造纸配方控制系统技术方案

本发明专利技术涉及造纸工艺，尤其涉及一种适用于制浆造纸行业的配方控制的系统。公开了一种造纸配方控制系统，控制核心包括显示配方控制状态、配方控制步骤输入、配方控制的参数的上位机，进行数据记录和管理的数据库系统，执行控制逻辑的下位机三部分，下位机通过现场总线或本地IO模块采集被控设备的状态信息和发送控制命令到被控设备。按照本发明专利技术的技术方案的造纸配方控制系统，用户可以自定义涂料制备的流程，实现配料过程中的各种操作，如加热、投料、补水、设定转速、延时、启停电机，开关阀门等的自由组合排序。本发明专利技术同时记录个设备和每次的流程，也可查询每个设备和任一次的流程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造纸工艺，尤其涉及一种适用于制浆造纸行业的配方控制的系统。
技术介绍
随着工业自动化的不断发展，DCS (Distributed Control System,分布式控制系统)所涉及的流程、规模和复杂程度都在不断的增加，通常的流程控制都是以固定的程序实现固定的流程。比如在控制3台电机，2台阀门的简单控制中必须规定好先启动哪一台设备，中间间隔多少时间，再启动哪一台设备。但在某些特殊的应用中，比如造纸行业中涂料配方的控制，这种控制设备的总数是固定的，但经常需要改变配方的配料。比如总共有10种原料，在本次配方中需要其中的8种，而在下次配方中需要其中的6种，或者原料的种类一样但每次加水加料的比例不一样，又或者原料一样比例一样但每次反应的时间需要不一样。在这种多变的流程控制中以往只能采取人工控制，对工人的素质要求很高，但出错率也很高，而且即使相同的配方每次的效果也不完全一样。
技术实现思路
本专利技术针对现有配方控制中人工操作控制流程故障率高，操作过程繁杂的不足提供一种可以对整个配方控制进行自动控制，提供一种用于制浆造纸行业的配方控制的系统。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决:造纸配方控制系统，控制核心包括显示配方控制状态、配方控制步骤输入、配方控制的参数的上位机，进行数据记录和管理的数据库系统，执行控制逻辑的下位机三部分，下位机通过现场总线或本地IO模块采集被控设备的状态信息和发送控制命令到被控设备；本系统的流程控制拆分为动作和步骤两个组成部分，对每个动作编写动作程序，并进行编号Y，具体的相应的编号用于指代相应的动作程序，对每个步骤进行连续的编号X，采用指针的方式对每个步骤赋值每个动作的编号，将动作Y赋值于步骤X，就表示第X步，系统完成Y动作，然后完成x+l步骤至完成整个步骤，即完成整个加工工艺。通过上位机操作电脑，选择相应步骤的程序，可以任意组合每个步骤的程序，使之完成相应的工艺，这样就实现了工艺的任意组合。通过下位机实现步骤的控制，控制相关执行设备的动作。数据库系统可以保存经常使用配方流程的步骤。流程控制可以在执行过程中被停止后可以随时恢复，继续未执行的步骤。作为优选，运行控制程序时，步骤X与步骤X+1之间均设置延迟时间。这里的时间界限可调，根据不同工艺选择不同的时间间隔，确保每个工艺的衔接。作为优选，下位机包含CPU模块、以太网通讯模块、现场总线接口、IO模块、电源模块。作为优选，CPU模块包含控制程序，控制程序数据结构包括物料结构体和步骤结构体。控制程序中的物料结构体包括控制各个阀门和电机的设备组、或者为阀门或电机的单体设备的程序模块，各程序模块包括不同的子程序；物料结构体还包含了物料物理特性的数据模块。物料结构体还包含了物料名称，物料的密度，物料的百分比含量，物料的PH值等物理特性的数据模块。这两种结构体都采用数组模式，物料结构体配置为200个数组，步骤结构体配置为50个数组。即可以控制200种物料(设备)，50个步骤。每个子程序在流程控制中，以数字表示相应子程序。作为优选，控制程序还设有紧停模块。流程控制可以在执行过程中可以随时被停止。数据库系统可以保存经常使用配方流程的步骤。流程控制可以在执行过程中被停止后可以随时恢复，继续未执行的步骤。流程控制中，设备和设备组在被选择后会改变颜色，提示操作员本次配方动作所选设备和设备组。配方控制画面通过判断标签数值的方式，改变状态显示块的动态效果，所述的动态块的背景颜色、大小、位置、可见性。作为优选,上位机软件米用ROCKWELL 的 RSview32 或者 FactoryTalk View StudioSE。作为优选，数据库系统的数据通过VBA读取标签存储在数据库软件access中。通过以上技术方案，本专利技术具有以下有益效果:1、配方的流程控制步骤可以任意的组合。2、配方的流程控制步骤可以任意的排序。3、配方的流程控制步骤可以预先设定，若发现步骤错误可以重新设定，避免了错误的步骤导致配方的错误。4、配方的流程控制步骤可以随时停止和并修改步骤，随时可以恢复执行，即使在预先设定时未发现错误，也可以在流程的执行中修改错误。