1　ZS60攪拌站的工藝流程要求

ZS60攪拌站的控制系統(tǒng)是專門針對(duì)60型混凝土攪拌站的*大生產(chǎn)模式為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，即使用砂倉(cāng)、粗石倉(cāng)、細(xì)石倉(cāng)、水泥1倉(cāng)、水泥2倉(cāng)、粉料添加劑倉(cāng)、外添加劑倉(cāng)、骨料秤、粉料秤、外添加劑秤、水秤， 共7倉(cāng)4秤的情況。這7倉(cāng)4秤的工作流程如圖1所示。

圖1　工藝流程圖

2　ZS60型攪拌站監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上位機(jī)采用華北PC2500型工控機(jī)，其結(jié)構(gòu)具有防塵、防震的特點(diǎn)，可**保證系統(tǒng)在惡劣的工作環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。 上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件采用北京昆侖公司的MCGS(monitorand control generated system )。 MCGS是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，系統(tǒng)正是通過MCGS來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理， 以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式來實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互。

2. 1　動(dòng)畫組態(tài)

為了能實(shí)時(shí)地了解攪拌站系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)狀況， 本系統(tǒng)充分利用MCGS的動(dòng)畫組態(tài)功能，通過上位機(jī)與實(shí)際生產(chǎn)過程同步的動(dòng)畫， 使操作人員可準(zhǔn)確地掌握實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的工作狀態(tài)。 采用MCGS圖庫(kù)中已有的圖元，通過多種組合將ZS60型攪拌站的主要結(jié)構(gòu)模擬出來， 并在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)給圖元定義出相應(yīng)的變量后與下位機(jī)的DI信號(hào)連通起來，這樣就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)畫與實(shí)際生產(chǎn)同步， 從而也實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控功能。 組態(tài)后的畫面如圖2所示。

 

圖2　控制窗口

　　2.2　配方庫(kù)的組態(tài)

由于攪拌站的生產(chǎn)是針對(duì)不同的客戶(施工單位)，而不同的客戶所需要的混凝土配方不同，因而本系統(tǒng)利用MCGS的配方組態(tài)生成了配方庫(kù)，在該配方庫(kù)中可同時(shí)建立和保存多種配方， 同時(shí)還可在工作狀態(tài)下編輯配方用來滿足不同的客戶對(duì)混凝土配方的不同要求。

2.3　報(bào)表和其它功能窗口的組態(tài)

為了方便操作人員隨時(shí)查看、統(tǒng)計(jì)某一時(shí)間段內(nèi)的生產(chǎn)量、物料消耗情況，本系統(tǒng)利用MCGS的報(bào)表功能組態(tài)了狀態(tài)報(bào)表等。 通過這些報(bào)表，操作員可隨時(shí)掌握生產(chǎn)情況， 及時(shí)補(bǔ)給原料。 另外， 本系統(tǒng)還組態(tài)了落差設(shè)定、調(diào)試、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、校稱和時(shí)間設(shè)定等窗口，操作人員通過這些窗口的操作就可以完成整個(gè)生產(chǎn)過程， 實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。

3　PLC梯形圖程序的編制

ZS60攪拌站控制系統(tǒng)的下位機(jī)部分采用的是西門子公司的S72200系列的S72200CPU214PLC，該P(yáng)LC的基本單元配有14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。 而為了滿足編程的需要，該系統(tǒng)還分別采用了數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊、輸出擴(kuò)展模塊和模擬量擴(kuò)展模塊各一個(gè)。按照系統(tǒng)對(duì)工藝流程的控制要求分配好IO地址，并采用西門子公司的編程軟件編制程序梯形圖。

該系統(tǒng)的PLC程序由一個(gè)主程序和骨料秤、粉料秤、水秤、添加劑秤、稱砂、稱粗石、稱細(xì)石7個(gè)子程序共同組成，其中骨料稱子程序中嵌套調(diào)用稱砂、稱粗石和稱細(xì)石3個(gè)子程序。 PLC通過主程序按要求調(diào)用子程序， 從而不僅保證下位機(jī)能**控制系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)還保證了PLC程序較強(qiáng)的可讀性， 為系統(tǒng)以后的維護(hù)提供了良好的基礎(chǔ)。

為了進(jìn)一步保證系統(tǒng)的**可靠，在全套系統(tǒng)之外還獨(dú)立為各個(gè)“秤”設(shè)置了智能儀表監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)主系統(tǒng)鎖死的意外情況時(shí)，可通過智能儀表監(jiān)測(cè)“秤”內(nèi)的稱量及下料情況完成該次操作，避免由此帶來的損失。

4　上、下位機(jī)的通信

4.1　硬件連通

使用西門子標(biāo)準(zhǔn)PC PPI電纜將上位機(jī)(本系統(tǒng)使用的是工控機(jī))與下位機(jī)(PLC)連接起來，并將PLC的通信參數(shù)設(shè)置為:
remote Address=2， localaddress=0，Module=PC PPI，cable(COM 1)，protecol=PPI，Transmission rate=9。6kps，Mode=11bit。

將MCGS的通信參數(shù)設(shè)置為COM1， 波特率=9600， 8位數(shù)據(jù)位， 1位停止位， 偶校驗(yàn)。

4.2　上位機(jī)與下位機(jī)對(duì)應(yīng)變量的連通

上位機(jī)與下位機(jī)變量的連接是通過內(nèi)部屬性設(shè)置PLC 的讀寫通道來實(shí)現(xiàn)的，從而把設(shè)備中的數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的指定數(shù)據(jù)對(duì)象或把數(shù)據(jù)對(duì)象的值送入設(shè)備指定的通道輸出， 具體操作方法如下。

1) 按“增加通道”按鈕， 彈出增加通道窗口，在該窗口中:(1)選擇要對(duì)PLC中的某個(gè)繼電器區(qū)或寄存器區(qū)進(jìn)行操作， 即選擇通道類型; (2)選擇是只讀，只寫， 還是讀寫， 默認(rèn)是只讀;(3)指定操作該繼電器區(qū)或寄存器區(qū)的某個(gè)地方， 即輸入通道地址， 如果要以字操作的方式讀或?qū)憽癡W15”，則在輸入通道地址中寫“15”; (4)位操作時(shí)指定操作該通道地址中的那一位(如0～ 7) ;(5)設(shè)置一次連續(xù)增加多個(gè)PLC通道。

2) 按“刪除一個(gè)”按鈕， 可以刪除已建立連接的PLC通道。

3) 按“全部刪除”按鈕， 可以刪除全部建立連接的PLC通道。

4) 按“索引拷貝”按鈕， 可以在當(dāng)前選定通道的基準(zhǔn)上， 按順序索引的原則， 增加一個(gè)新的PLC通道。

按照以上步驟將上位機(jī)變量與下位機(jī)一一連接起來后， 上位機(jī)與下位機(jī)就完全連通了， 該系統(tǒng)即可投入生產(chǎn)。

5　結(jié)束語

ZS60型攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)通過將可靠性高的PLC技術(shù)和人機(jī)交互性強(qiáng)的工控軟件相結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)了混凝土攪拌站工作的完全自動(dòng)化，而且使得該系統(tǒng)與以往同類型產(chǎn)品相比， 具有成本適中、操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其可靠性、工作效率及**性也得到了極大的提高。 因而該系統(tǒng)自投產(chǎn)以來得到了廣大用戶的好評(píng)。