Проектирование автоматизированной системы смешивания и дозирования с использованием Siemens TIA Portal

Инициализация стратегической системы и защитные блокировки

Процесс начинается с надёжной фазы инициализации для обеспечения безопасности работы. Система использует SYSTEM_ON бит памяти (M0.0) для управления основным состоянием питания. Этот бит активируется только если весовой индикатор (MW2) показывает ноль, подтверждая, что бак пуст.

Кнопка запуска (I0.0) запускает логику фиксации, а кнопка остановки (I0.1) или сигнал завершения процесса сбрасывают её. Этот механизм блокировки является стандартной хорошей практикой в системах управления для предотвращения случайных перезапусков во время обслуживания или при частично заполненном баке.

Реализация точного дозирования по весу

Первая фаза рецепта включает добавление двух основных материалов на основе точных измерений массы. Такой подход превосходит методы, основанные на объёме, поскольку учитывает колебания плотности сырья.

• Материал А (Клапан Q0.0): Открывается при запуске системы и остаётся активным до тех пор, пока вес не достигнет 8 кг.

• Материал Б (Клапан Q0.1): Активируется сразу после Материала А, заполняя бак до общего веса 12 кг.

Использование контроллера Siemens с инструкциями сравнения (Меньше, Больше или равно) обеспечивает плавные и точные переходы между этапами.

Внедрение временной логики для второстепенных материалов

В то время как основные ингредиенты дозируются по весу, второстепенные добавки часто дозируются по времени для упрощения или при постоянных расходах. В этой системе Материал С подаётся через клапан Q0.2 ровно 2 секунды после достижения весовых целей.

Мешалка (Q0.4) также включается на этом этапе. По моему опыту, ранний запуск миксера помогает предотвратить слипание материала, что критично для получения однородной смеси в химической или пищевой промышленности.

Термическая обработка и циклы контроля температуры

После начального дозирования смесь должна пройти определённый температурный режим. Система включает нагреватель (Q0.5) на 12 секунд. Этот циклический нагрев часто используется в промышленной автоматике для проведения специфических химических реакций или изменения вязкости.

После фазы нагрева добавляется Материал D (Клапан Q0.3) в течение ещё 12 секунд. Для стабилизации продукта вентилятор охлаждения (Q0.6) работает в заключительном 12-секундном цикле. Эти последовательные таймеры обеспечивают одинаковую термическую обработку каждой партии, поддерживая высокое качество продукции.

Завершение процесса и управление сигналами тревоги

Эффективность в автоматизации производства требует чёткой обратной связи для оператора. По окончании цикла охлаждения сигнал тревоги (Q0.7) уведомляет оператора о готовности партии. Этот сигнал использует логику фиксации и остаётся активным до ручного подтверждения кнопкой остановки (I0.2).

Отметим, что процесс выгрузки остаётся ручным. Выпускной клапан (Q1.0) открывается только при нажатии оператором специальной кнопки, обеспечивая последний уровень контроля перед переходом продукта на следующий этап производства.