5、每次的配方控制都进行记录，使用数据库进行管理，避免了配方出现问题无数据记录可查，提高了分析问题的能力。6、可以保存经常使用的配方，对不需要经常变化的配方不需要每次都设置，可以起到固定设置步骤的效果。按照本专利技术的技术方案的造纸配方控制系统，用户可以自定义涂料制备的流程，实现配料过程中的各种操作，如加热、投料、补水、设定转速、延时、启停电机，开关阀门等的自由组合排序。本专利技术同时记录个设备和每次的流程，也可查询每个设备和任一次的流程。附图说明图1是本专利技术的程序结构原理框图。图2是本专利技术的系统结构示意图。图3是实例的上位机屏幕显示的流程图。图4是图3的局部放大。图5是实例的上位机流程步骤选择的屏幕截图。图6是实例的上位机步骤结构体数据表的屏幕截图。图7是实例的上位机物料结构体的数据表的屏幕截图。图8是实例的上位机数据库动作记录查询的屏幕截图。具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述:实施例1造纸配方控制系统，控制核心包括显示配方控制状态、配方控制步骤输入、配方控制的参数的上位机，进行数据记录和管理的数据库系统，执行控制逻辑的下位机三部分，下位机通过现场总线或本地IO模块采集被控设备的状态信息和发送控制命令到被控设备。根据图2，上位机操作站通过工业以太网与下位机连接，下位机与现场总线连接，现场总线通过控制电缆与被控设备连接。工业以太网还连接有数据库系统或者服务器。根据图1，本系统的流程控制拆分为动作和步骤两个组成部分，对每个动作编写动作程序，并进行编号Y，具体的相应的编号用于指代相应的动作程序，对每个步骤进行连续的编号X，采用指针的方式对每个步骤赋值每个动作的编号，将动作Y赋值于步骤X，就表示第X步，系统完成Y动作，然后完成X+1步骤至完成整个步骤，即完成整个加工工艺。运行控制程序时，步骤X与步骤X+1之间均设置延迟时间3秒。下位机包含CPU模块、以太网通讯模块、现场总线接口、IO模块、电源模块。CPU模块包含控制程序。控制程序数据结构包括物料结构体和步骤结构体。控制程序中的物料结构体包括控制各个阀门和电机的设备组、或者为阀门或电机的单体设备的程序模块，各程序模块包括不同的子程序；物料结构体还包含了物料物理特性的数据模块。控制程序还设有紧停模块。上位机软件采用ROCKWELL的RSview32或者FactoryTalk View Studio SE。数据库系统的数据通过VBA读取标签存储在数据库软件access 中。本专利技术的核心思想是把流程控制拆分为动作和步骤两个组成部分，对每个动作编写动作程序，并进行编号，如Y，具体的相应的编号用于指代相应的动作程序。对每个步骤进行连续的编号，如X，采用指针的方式对每个步骤赋值每个动作的编号。如，将动作Y赋值于步骤X，就表示第X步，系统完成Y动作，具体见图1，然后完成X+1步骤至完成整个步骤，即完成整个加工工艺。根据图3-8，所有步骤均设定在流程步骤选择表内，系统按照设定步骤运作。根据图2，将整个造纸工艺分的整个流程根据设备的动作分解，分成16组独立的动作，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
造纸配方控制系统，其特征在于：控制核心包括显示配方控制状态、配方控制步骤输入、配方控制的参数的上位机，进行数据记录和管理的数据库系统，执行控制逻辑的下位机三部分，下位机通过现场总线或本地IO模块采集被控设备的状态信息和发送控制命令到被控设备；本系统的流程控制拆分为动作和步骤两个组成部分，对每个动作编写动作程序，并进行编号Y，具体的相应的编号用于指代相应的动作程序，对每个步骤进行连续的编号X，采用指针的方式对每个步骤赋值每个动作的编号，将动作Y赋值于步奏X，就表示第X步，系统完成Y动作，然后完成X+1步奏至完成整个步奏，即完成整个加工工艺。

【技术特征摘要】
1.纸配方控制系统，其特征在于:控制核心包括显示配方控制状态、配方控制步骤输入、配方控制的参数的上位机，进行数据记录和管理的数据库系统，执行控制逻辑的下位机三部分，下位机通过现场总线或本地IO模块采集被控设备的状态信息和发送控制命令到被控设备；本系统的流程控制拆分为动作和步骤两个组成部分，对每个动作编写动作程序，并进行编号Y，具体的相应的编号用于指代相应的动作程序，对每个步骤进行连续的编号X，采用指针的方式对每个步骤赋值每个动作的编号，将动作Y赋值于步奏X，就表示第X步，系统完成Y动作，然后完成x+l步奏至完成整个步奏，即完成整个加工工艺。2.根据权利要求1所述的造纸配方控制系统，其特征在于:运行控制程序时，步奏X与步奏x+l之间均设置延迟时间。3.根据权利要求1所述的造...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，徐小伟，许智贤，李家华，毛晴，
申请(专利权)人：浙江华章科技有限公司，
类型：发明
国别省市：