摘要：本文主要內(nèi)容為介紹永宏P(guān)LC及配套產(chǎn)品Zigbee等在采石場(chǎng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。首先調(diào)查了關(guān)于礦場(chǎng)行業(yè)的現(xiàn)況，然后通過(guò)客戶(hù)所給予的控制要求對(duì)電氣部分進(jìn)行選型；再者針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械分布為從站設(shè)點(diǎn)，最后完成程序的編寫(xiě)與調(diào)試。同時(shí)還分享了調(diào)試過(guò)程所遇到問(wèn)題及解決方法。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC   zigbee  采石場(chǎng)

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.1行業(yè)介紹

當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展推動(dòng)了城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，使我國(guó)的建材行業(yè)尤其是小型露天的采石場(chǎng)得到了新的發(fā)展。露天采石場(chǎng)大部分多為私營(yíng)企業(yè)，分布廣，基礎(chǔ)差，生產(chǎn)規(guī)模較小，開(kāi)采技術(shù)落后，而且農(nóng)民工居多，文化水平低，機(jī)械化程度也不高，勞動(dòng)生產(chǎn)率極低；針對(duì)該現(xiàn)況，在行業(yè)內(nèi)引入自動(dòng)化控制理念，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近程交互控制，不僅提高了整體的技術(shù)水平和生產(chǎn)效率，同時(shí)也確保了生產(chǎn)人員的人身安全問(wèn)題。

圖1-1采石場(chǎng)

1.2客戶(hù)需求

（1）、在中控室可以控制整個(gè)采石場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況；

（2）、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作/就地操作模式切換；

（3）、設(shè)備的通訊介質(zhì)為無(wú)線通訊模式；

（4）、可通過(guò)操作界面觀察各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)及設(shè)定值等。

1.3解決方案

采石場(chǎng)的控制系統(tǒng)選用永宏的FBS系列的主機(jī)，通過(guò)擴(kuò)展通訊板卡進(jìn)行485的通訊聯(lián)機(jī)，其中485口連接一個(gè)zigbee模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊的功能。監(jiān)控系統(tǒng)主要由工控機(jī)上安裝的組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、控制等。

1-2中控室圖

1.4方案背景

露天采石場(chǎng)的控制系統(tǒng)由中控室控制各個(gè)設(shè)備的啟停是通過(guò)通訊的方式進(jìn)行主對(duì)從的控制，本系統(tǒng)如果使用硬件通訊即485的通訊為走電纜，這樣對(duì)于整套系統(tǒng)25個(gè)站點(diǎn)同時(shí)通訊最遠(yuǎn)的距離大概為400-450米的距離，電纜的耗材成本相當(dāng)高；考慮到經(jīng)濟(jì)成本和系統(tǒng)的效率穩(wěn)定，永宏的無(wú)線模塊FBS-CMZBR5正好能很好的解決項(xiàng)目存在的問(wèn)題。

二、硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)控制器選用永宏FBS-20MAR2-AC主機(jī)；通訊選用FBS-CB55及FBS-CB25的混合通訊板卡、FBS-CMZBR5的485外接通訊模塊；系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)顯示、控制及監(jiān)視等選用工控機(jī)和組態(tài)王實(shí)現(xiàn)，具體如結(jié)構(gòu)圖示。

2.1硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2-1

如圖2-1所示，整個(gè)系統(tǒng)的電控部分都采用永宏產(chǎn)品，這就為整個(gè)采石場(chǎng)的控制系統(tǒng)提供了穩(wěn)定性和兼容性相對(duì)較高的解決方案；永宏P(guān)LC對(duì)通訊本身具有通訊擴(kuò)展能力強(qiáng)，其通訊速度快、穩(wěn)定，兼容性高等特點(diǎn)，系統(tǒng)通過(guò)通訊控制變頻器的啟停。

2.3PLC電氣接線

圖2-2PLC控制部分電氣接線

三、軟件設(shè)計(jì)

3.1FBs-CMZBR功能及參數(shù)設(shè)置

3.1.1功能介紹

功能：FBs-CMZBR使用者可透過(guò)該無(wú)線傳輸器連結(jié)各種RS485／RS232設(shè)備，進(jìn)行資料的傳輸。

開(kāi)機(jī)：1、將設(shè)備端與電腦端的接線分別插入兩端FBs-CMZBR的接口，并將螺絲轉(zhuǎn)緊；如果電腦端沒(méi)有支援485，則需要外加一個(gè)485to232的轉(zhuǎn)接器連結(jié)到電腦。

2、將電源線插入FBs-CMZBR的電源接孔（24V供電），并將螺絲轉(zhuǎn)緊，即完成開(kāi)機(jī)。

3.1.2軟件參數(shù)設(shè)置

QuanConfigurationUtility軟件的使用：

1）、軟件界面介紹

圖3-1QCU軟件界面圖

2）、zigbee參數(shù)修改設(shè)置

1.第一次打開(kāi)QCU軟件后選擇好串口，將波特率改為9600，然后單擊OpenPort按鈕。

2.單擊EnterConfiguration（1B1B)，按鈕右側(cè)的顯示框會(huì)顯示OK字樣，如圖3-2。（注：下次聯(lián)機(jī)就得設(shè)定好前一次修改了的波特率）

