溫濕度監控方案 Case

今麥郎制醬工藝自動化監控方案

日期： 2021-01-19 14:53:11.0

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隨著工業自動化的進一步深入發展，生產行業的自動化改造已是當務之急，針對食品廠的生產項目大多涉及高溫高壓、放熱深冷的工藝流程，生產現場程序復雜而且安全要求嚴格。傳統的生產方式已經顯現出越來越多的弊端。

國際市場競爭的焦點越來越明顯地集中在產品質量，生產成本，交貨期，服務和新產品的開發速度上，而這些因素無不取決于生產管理的方式和效率，采用科學的管理方法，縮短產品的開發周期，合理的利用資源，努力降低成本，是制造企業在激烈的市場競爭中取勝的重要手段。

自動化監控是有效、便捷實施生產智能化的重要組成部分。自動化監控方案的設計關鍵在于生產過程中各個階段的傳感器，控制室的操作工控機，以及實現操作的控制閥。通過傳感器發送參數信號到監控系統，由監控系統對信號解析判斷后做出相應處理，最后發布指令通知相關控制閥響應操作。

本系統通過對生產流程的嚴格監控，然后細化、分析監控參數，最后根據分析結果來判斷生產狀態進而做出相應處理來減少人工勞動力，提高生產過程的安全性，提高生產效率和產品質量等，達到工業自動化的目的。

一、客戶需求分析
為了有效地提高今麥郎制醬工藝的生產效益，減少員工工作量、加強生產流程制度化、規范化、嚴格執行工藝標準。結合我公司多年來的項目經驗，我們設計了本套自動化監控系統。系統由一個PT100傳感器、一個壓力傳感器、一個TP1608采集卡、一個繼電器輸出+聲光報警器、一個電動閥、一個模擬量輸出模塊、一臺控制工控機和服務中心組成。自動化監控系統在生產線上的合適位置安裝傳感器、采集卡、電動閥、聲光報警器、繼電器輸出模塊，而監控系統軟件則安裝在工控機上，通過工控機，對生產流程進行監控判斷和與服務中心進行交互，使整個生產流程按照工藝標準清晰、準確地執行。
二、系統主要功能
1、系統功能
1）實時溫度、壓強的醒目顯示
2）報警提示：異常報警、操作提示報警
3）數據庫存儲以及歷史曲線查詢和報表生成
4）工藝流程圖及流程進度窗口顯示
5）便捷的工藝標準輸入方式并根據工藝標準自動生成流程圖
6）根據工藝標準要求，自動控制電動調節閥的開度和啟閉
7）提供手動“暫停運行”和“繼續運行”操作
8）提供遠程監控通訊
9）提供操作權限設置
2、系統特點
硬件介紹

2.1 雙PT100熱電阻(φ6*100mm）
雙熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為 φ1.0~φ 8.0mm ，最小可達 φ 0.5mm 。與普通型熱電阻相比，它有下列優點：體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；機械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝，使用壽命長等優點。
① 熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致
② 為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用六線制接法

熱電阻

2.2壓力傳感器

技術參數：

壓力傳感器

△量程：見標準量程表

△精度等級： 0.2% ,

△遲滯： ≤0.01%滿量程

△溫度影響： TK＜±0.2%FS/K

△工作電壓： 18～36V DC

△負載電阻： ≤ 1200Ω

△工作溫度： -30—80℃

△介質溫度： -30—85℃

△防護等級： IP65

△外殼材料：不繡鋼，塑料

△密封件：氟素橡膠

● 可顯示物理量-1.9.9.9.—9.9.9.9

● 壓降小于4.5V，3mA

● 可選擇帶兩路開關量輸出（光偶輸出），開關點可設定

● 按健編程，可設定：零點/滿量程/小數點/阻尼時間/開關報警/常開常閉輸出

● 大LED顯示，解決了LCD在黑暗環境下無法看清的問題

● 適用于各種兩線式變送器，無需電源

2.3 TP1608采集卡

2.4 繼電器輸出+聲光報警器

繼電器輸出接口，在儀器內部參數設置可以設定儀器的每個通道的報警上限溫度值設定，將上限范圍設定的溫度值對應儀器觸點1（繼電器1）報警，可以將每一個的上限值對應第一個觸點（繼電器1），當其中某一個上限值超限了，繼電器觸點1（繼電器1）即會 +-閉合短路,從而觸發那邊已經接好電源的聲光報警器報警。（繼電器1在電路中起電源開關作用。（其它234...8繼電器也是同樣的原理，在此工程中則不需要用到234....8號繼電器）。

