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PLC配料系統(tǒng)應(yīng)用概述
工業(yè)生產(chǎn)的自動化和信息化是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢?我國中小橡膠制品企業(yè)的橡膠配料生產(chǎn)工藝還停留在人工計量,無監(jiān)測,無反饋,無歷史記錄的困境中,傳統(tǒng)的配料生產(chǎn)過程中, 先將原料分裝在標定的料桶中?配料工人收到每天的生產(chǎn)作業(yè)表后, 將依次對每種原料進行稱重?根據(jù)配料的多少, 先計算每種成分的重量,然后在各種成分的料桶中取料,送到電子稱上進行稱重,最后進行包裝?在這個過程中工人工作繁重,出錯率高,稱重重量無監(jiān)測,生產(chǎn)數(shù)據(jù)無紀錄等不能保證企業(yè)的生產(chǎn)工藝?文中以PC機編程,可編程邏輯控制器(PLC),現(xiàn)場總線技術(shù)等現(xiàn)代工控技術(shù)為基礎(chǔ),開發(fā)了以PC機為上位機, 以PLC作為下位機的半自動化橡膠配料系統(tǒng)?在整個生產(chǎn)過程中,一旦生產(chǎn)計劃制定完成,計算機將按照計劃對每種原料進行稱重,不再需要人工來干預(yù)?在這個過程中工人只是進行取料,由計算機通過電子稱發(fā)來的數(shù)據(jù)校核重量,減輕了工人的工作負擔,提高了工作效率?

1 橡膠配料系統(tǒng)的設(shè)計
在這個系統(tǒng)中, 裝有各種原料的料桶安裝在貨架上?料桶背面裝有氣缸和電磁閥,料桶由氣缸推動,當電磁閥接收到PLC指令后打開,將料桶從貸架上推出,工人這時才能從料桶中取料?PLC一方面與上位機通信, 接收指令,一方面發(fā)送指令到各個電磁閥,控制每個料桶的進出?上位機PC發(fā)揮了計算機超強的計算處理能力和海量的存儲能力,根據(jù)管理員的要求制訂每天的工作計劃,生成每種稱重成分的標準重量和稱重次序?避免了工人在計算上的失誤?稱重程序開始后,工人進行取料,放入電子稱稱重?當稱量不合格時,計算機啟動警告線程,這時下一個成分料桶不能打開, 只有當重量合格后計算機才打開下一個料桶?此時計算機才將合格的重量數(shù)據(jù)進行保存?這個過程保證了生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性,同時省去了工人查找下一個成分的工序,提高了生產(chǎn)效率?

2 配料控制系統(tǒng)的功能分析與架構(gòu)
上位機測控系統(tǒng)是整套PLC配料系統(tǒng)的指揮和中樞系統(tǒng)?一般大型的DCS系統(tǒng)會采用組態(tài)軟件如Intouch,KingView等來制作上位機程序畫面?但是,組態(tài)軟件價格昂貴, 另一方面組態(tài)軟件模塊式的搭建方式不能保證模塊間的無縫集成,系統(tǒng)的高效率,用戶的特殊要求等需求?所以在本系統(tǒng)中采用VisualC++6.0來開發(fā)上位機軟件, 因為配料系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類別比較單一和簡單,所以數(shù)據(jù)庫采用ACCESS[1]?本配料控制系統(tǒng)的功能主要有以下幾個方面?

2.1 通信功能

現(xiàn)代控制系統(tǒng)中的問題,歸納起來就是3C(control,calculate,communicate),這三個方面的問題?在本配料系統(tǒng)的通信協(xié)議中,采用工業(yè)上普通使用的MODB-US協(xié)議和RS-485總線?涉及到通信的幾個硬件模塊是電子稱,PC機,PLC控制器.PC與PLC采用RS-485總線的電氣規(guī)則,PC與電子稱采用RS-232總線的電氣規(guī)則,由于PC機的串口接口一般為RS-232的接口, 所以在PC與PLC通信時需要做電平轉(zhuǎn)換?在本系統(tǒng)中,PC與PLC是一個單向的通信,即PC向PLC寫數(shù)據(jù)?每次發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)包含以下個字節(jié),按照MODBUS的規(guī)定,第1個字符是站號;第2個是功能碼,因為是寫數(shù)據(jù),所以本系統(tǒng)中的功能碼都是”05”;第3個字符是地址值,在本系統(tǒng)中一共有50個料桶,每一個料桶都有一對應(yīng)的地址值;第4個字符是數(shù)值,當賦值為0xffff時為電磁閥開,賦值為0x0000時電磁閥為關(guān)閉;最后一個字符為CRC校驗碼?因為本系統(tǒng)中的通信比較簡單,所以CRC校驗采用的是查表算法?通信中的每幀數(shù)據(jù)格式如下:

