摘 要 本文以實(shí)現(xiàn)水泥廠自動定量散裝及出廠數(shù)據(jù)管理為目的。運(yùn)用了西門子S7-200CN PLC 及由VB 語言編寫的上位機(jī)軟件。實(shí)現(xiàn)了水泥自動定量散裝、產(chǎn)品出廠數(shù)據(jù)記錄、記錄數(shù)據(jù)管理等功能，并且通過以太網(wǎng)和條形碼掃描系統(tǒng)將本系統(tǒng)與水泥廠的ERP 系統(tǒng)完美的結(jié)合。 關(guān)鍵詞 S7-200CN PLC；MPI；VB；RS232；RS485；自由口 1 引言 目前大部分水泥廠散裝水泥出廠，都是由傳統(tǒng)的手動灌裝，然后門口過秤方式， 這樣不但步驟麻煩，每個部門之間也只能通過手動單據(jù)來傳遞數(shù)據(jù)，更談不上數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。所以隨著網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、信息、控制技術(shù)以及現(xiàn)代化管理理念的發(fā)展， 上述這種傳統(tǒng)的水泥產(chǎn)品出廠已經(jīng)不能滿足當(dāng)前工廠的需要，為了更好的解決此問題，幾年來我們一直致力于集成整個發(fā)運(yùn)系統(tǒng)的研究，為用戶帶來了完美地解決方安，并且已在很多水泥廠廣泛的應(yīng)用，得到用戶一致好評。 本文以有梅特勒－托利多（常州）稱重系統(tǒng)有限公司為臺泥（英德）水泥有限公司提供的水泥出廠管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了整個發(fā)運(yùn)系統(tǒng)的構(gòu)成。本系統(tǒng)以一套西門子S7-200CN PLC 為執(zhí)行部分硬件基礎(chǔ)，以VB 編寫的上位機(jī)部分，臺泥自己的ERP 服務(wù)器作為數(shù)據(jù)管理部分組成了整個水泥散裝發(fā)運(yùn)系統(tǒng)。并通過以太網(wǎng)和條形碼掃描系統(tǒng)將執(zhí)行部分與數(shù)據(jù)管理部分有機(jī)的結(jié)合起來，為用戶提供了完美的數(shù)據(jù)管理及查詢系統(tǒng)，為決策層提供了快捷、有效的數(shù)據(jù)支持。 2 系統(tǒng)構(gòu)成 硬件組成 1、 西門子S7-200CN PLC+IO 擴(kuò)展模塊+EM277 2、 梅特勒-托利多150T 模擬汽車衡+Panther 稱重儀表 3、 Dell 計(jì)算機(jī) 4、 西門子CP5611 通訊卡 5、 MOXA A52/53 RS232/485 轉(zhuǎn)換器 6、 條形碼掃描器 7、 以及相應(yīng)的低壓電氣 本系統(tǒng)以西門子S7-200CN PLC 作為核心執(zhí)行、計(jì)算、通訊部分。由它通過自由口來讀取Panther 稱重儀表的重量數(shù)據(jù)，并且通過接收上位機(jī)的命令來控制現(xiàn)場所有設(shè)備的啟動、停止等動作。上位機(jī)安裝CP5611 卡，通過MPI 與安裝在西門子S7-200CN PLC 通訊。 總體配置圖如下： 3 雖然網(wǎng)絡(luò)配置和硬件配置比較簡單，但本系統(tǒng)卻實(shí)現(xiàn)了水泥散裝系統(tǒng)的全部功 能。下面我們來詳細(xì)討論。 第一 西門子S7-200CN PLC 及其與Panther 儀表通訊 這部分我們主要來討論西門子S7-200CN PLC 的主要作用和用法。 S7-200CN PLC 在這里主要是啟到了中樞神經(jīng)及大腦的作用。S7-200CN PLC 的主要用途是來控制定量散裝所需要的各種現(xiàn)場設(shè)備，包括：羅茨風(fēng)機(jī)、流量閥、開關(guān)閥、除塵器、除塵風(fēng)機(jī)、散裝機(jī)等。 更重要的我們需要用S7-200CN PLC 讀取Panther 稱重儀表的讀數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸有很多種方式，經(jīng)過硬件成本及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等多方面的比較，我們這里采用了通過S7-200CN PLC 的自由口通訊來讀取Panther 稱重儀表的讀數(shù)，但是中間出現(xiàn)了一個問題，Panther 稱重儀表只有通過RS232 的輸出，然而S7-200CN PLC 的自由口卻是RS485 格式的，所以中間增加了MOXA 的A52_53 RS232/485 轉(zhuǎn)化器，將此問題解決。 原理圖如下： 第二 上位機(jī)及其與西門子S7-200CN PLC 通訊 這部分我們主要來討論上位機(jī)的主要作用和通訊方法。一般上位機(jī)主要是用來監(jiān)控現(xiàn)場各個設(shè)備的運(yùn)行情況，向PLC 下達(dá)一些動作的。 4 命令、報(bào)警顯示及一些數(shù)據(jù)的歸檔。 在這里上位機(jī)除了擔(dān)任以上任務(wù)外還要與ERP的服務(wù)器進(jìn)行通訊，通過條形碼掃描器識別槽車信息，通過網(wǎng)絡(luò)讀取裝車單、允裝量，寫入皮重值、凈重值等。