PLC在穩定土廠(chǎng)拌站自動(dòng)控制系統中的應用

3.1流程控制

　　流程控制部分分為手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式。在按順序啟動(dòng)上料皮帶、拌缸、集料皮帶之后，操作者可以通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)的方式來(lái)啟動(dòng)后續流程設備。在生產(chǎn)流程中自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的主要區別在于：自動(dòng)控制過(guò)程中五種骨料和粉料的配料變頻器由程序自動(dòng)來(lái)控制啟停和調節其輸出頻率，不需要人工干預；而手動(dòng)控制模式下人工可隨意啟停各個(gè)配料變頻器，并且可以手動(dòng)調節各個(gè)變頻器的輸出頻率。配料變頻器的啟動(dòng)與停止是有固定的順序的，各個(gè)變頻器的啟停之間有一定的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔可以在上位機監控畫(huà)面的參數設定部分進(jìn)行設定和調整。另外，還有一些相關(guān)的設備如空壓機、電鈴、成品料倉倉門(mén)等設備需要人工來(lái)啟動(dòng)。

　　3.2自鎖控制

　　根據機械生產(chǎn)廠(chǎng)家的要求，在程序部分設置自鎖控制功能。廠(chǎng)家出于貨款回收方面的考慮，對控制系統提出設置自鎖功能的要求，基本思想就是設置兩個(gè)時(shí)間密碼，在設備運至生產(chǎn)現場(chǎng)之后與貨款全部收回之前，輸入第一個(gè)時(shí)間期限，當設備運行到所設置的時(shí)間之后，控制系統將會(huì )自動(dòng)鎖死，無(wú)法進(jìn)行正常操作。當收回全部貨款之后，輸出時(shí)間密碼，控制系統可以一直運行?？梢酝ㄟ^(guò)TODR指令讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘。將所讀取的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與設置的時(shí)間密碼進(jìn)行比較，即可得到設置時(shí)間是否用完。

　　3.3PLC與變頻器的通訊

　　本系統采用PLC與變頻器進(jìn)行通訊的方式來(lái)實(shí)現PLC對變頻器的啟?？刂坪皖l率設定以及讀取變頻的一系列運行數據。PLC與變頻器之間采用ModbusRTU方式通訊，波特率設為9.6K，采用CRC校驗。在RTU模式下，消息發(fā)送至少要以3.5個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔開(kāi)始，程序中以10ms為間隔進(jìn)行數據的發(fā)送與接收。PLC和變頻器采用主從的方式進(jìn)行通訊，PLC是主機，變頻器是從機。一共有六臺變頻器，在其參數設置中將其地址設為1-6號。PLC與變頻器之間的通訊是一個(gè)“查詢(xún)-回應”的過(guò)程，如圖4所示。

　　PLC中的通訊部分程序大體分為以下幾塊：通訊初始化、發(fā)送完成中斷程序、接受完成中斷程序、發(fā)送組碼程序、生成校驗碼、數據發(fā)送與接收。

　　通訊初始化部分程序在PLC的第一個(gè)掃描周期運行，其主要功能是設置CPU226的自由端口的通訊格式、數據接收格式及復位各寄存區、連接中斷。

　　發(fā)送完成中斷程序主要完成的任務(wù)是：定義開(kāi)始接收數據，并且置位接收標志，復位發(fā)送標志。

　　接收完成中斷程序主要完成的任務(wù)是：根據接收到的數據重新計算校驗碼，并與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較。如果兩者一致，則說(shuō)明數據傳輸正確，將接收到的數據存入對應的寄存器中。

　　生成校驗碼：根據CRC檢測方法生成校驗碼，具體生成方法是：①裝入一個(gè)16位的寄存器，所有數位均為1；②該16位寄存器的高位字節與開(kāi)始8位字節進(jìn)行"異或"運算。運算結果放入這個(gè)16位寄存器；③把這個(gè)16寄存器向右移一位；④若向右（標記位）移出的數位是1，則生成多項式1010000000000001和這個(gè)寄存器進(jìn)行"異或"運算；若向右移出的數位是0，則返回③；⑤重復③和④，直至移出8位；⑥另外8位與該十六位寄存器進(jìn)行"異或"運算；⑦重復~③⑥，直至該報文所有字節均與16位寄存器進(jìn)行"異或"運算，并移位8次；⑧這個(gè)16位寄存器的內容即2字節CRC錯誤校驗，被加到報文的最高有效位。

　　4上位機WinCC監控畫(huà)面設計

　　根據用戶(hù)需求以及工程實(shí)際應用的考慮，本系統在上位機監控畫(huà)面的組態(tài)上主要考慮到以下幾個(gè)原則：監控畫(huà)面能夠清晰直觀(guān)地顯示設備的運行狀態(tài)；能夠對生產(chǎn)關(guān)鍵數據進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；能夠對生產(chǎn)過(guò)程中物料配比數據進(jìn)行修改；能夠對設備運行過(guò)程中產(chǎn)生的故障報警信息進(jìn)行顯示和存儲，可以進(jìn)行報警歷史記錄進(jìn)行查詢(xún)；具有報表功能，能夠將用戶(hù)關(guān)心的生產(chǎn)數據自動(dòng)生成個(gè)性化報表，并且能夠自動(dòng)在每班生產(chǎn)結束之后保存在指定位置，用戶(hù)能夠按照指定條件查詢(xún)報表數據。

　　基于以上基本原則和要求，本課題以WinCC為開(kāi)發(fā)平臺，對穩定土廠(chǎng)拌站自動(dòng)控制系統的上位機監控組態(tài)程序進(jìn)行了設計開(kāi)發(fā)。本系統設計的上位機監控界面的主畫(huà)面如圖5所示。

　　有系統當前的運主畫(huà)面主要用來(lái)顯示設備的整體生產(chǎn)流程，監控生產(chǎn)過(guò)程中的設備啟停狀態(tài)、顯示生產(chǎn)數據、報警指示等，并且行模式指示（“手動(dòng)運行”與“自動(dòng)運行”）。

　　生產(chǎn)數據主要由幾個(gè)部分組成：骨料和粉料的設定比例、設定流量；骨料和粉料的實(shí)際比例、實(shí)際流量；設備的設定產(chǎn)量、瞬時(shí)產(chǎn)量和累計產(chǎn)量等。

　　在主畫(huà)面的底部有一系列按鈕，如“參數設定”、“配料設定”等。點(diǎn)擊按鈕，即可進(jìn)入對應的子畫(huà)面。