站號 ; 功能碼 ; 地址 ; 數(shù)值 ; CRC碼

2.2 數(shù)據(jù)采集處理存儲功能

本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來自于電子稱?在系統(tǒng)中設(shè)計了一個數(shù)據(jù)采集線程?當系統(tǒng)工作后,采集線程就一直等待串口數(shù)據(jù)輸入?當有串口消息后,系統(tǒng)從采集線程切換到處理線程?在處理線程中,系統(tǒng)先從數(shù)據(jù)庫讀入當前成分的上限值和下限值, 如果串口讀入值大于上限值或小于下限值, 那么系統(tǒng)將對所有料桶發(fā)送關(guān)斷信號,這時工人將無法進行下一種成分的稱量?直到稱重值在標準范圍之內(nèi),系統(tǒng)將稱量值寫入數(shù)據(jù)庫,作為當日的生產(chǎn)記錄?同時,開啟下一個料桶?VC中提供了多種方法來訪問數(shù)據(jù)庫,本系統(tǒng)采用ActiveX數(shù)據(jù)對象中的ADO模型來對Access數(shù)據(jù)庫進行訪問, 用SQL語句來實現(xiàn)操作?比如,插入數(shù)據(jù)到生產(chǎn)記錄表格中的示例代碼如下:voidCMyCode::OnBtn_ChaXun(){m_p.CreateInstance(__uuidof(Recordset));//m_p是數(shù)據(jù)庫操作的指針try{m_p->Open(＂SELECT*FROMTable＂,//選擇數(shù)據(jù)庫中Table這張表格進行操作

theApp.m_pConnection.GetInterfacePtr(),adOpenDynamic,adLockOptimistic,adCmdText);m_p->MoveFirst();//將指針指向第一個字段m_p->PutCollect(＂pfbz＂,_variant_t((LPCSTR)_bstr_t(x)));//SQL語句中的插入命令}在本系統(tǒng)中, 設(shè)計一個專用的類來實現(xiàn)每日數(shù)據(jù)的重現(xiàn)?對每天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以采用柱形圖,餅圖來形象的顯示?系統(tǒng)和EXCEL可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,每天作業(yè)完成后,將ACCESS表單中保存的數(shù)據(jù)傳給EXCEL,在EXCEL中完成一張當日生產(chǎn)記錄的報表,打印的工作放在EXCEL中來完成?

3 測控系統(tǒng)的特點

本系統(tǒng)運用了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?MODBUS通信協(xié)議,基于ADO的數(shù)據(jù)庫訪問操作方式等技術(shù)?PLC配料系統(tǒng)中的各個模塊的功能實現(xiàn)了封裝, 其中幾個主要的功能模塊設(shè)計了與其對應(yīng)的類,在這些類當中,一些可能改造的行為函數(shù)做成了虛函數(shù), 提供了方便的接口,經(jīng)少量修改和擴展就可以應(yīng)用在不同的配料生產(chǎn)中?所以本系統(tǒng)具備擴展性強,布線工作量小,安裝調(diào)試簡單,投資小,性價比高等特點[2]?

4 結(jié)論
橡膠配料控制系統(tǒng)投入應(yīng)用這一年多時間里, 大大提高了工人的工作效率,?PLC配料系統(tǒng)運行后,企業(yè)的生產(chǎn)實現(xiàn)了實時監(jiān)控,橡膠制品生產(chǎn)情況也實現(xiàn)了有據(jù)可查, 配料系統(tǒng)的投入給公司增加了經(jīng)濟效益, 對于企業(yè)生產(chǎn)工藝的改進也有很大的促進作用?

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