒng)時就直接關(guān)機，同時封鎖監(jiān)控系統(tǒng)所有頁面中右上角的三個操作按鈕（即最大／小化、還原和關(guān)閉）和開始按鈕等。
(7)對有些變量（如混合機的工作電流信號等）提供了趨勢圖，從而直觀地重現(xiàn)和記錄變量的歷史值，以便查閱歷史數(shù)據(jù)。此外，還可隨時查閱秤門門閥和電機等設(shè)備的運行情況和開啟次數(shù)等。
(8)為了節(jié)約系統(tǒng)的通信點數(shù)，對所監(jiān)控的部分數(shù)字量采用“打包”的形式進行傳送，即把幾個數(shù)字量用一個模擬量進行傳送，然后再在接收端對該模擬量進行“解包”處理。原本要用上近600個通信點，結(jié)果只用了不到500點，從而節(jié)約了開發(fā)軟件的成本。
7、結(jié)束語
本控制系統(tǒng)充分采用現(xiàn)代先進的自動化技術(shù)進行設(shè)計，實現(xiàn)了先進、實用、好用、耐用的設(shè)計指導(dǎo)思想�？刂葡到y(tǒng)集多種控制方法和多種功能于一體。應(yīng)用結(jié)果表明：①控制系統(tǒng)技術(shù)先進、質(zhì)量可靠、功能強大、操作方便；②實現(xiàn)飼料生產(chǎn)的自動化控制，日產(chǎn)量由原來的60 t提高到130 t，達到了節(jié)能增效的目的；③采用“竊聽”技術(shù)和CITECT開發(fā)平臺，實現(xiàn)新／老PLC控制系統(tǒng)的整體監(jiān)控，具有三維動畫、語音等多媒體功能，人機界面友好，具有軟／硬件報警功能，方便了解報警點和報警狀態(tài)。本控制系統(tǒng)從質(zhì)量、功能、性價比、使用效果等方面都令人滿意，值得推廣應(yīng)用。
相關(guān)顆粒機壓塊機產(chǎn)品：
1、秸稈顆粒機
2、秸稈壓塊機
