摘要:本文介紹一種基于組態(tài)軟件平臺(tái)下，采用歐姆龍Sysmac CQM1H型PLC等進(jìn)行控制的自動(dòng)配料控制系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹PLC在配煤系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中的硬件組成、軟件實(shí)現(xiàn)及與上位機(jī)之間的通訊編程等，該系統(tǒng)自投產(chǎn)多年來(lái)一直運(yùn)行穩(wěn)定，控制精度較高，深受用戶(hù)好評(píng)。 關(guān)鍵詞: PLC 組態(tài)王 自動(dòng)配料 通訊 Abstract:This paper specifies the Application On OMRON Sysmac CQM1H PLC In Automatic Matching Distributed Control System，mostly introduces hardware，software ,communication and programme ，the system stability and control precision are very good, the user is approve of it. Key word： PLC Configuration Automatic Matching communication 1.引言 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，原有的生產(chǎn)配料裝置遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問(wèn)題。這里介紹OMRON Sysmac CQM1H型PLC在新鋼和合鋼焦化廠配煤系統(tǒng)改造中的應(yīng)用。 2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及工藝過(guò)程 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 電子皮帶秤自動(dòng)配料系統(tǒng)主要由儲(chǔ)料倉(cāng)、圓盤(pán)給料機(jī)、自動(dòng)皮帶輸送機(jī)（內(nèi)嵌電子皮帶秤）、現(xiàn)場(chǎng)操作盤(pán)、儀表控制柜、PLC控制柜、低壓開(kāi)關(guān)柜、變頻器柜、工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)及組態(tài)軟件等部分組成，如圖1所示。 2.2 系統(tǒng)工藝過(guò)程 該焦化廠主要是對(duì)七個(gè)料倉(cāng)，五種焦煤進(jìn)行控制以達(dá)到較好的煉焦效果。系統(tǒng)的控制主要由PLC集中進(jìn)行，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，下料控制主要是通過(guò)電子配料皮帶秤對(duì)圓盤(pán)給料機(jī)輸送的物料進(jìn)行計(jì)量，由控制儀表接收信號(hào)，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為累計(jì)值和瞬時(shí)流量，并將累計(jì)值、瞬時(shí)流量信號(hào)由RS-485口傳送給工業(yè)控制機(jī)（上位機(jī)）、并以4～20mA模擬電流信號(hào)傳送給PID調(diào)節(jié)器，由變頻器去調(diào)節(jié)圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)流量增大時(shí)，降低圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，反之提高圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使得幾種物料的流量和階段累計(jì)量均保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而得到可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。 3.PLC控制系統(tǒng) 3.1 PLC的選型 在選定PLC時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的要求，由于該系統(tǒng)涉及的設(shè)備較多，考慮到系統(tǒng)的通用性、可擴(kuò)展性、性能價(jià)格比、售后服務(wù)等因素，在設(shè)計(jì)選型時(shí)，通過(guò)綜合考慮，筆者選用歐姆龍公司生產(chǎn)的用于分散控制的緊湊型CQM1H型可編程控制器，具體型號(hào)見(jiàn)表1： 表1 緊湊型CQM1H型PLC 3.2 OMRON CQMIH PLC的性能特點(diǎn) （1）可靠性高。I/O均采用光電耦合，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能用于較惡劣的環(huán)境。 （2）體積較小。采用編程軟件代替硬件連接。 （3）通用性好。采用模塊化結(jié)構(gòu)，如CPU模塊、電源模塊、通訊模塊、I/O模塊等。 （4）使用方便、靈活。在不改變硬件的情況下，修改軟件可實(shí)現(xiàn)不同的功能，大大減少調(diào)試的工作量，提高工作效率。 3.3 OMRON CQMIH PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 （1）用于控制該系統(tǒng)與周邊系統(tǒng)的連鎖控制； （2）用于控制該系統(tǒng)中圓盤(pán)給料機(jī)、皮帶輸送機(jī)的順序啟停； （3）用于檢測(cè)皮帶輸送機(jī)打滑、跑偏，并進(jìn)行控制； （4）用于監(jiān)控圓盤(pán)給料機(jī)堵料，并進(jìn)行報(bào)警； （5）將系統(tǒng)的工作情況傳送給上位機(jī)，并由上位機(jī)進(jìn)行集中控制。 （6）手動(dòng)/自動(dòng)控制 3.4 PLC控制系統(tǒng) 系統(tǒng)輸入輸出資源分配情況見(jiàn)表2。 