圖3-2

3.進(jìn)入設(shè)定模式后可進(jìn)行設(shè)定；設(shè)定好之后請(qǐng)按下＂SaveConfiguration＂鍵以?xún)?chǔ)存設(shè)定；并按下＂ResetDevice”鍵，重開(kāi)機(jī)后設(shè)定才會(huì)生效。

4.PLC主機(jī)對(duì)應(yīng)的通訊PORT口參數(shù)要與zigbee模塊的通訊參數(shù)一致才能實(shí)現(xiàn)通訊。

3.2程序分析介紹

3.2.1指令151一般聯(lián)機(jī)功能使用

永宏P(guān)LC的151通訊聯(lián)機(jī)指令有3種模式：1、主從通訊；2、自由口通訊，主動(dòng)；3、自由口通訊，被動(dòng)。本系統(tǒng)為中控制PLC控制25個(gè)從站PLC動(dòng)作，所以選用MD0。同時(shí)永宏P(guān)LC的通訊指令每個(gè)PORT口都有對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器，具體程序如圖3-3：

圖3-3

在主程序編寫(xiě)完成后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶顚?xiě)；永宏P(guān)LC的程序編程主要都是使用填表的方式處理，所以對(duì)程序新建通訊表格并且增加對(duì)應(yīng)筆數(shù)的數(shù)據(jù)通訊地址。

如上圖為添加表格的過(guò)程，選中151指令，按下Z鍵，彈出左測(cè)圖，填寫(xiě)起始地址確定出現(xiàn)下一級(jí)列表；在圖的右側(cè)按下新建后彈出下一級(jí)表格，對(duì)該表格填值；每完成一次，聯(lián)機(jī)表格增加一筆；對(duì)于每筆通訊對(duì)應(yīng)的值類(lèi)型如下介紹：

仆站站號(hào)：1-254命令：讀取/寫(xiě)入資料長(zhǎng)度：1-64

主/仆站數(shù)據(jù)起始位置：X/Y0~X/Y255M0~M1911S0~S999T/C0~T/C255

WX/WY0~WX/WY240WM0-WM1896WS0~WS984

TR0~TR255CR0~CR199R0~R3839D0~D3999

本系統(tǒng)由于控制、監(jiān)視的狀態(tài)為比較多，在程序編寫(xiě)的過(guò)程中，注重了每個(gè)站的連續(xù)地址分配，方便用WM/WX/WY的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行傳輸，這樣可以減少通訊的筆數(shù)，提高通訊速度。

四、設(shè)備調(diào)試

圖4-1設(shè)備運(yùn)行圖

4.1將zigbee模塊放到柜內(nèi)，出現(xiàn)通訊不上

設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的通訊距離都是在200m以上，有些配柜是放在露天底下，而有些在鐵皮房子里面，由于鐵皮對(duì)于信號(hào)的屏蔽能力比較強(qiáng)，導(dǎo)致的通訊出現(xiàn)異常；同時(shí)，無(wú)線通訊的傳輸信號(hào)對(duì)于鐵的阻擋干擾較大。

解決方法：將zigbee模塊的天線架桿往高點(diǎn)引，同時(shí)在主站及通訊距離較遠(yuǎn)的站用玻璃鋼的天線代替（發(fā)射功率14dBm）。

4.2從站反應(yīng)速度慢

設(shè)備在中控室操作從站動(dòng)作，設(shè)備需要過(guò)一段時(shí)間才能啟動(dòng)。

解決方法：1、加大系統(tǒng)的通訊波特率；2、減少系統(tǒng)對(duì)通訊的干擾，如變頻器接地等；3、在一個(gè)房間內(nèi)有放著10個(gè)從站，在這10個(gè)從站內(nèi)選擇一個(gè)做次級(jí)主站，使其10個(gè)站做2級(jí)聯(lián)機(jī)，這樣可以加快系統(tǒng)的通訊速度；4、完善主站的程序，如位的處理用WX等處理，減少主站151的通訊筆數(shù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前，開(kāi)采石場(chǎng)的企業(yè)越來(lái)越多，由于近年來(lái)我國(guó)處于大力建設(shè)時(shí)期，城中村改造、高速公司、鐵路的建設(shè)、房地產(chǎn)建設(shè)等等，都需要優(yōu)質(zhì)的混凝土骨料，從中可看出開(kāi)采石場(chǎng)前景是相當(dāng)之好。

對(duì)于永宏P(guān)LC提供的配套設(shè)備及方案很大的縮減了開(kāi)采石場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)成本預(yù)算，同時(shí)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、兼容性達(dá)到了較高水平；所以永宏P(guān)LC在礦場(chǎng)中的應(yīng)用能出促進(jìn)礦場(chǎng)設(shè)備的發(fā)展。