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| 摘 要：本文介紹一種全新的以組態(tài)軟件開發(fā)的混凝土攪拌站自動化控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)以工控機(jī)為上位機(jī)，PLC為下位機(jī)，基于Windows98/NT操作平臺，提供一種實(shí)用的混凝土攪拌站自動化控制系統(tǒng)方案。 關(guān)鍵詞：攪拌站 組態(tài)軟件 PLC 數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計
1．引言 隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)，房地產(chǎn)業(yè)日益紅火，對建設(shè)項目的質(zhì)量要求也越來越高，而高質(zhì)量的建材則是整個工程高質(zhì)量的保障。那種傳統(tǒng)的以工地自行生產(chǎn)混凝土的方式由于其質(zhì)量難以保證，噪聲及粉塵污染大。因而必將被自動控制的混凝土攪拌站取代。自動控制的混凝土攪拌站具有產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、生產(chǎn)效率高、環(huán)保性能好等特點(diǎn)，正在成為混凝土生產(chǎn)的主流。
2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2.1 硬件結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)采用上位機(jī)和下位機(jī)組成，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖a所示。
由于系統(tǒng)對運(yùn)行速度、靈敏度、穩(wěn)定性及防塵抗震抗噪音等方面的要求，上位機(jī)選用研祥IPC-810P/FSC-1621VD工控機(jī)作為上位機(jī)，它具有比普通PC機(jī)更強(qiáng)的I/O擴(kuò)展功能，內(nèi)置8MB獨(dú)立顯存支持3D圖形加速，這樣能直觀的監(jiān)控現(xiàn)場，板上帶有ISA總線高驅(qū)動，驅(qū)動能力高達(dá)64mA,具有串口15000V靜電保護(hù)功能。在此工控機(jī)上可完成組態(tài)軟件的設(shè)計和開發(fā)、PLC程序的開發(fā)以及將軟件通過串口傳送至PLC的CPU單元。 下位機(jī)采用功能強(qiáng)大、可靠性高、維護(hù)方便且抗干擾能力強(qiáng)的可編程控制器OMRON CQM1H PLC實(shí)現(xiàn)攪拌站參數(shù)的采集和控制。OMRON PLC是由電源、處理器和I/O元件組成的嚴(yán)密高速的程序控制器.由于機(jī)械控制不斷需要更的的功能和處理速度，本系統(tǒng)采用CQM1H就是這樣一種功能完善的緊湊型PLC，它提供附加值機(jī)器控制，具有通過各種高級內(nèi)裝板進(jìn)行升級能力。大程序容量和存儲單位。另CPU單元帶RS-232C接口，可實(shí)現(xiàn)適時數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)再通過上位機(jī)程序處理。
由于系統(tǒng)在滿足全自動生產(chǎn)的同時，還必須有手動操作功能，所以應(yīng)該配置重量儀表和動力柜。重量儀表采用天衡富中的WC---2000C重量顯示器，是由單片微機(jī)控制，集稱重、定值、控制于一體的智能化儀表。由于采用了高集成度集成電路，使電路更為簡潔，可靠性更高。并在線路中加進(jìn)了的抗干擾措施。使儀器能在惡劣的現(xiàn)場環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地使用。其儀表操作簡單、計量準(zhǔn)確。除添加劑精確到0.01kg外，其它儀表精度是1kg。
2.2 軟件結(jié)構(gòu) 工業(yè)控制組態(tài)軟件是可以從可編程控制器、各種數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備中實(shí)時采集數(shù)據(jù)，發(fā)出控制命令并監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的一種軟件包，組態(tài)軟件能充分利用Windows強(qiáng)大的圖形編輯功能，以動畫方式顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面和實(shí)現(xiàn)控制功能，并可以生成報表、歷史數(shù)據(jù)庫等，為工業(yè)監(jiān)控軟件開發(fā)提供了便利的軟件開發(fā)平臺，從整體上提高了工控軟件的質(zhì)量。北京世紀(jì)長秋科技有限公司開發(fā)的CenturyStar5.0是運(yùn)行在Window98/NT上的一種組態(tài)軟件，由工程瀏覽器CSMaker和畫面運(yùn)行系統(tǒng)CSViewer兩部分組成。CSMaker是世紀(jì)星軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng),它的功能是建立動畫顯示窗口。