表2 輸入輸出資源分配表 3.5 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)是該配料系統(tǒng)的控制核心，該型號(hào)PLC使用于WINDOWS運(yùn)行環(huán)境下的梯形圖編程軟件CPT，可直接完成梯形圖的編程，與輸入指令方式相比，大大減少輸入程序的工作量，直觀度較高，調(diào)試修改程序方便。 根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行工礦，系統(tǒng)采用三級(jí)控制方式，即“現(xiàn)場(chǎng)/中央”控制，中央又分為“盤(pán)控/上位機(jī)”控制。正常運(yùn)行時(shí)，“盤(pán)控/上位機(jī)”開(kāi)關(guān)處于上位機(jī)狀態(tài)，當(dāng)中控室發(fā)允許運(yùn)行信號(hào)，主皮帶輸送機(jī)運(yùn)行，在自動(dòng)狀況下，點(diǎn)擊組態(tài)畫(huà)面上“系統(tǒng)運(yùn)行”按鈕，系統(tǒng)按1#～7#秤的順序先后啟動(dòng)1#～7#皮帶輸送機(jī)，接著啟動(dòng)1#～7#圓盤(pán)給料機(jī)；停機(jī)時(shí)，點(diǎn)擊“系統(tǒng)停止”按鈕，系統(tǒng)按1#～7#秤的順序先后停止1#～7#圓盤(pán)給料機(jī)，再按順序停止1#～7#皮帶輸送機(jī)。啟動(dòng)時(shí)間間隔和停止時(shí)間間隔在調(diào)試時(shí)已設(shè)定；在手動(dòng)狀況下通過(guò)鍵盤(pán)點(diǎn)擊組態(tài)畫(huà)面上“1#皮帶啟動(dòng)”按鈕，再點(diǎn)擊“1#圓盤(pán)啟動(dòng)”按鈕；約5秒鐘后，點(diǎn)擊組態(tài)畫(huà)面上“2#皮帶啟動(dòng)”按鈕，再點(diǎn)擊“2#圓盤(pán)啟動(dòng)”按鈕；依次類(lèi)推……停止時(shí)，同樣通過(guò)組態(tài)畫(huà)面，先點(diǎn)擊組態(tài)畫(huà)面上“1#圓盤(pán)停止”按鈕，再點(diǎn)擊“1#皮帶停止”按鈕，約5秒鐘后，點(diǎn)擊組態(tài)畫(huà)面上“2#圓盤(pán)停止”按鈕，再點(diǎn)擊“2#皮帶停止”按鈕，依次類(lèi)推……。當(dāng)“盤(pán)控/上位機(jī)”開(kāi)關(guān)處于盤(pán)控狀態(tài)，禁止在組態(tài)畫(huà)面上進(jìn)行操作，此時(shí)可任意操作1#～7#機(jī)組，但必須遵循啟動(dòng)時(shí)，皮帶啟動(dòng)優(yōu)先，停止時(shí)圓盤(pán)停止優(yōu)先的原則，盤(pán)控狀態(tài)一般使用于上位機(jī)處于故障或系統(tǒng)調(diào)試時(shí)。故障或進(jìn)行電子皮帶秤校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)將“現(xiàn)場(chǎng)/中央”開(kāi)關(guān)置于現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，此時(shí)皮帶和圓盤(pán)的啟動(dòng)停止完全由現(xiàn)場(chǎng)操作盤(pán)控制，不受中央連鎖控制，方便用戶(hù)檢修或校準(zhǔn)，確保操作安全。同時(shí)系統(tǒng)還有打滑、跑偏堵料報(bào)警功能，皮帶處于一級(jí)跑偏時(shí)，發(fā)出聲響報(bào)警信號(hào)，處于二級(jí)跑偏或堵料時(shí)間超過(guò)60秒，不僅發(fā)出聲響報(bào)警信號(hào)，而且自動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)。緊急情況下，可按下“急停按鈕”，系統(tǒng)停止工作。 3.6 PLC與上位機(jī)的通訊連接及程序設(shè)計(jì) 由于上位機(jī)和PLC控制柜距離較遠(yuǎn)，約100米左右，設(shè)計(jì)時(shí)我們采用RS-232/485方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，PLC采用內(nèi)置RS-232端口，通訊方式采用半雙工，同步啟動(dòng)停止，波特率為9600，數(shù)據(jù)位7位，停止位2位，偶數(shù)位1位，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式。 4.組態(tài)軟件 采用北京某公司組態(tài)軟件，256點(diǎn)。該組態(tài)軟件是在流行的PC機(jī)上建立工業(yè)控制對(duì)象人機(jī)接口的一種智能軟件包，真正的32位系統(tǒng)，它運(yùn)行于WINDOWS98/WINDOWSNT4.0中文操作系統(tǒng)作為其操作平臺(tái)，充分利用WINDOWS功能，圖形界面較好。多任務(wù)、多線程，確保實(shí)時(shí)性，它能與OMRON CQMIH PLC進(jìn)行通訊的通訊：讀取I/O狀態(tài)，發(fā)送I/O指令；直接從上位機(jī)上操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控及對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。其組態(tài)動(dòng)力控制畫(huà)面如圖2所示。 5.結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)現(xiàn)多年使用情況來(lái)看，采用OMRON Sysmac CQM1HPLC控制的系統(tǒng)可靠性好，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，系統(tǒng)精度高，不但保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，同時(shí)又克服了環(huán)境污染問(wèn)題，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，深得用戶(hù)好評(píng)，該典型案例可推廣應(yīng)用于建材、飼料、化工等行業(yè)。