我們?yōu)榱颂岣吲cPLC 的通訊速率，我們在PLC 端加了EM277，計(jì)算機(jī)端加了CP5611 卡，之間用MPI 來通訊。而計(jì)算機(jī)與ERP 服務(wù)器之間通過以太網(wǎng)來通訊。 軟件部分 這里主要包括兩個部分，PLC 軟件和VB 編制的上位機(jī)軟件 第一 PLC 軟件 在PLC 軟件方面除了包括常規(guī)設(shè)備洛茨風(fēng)機(jī)等常規(guī)設(shè)備的控制外，主要工作還包括了通過中斷程序讀取Panther 稱重儀表的數(shù)值、通過一定的算法來控制定量裝車值。中斷讀取Panther 稱重儀表的數(shù)值這部分比較簡單，設(shè)置好自由口后，經(jīng)過ASCII 碼轉(zhuǎn)換為16 進(jìn)制數(shù)據(jù)經(jīng)過一些簡單的運(yùn)算即可得到Panther 稱重儀表的數(shù) 值。在得到Panther 稱重儀表的數(shù)值后，主要的問題就是怎樣來控制才能做到定量裝車，如果簡單的一想，有了Panther 稱重儀表的數(shù)值，只要我們和要求的目標(biāo)值進(jìn)行比較就可以做到定量裝車了。其實(shí)則不然，因?yàn)橐话愕乃嗖圮嚩加兄辽賰蓚€裝車口，甚至更多，當(dāng)?shù)匾粋€口裝車完畢后，槽車必須向前移動，再裝第二個口， 問題就出來了，卡車前移，車頭一般都會走出汽車衡一段距離，所以現(xiàn)在Panther 稱重儀表的數(shù)值就不是真實(shí)的總重值了。為了解決這個問題，我沒引入了累計(jì)凈重，所謂累計(jì)凈重，就是每次暫停裝車時（也就是車向前移動前），我將凈重記錄，然后再移動槽車，假定移動后槽車頭出了汽車衡，這時（第二次啟動裝車前）記錄總重， 作為本次裝車的皮重， 來計(jì)算本次的凈重，本次的凈重加上累計(jì)凈重就是當(dāng)前的凈重值，把當(dāng)前凈重值再去和允裝量比較，便可以做到定量裝車。現(xiàn)場可得運(yùn)行結(jié)果一般誤差都在1%以內(nèi)。 如下示意圖： 5 第二 VB 編寫上位機(jī)軟件 此部分由VB 程序編寫的上位機(jī)程序。 由于VB 的靈活性，以及此上位機(jī)軟件與ERP 通訊的要求，我們選擇了用VB 來開發(fā)上位機(jī)軟件。當(dāng)然VB 開發(fā)上位機(jī)軟件的主要過程比組態(tài)軟件多出了很多不便之處，例如，我們需要自己編寫用戶管理、報(bào)警顯示、報(bào)警信息查詢、數(shù)據(jù)歸檔及查詢等功能塊，但是最重要的就是和PLC 的通訊接口了，西門子為我們提供了 PC Access 軟件，此軟件包括了計(jì)算機(jī)和PLC 通訊的驅(qū)動程序，我們在VB 中調(diào)用其部件便可以和PLC 通訊。這里用了OPC 通訊協(xié)議。通訊思路如下圖。 6 完成了和PLC 的連接后就是上位機(jī)和服務(wù)器的通訊（SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫），每次裝車前我們會從司機(jī)手里拿到標(biāo)志其身份的條形碼，我們將其掃入計(jì)算機(jī)中，再由服務(wù)器讀到所有的裝車信息，包括：允裝量、車號、單位等，啟動裝車后我們首先將皮重傳給服務(wù)器，在裝車完畢后我們再把凈重值、裝車時間、操作人員等信息傳遞給服務(wù)器。我們直接通過字符串來連接數(shù)據(jù)服務(wù)器（詳細(xì)過程不再敘述）。其主要操作界面如下。 第三 數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)打印 我們用VB 開發(fā)了數(shù)據(jù)查詢終端，用此軟件，用戶可以隨時隨意按照各種組合要求來查詢數(shù)據(jù)。例如：可以安裝時間日期、車號、客戶等等。為了使水泥購買客戶隨時打印裝車單或銷售單據(jù)，本系統(tǒng)設(shè)置了打印中心，客 戶可以到打印中心打印各種需要的單據(jù)，打印后灌裝數(shù)據(jù)回自動更新到銷售中心，當(dāng)客戶回到銷售中心，可以按照實(shí)際灌裝量退補(bǔ)差價。當(dāng)然，在打印中心用戶可以隨時打印各種報(bào)表，例如銷售數(shù)據(jù)的日月年報(bào)表， 灌裝數(shù)據(jù)的報(bào)表等。 7 結(jié)論 本文系統(tǒng)不僅僅實(shí)現(xiàn)了西門子S7-200CN PLC 控制，并且更深入的用到了西門子S7-200CN PLC 與稱重儀表串口通訊， VB 常規(guī)軟件與PLC 通訊，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控、報(bào)警紀(jì)錄、數(shù)據(jù)采集功能、變量記錄等功能，對數(shù)據(jù)的處理，SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。 當(dāng)然，作為一套新型的多部門集成系統(tǒng)，肯定存在很多不足之處，希望各位能提出寶貴的意見。謝謝！ 胡紹明 梅特勒－托利多稱重系統(tǒng)有限公司 秦皇島配料事業(yè)部 地址：秦皇島開發(fā)區(qū)和平開發(fā)大廈5 樓 梅特勒托利多公司 電話：0335－8077316-377