攪拌站控制系統(tǒng)上位機(jī)的組態(tài)軟件基本實(shí)現(xiàn)了攪拌站測控的要求。簡潔且形象的模擬了攪拌站的現(xiàn)場工藝流程，操作人員能在控制室的計算機(jī)屏幕上了解攪拌站的全部運(yùn)行狀況，包括各種報警。取得權(quán)限的操作人員能在控制室實(shí)現(xiàn)對配方參數(shù)和含水率的修改，所有的自動與半自動之間的切換都是無擾切換。每個控制按鈕和每個自動與半自動切換按鈕都有進(jìn)一步的確認(rèn)或取消，防止誤操作。 攪拌站控制系統(tǒng)下位機(jī)是PLC控制器，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，由A/D數(shù)據(jù)處理、控制參數(shù)處理、輸入輸出控制配料過程控制、投料過程控制、攪拌運(yùn)行控制、上位機(jī)點(diǎn)動控制等程序模塊組成，程序是用梯形圖直接編寫。在程序框架允許的范圍內(nèi)，可以任意增加配料品種或設(shè)置投料順序。比如：骨料先投到中間斗后，再與粉料、水先后順序投到攪拌機(jī)內(nèi)開始攪拌。本系統(tǒng)同時把投料時序做成窗口，讓用戶可以適時修改。
由于上位機(jī)軟件基于Windows98/NT平臺,全中文瀏覽界面，采用事件驅(qū)動技術(shù).所以數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計可利用組態(tài)開放的程序接口，通過API（動態(tài)連接庫）記錄數(shù)據(jù)，也可存放到Acess中,記錄有客戶信息、工程名稱、合同編號等，備瀏覽查詢用，利用VB編一訪問程序來對及時記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理。具體功能如下： .配方管理:可設(shè)定和管理多達(dá)一千種以上個配方,并設(shè)密碼防止誤修改和刪除. .工程管理:可按配比編號、合同編號、工程名稱、施工單位分別管理,亦可按車號、工號進(jìn)行統(tǒng)計. .打印報表:打印報表根據(jù)實(shí)際需要可隨意選擇打印、不打印，也可選擇何種打印方法。
1)顯示功能：工藝流程、測量值、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、操作模式、報警等顯示、畫面調(diào)用等功能；
5.其它技術(shù)措施 5.1 增強(qiáng)可靠性的措施 為了提高系統(tǒng)的可靠性,在設(shè)計中采取了如下措施: 5.2提高精度與生產(chǎn)效率的措施 采用除n取余震蕩曲線法對落差跟蹤式調(diào)整,在生產(chǎn)過程中可以自動修正,亦可設(shè)固定落差.這樣能保證骨料誤差在±2%以內(nèi),而其它粉料在±1%內(nèi).通過對數(shù)據(jù)的預(yù)先處理,在連續(xù)生產(chǎn)中可提前稱料來提高效率. 通過以上技術(shù)措施,不但提高了稱量精度,而且保證了生產(chǎn)效率.
6.結(jié)束語 本文研究的基于PLC和組態(tài)軟件的攪拌站控制系統(tǒng)利用了ＰＬＣ抗干擾能力強(qiáng)，適用于工業(yè)現(xiàn)場的特點(diǎn),又利用了組態(tài)軟件強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理和圖形表現(xiàn)的能力，融合了較的自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、故障診斷技術(shù)和軟件技術(shù)，具有可靠性高、操作簡單、維護(hù)容易等特點(diǎn)。目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功的在已裝機(jī)30多套，在北京、上海、杭州、重慶、海南三亞、新疆哈密等各大城市攪拌站使用，到目前已累計生產(chǎn)200多萬立方商品混凝土，效果良好，對攪拌站的運(yùn)行效率乃至整個建筑行業(yè)混凝土開展具有重要意義，同時極大得提高了自動化水平，降低了工人的勞動強(qiáng)度。 |
3. 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