聲光報警器

2.5模擬量輸出模塊

模擬量輸出接口（AO）	通道數	8（隔離電壓1500VDC）
	輸出類型	電壓信號和電流信號
	輸出范圍（各通道可獨立控制）	電壓輸出：0～5V，1～5V
		電流輸出：0～20mA，4～20mA
	負載阻抗	電壓輸出：≥2kΩ
		電流輸出：≤750Ω（外接24V DC輔助電源）
	DAC分辨率	12位
	輸出精度	0.20%
串口通信參數	接口類型	RS485
	波特率	1200～115200bps可設置，初始為19200bps
	通訊格式	8位數據位，無校驗，1位停止位，1位起始位
	通訊協議	Modbus RTU
	地址范圍	1~31
串口保護	ESD保護	15KV
	隔離電壓	1500VDC
	浪涌保護	600W
	串口過流，過壓	60V，1A
電源參數	電源規格	主電源電壓	12～24V DC，反接保護
		輔助電源電壓	24VDC
	功耗	主電源功耗	1.5W（不接電流輸出時）
		輔助電源功耗	≤4W（輸出8路20mA電流）
	浪涌保護	600W
	電源過壓，過流	30V，2A
工作環境	工作溫度	-10～50℃
	儲存溫度	- 40～85℃
	相對濕度	5～95%RH，不凝露
其他	尺寸	145mm90mm40mm
	外殼材質	ABS工程塑料
	安裝方式	標準DIN導軌安裝或螺絲安裝
	保修	3年質保

模擬量輸出模塊

2.7控制工控機

工控機
15” 工業平板電腦，搭配Mini-iTX 工業母板

15" TFT LED 面板，分辨率最高支持1024 x 768

支持Intel 或AMD 平臺多種選擇，搭配mini-iTX 工業母板

支持1個PCI x8或PCIe x16擴展插槽

6COM 擴展端口

支持AC 100~240V

支持1個PCI 或1個PCI-E X8

支持WIN7

工業平板電腦

軟件介紹

擁有良好的用戶界面，實時響應，操作流暢，功能完善等優點，具有較高的穩定性和實用性，滿足用戶的功能需求和符合用戶的操作習慣。

一、總體系統構成

系統分為前端設備、控制中心和服務器三個部分。

前端設備：傳感器、采集卡、電動閥、繼電器模塊、聲光報警器的安裝。

控制中心：生產現場工控機，監控軟件的載體，前端設備與服務器的中轉點。

服務器：實現遠程監控的基礎。

自動化監控系統原理圖如下：

自動化監控系統原理圖

二、自動化監控系統軟件方案設計

1、系統構成

系統由采集模塊、通訊模塊、顯示模塊、報警模塊、保存模塊、查詢模塊、導出模塊、控制模塊等組成。通過模塊之間的協調工作，共同實現自動化監控系統的穩定運行。

各模塊之間的關系如下圖：

各模塊之間的關系圖

2、參數設置

1）系統設置——建立工藝標準，為實驗提供數據參考

2）通訊設置——配置通訊連接及相關參數

3）報警設置——配置報警方式及相關參數

4）存儲管理——配置存儲地址及相關參數

3、進程控制

1）系統根據設定的工藝標準自動生成工藝流程圖，再嚴格按照工藝流程圖準確地執行進程控制。

2）各種實驗狀態區別明顯，便于觀察。未完成，紅色；提示操作,黃色加閃爍；已完成，綠色。

3）實時分析判斷各階段的條件是否滿足，若滿足，報警提示操作，反之，無操作。

4）工作人員根據提示進行操作，操作完成后手動確認，進入下一步。

5）進程指示燈：實時顯示工藝流程進行到哪一階段。

4、標題欄

1）選擇工藝標準，工藝參考。

2）實時溫度。

3）實時壓強。

4）開始/停止按鈕

5、數據保存

1）數據庫管理，讀寫操作方便、快捷。

2）EXCEL表格，排布清晰，易懂。

3）文件，參數保存。

6、歷史查詢

1）界面顯示采用趨勢圖形式，便于分析階段性。

2）以時間段、生產線、序列號為查詢條件，管理方便、自如。

3）報表生成，曲線截圖和表格輸出。

7、報警

1）異常報警，當工藝狀態處于異常，“聲光報警器”報警、界面變紅、閃爍提示。

2）提示報警，提醒工作人員做相應操作。

8、軟件架構圖

根據需求分析，我公司相關技術人員繪出初步架構圖，如下圖：

1）工藝進程界面

工藝進程界面圖

2）歷史數據界面

歷史數據界面圖

注：該架構圖僅提供框架結構，色彩分布及視圖內容需由開發時具體分析而定。

標簽: 工藝自動化監控???自動化遠程監控???

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今麥郎制醬工藝自動化監控方案

一、總體系統構成

二、自動化監控系統軟件方案設計

1、系統構成