PLC配料係統應用概述
工業生產的自動化和信息化是現代工業發展的趨勢｡我國中小橡膠製品企業的橡膠配料生產工藝還停留在人工計量,無監測,無反饋,無曆史記錄的困境中,傳統的配料生產過程中, 先將原料分裝在標定的料桶中｡配料工人收到每天的生產作業表後, 將依次對每種原料進行稱重｡根據配料的多少, 先計算每種成分的重量,然後在各種成分的料桶中取料,送到電子稱上進行稱重,最後進行包裝｡在這個過程中工人工作繁重,出錯率高,稱重重量無監測,生產數據無紀錄等不能保證企業的生產工藝｡文中以PC機編程,可編程邏輯控製器(PLC),現場總線技術等現代工控技術為基礎,開發了以PC機為上位機, 以PLC作為下位機的半自動化橡膠配料係統｡在整個生產過程中,一旦生產計劃製定完成,計算機將按照計劃對每種原料進行稱重,不再需要人工來幹預｡在這個過程中工人隻是進行取料,由計算機通過電子稱發來的數據校核重量,減輕了工人的工作負擔,提高了工作效率｡

1 橡膠配料係統的設計
在這個係統中, 裝有各種原料的料桶安裝在貨架上｡料桶背麵裝有氣缸和電磁閥,料桶由氣缸推動,當電磁閥接收到PLC指令後打開,將料桶從貸架上推出,工人這時才能從料桶中取料｡PLC一方麵與上位機通信, 接收指令,一方麵發送指令到各個電磁閥,控製每個料桶的進出｡上位機PC發揮了計算機超強的計算處理能力和海量的存儲能力,根據管理員的要求製訂每天的工作計劃,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｡稱重程序開始後,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, 隻有當重量合格後計算機才打開下一個料桶｡此時計算機才將合格的重量數據進行保存｡這個過程保證了生產工藝的穩定性,同時省去了工人查找下一個成分的工序,提高了生產效率｡

2 配料控製係統的功能分析與架構
上位機測控係統是整套PLC配料係統的指揮和中樞係統｡一般大型的DCS係統會采用組態軟件如Intouch,KingView等來製作上位機程序畫麵｡但是,組態軟件價格昂貴, 另一方麵組態軟件模塊式的搭建方式不能保證模塊間的無縫集成,係統的高效率,用戶的特殊要求等需求｡所以在本係統中采用VisualC++6.0來開發上位機軟件, 因為配料係統中的數據類別比較單一和簡單,所以數據庫采用ACCESS[1]｡本配料控製係統的功能主要有以下幾個方麵｡

2.1 通信功能

現代控製係統中的問題,歸納起來就是3C(control,calculate,communicate),這三個方麵的問題｡在本配料係統的通信協議中,采用工業上普通使用的MODB-US協議和RS-485總線｡涉及到通信的幾個硬件模塊是電子稱,PC機,PLC控製器.PC與PLC采用RS-485總線的電氣規則,PC與電子稱采用RS-232總線的電氣規則,由於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換｡在本係統中,PC與PLC是一個單向的通信,即PC向PLC寫數據｡每次發送的一幀數據包含以下個字節,按照MODBUS的規定,第1個字符是站號;第2個是功能碼,因為是寫數據,所以本係統中的功能碼都是”05”;第3個字符是地址值,在本係統中一共有50個料桶,每一個料桶都有一對應的地址值;第4個字符是數值,當賦值為0xffff時為電磁閥開,賦值為0x0000時電磁閥為關閉;最後一個字符為CRC校驗碼｡因為本係統中的通信比較簡單,所以CRC校驗采用的是查表算法｡通信中的每幀數據格式如下:

站號 ; 功能碼 ; 地址 ; 數值 ; CRC碼

2.2 數據采集處理存儲功能

本係統中的數據來自於電子稱｡在係統中設計了一個數據采集線程｡當係統工作後,采集線程就一直等待串口數據輸入｡當有串口消息後,係統從采集線程切換到處理線程｡在處理線程中,係統先從數據庫讀入當前成分的上限值和下限值, 如果串口讀入值大於上限值或小於下限值, 那麽係統將對所有料桶發送關斷信號,這時工人將無法進行下一種成分的稱量｡直到稱重值在標準範圍之內,係統將稱量值寫入數據庫,作為當日的生產記錄｡同時,開啟下一個料桶｡VC中提供了多種方法來訪問數據庫,本係統采用ActiveX數據對象中的ADO模型來對Access數據庫進行訪問, 用SQL語句來實現操作｡比如,插入數據到生產記錄表格中的示例代碼如下:voidCMyCode::OnBtn_ChaXun(){m_p.CreateInstance(__uuidof(Recordset));//m_p是數據庫操作的指針try{m_p->Open(＂SELECT*FROMTable＂,//選擇數據庫中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}在本係統中, 設計一個專用的類來實現每日數據的重現｡對每天的生產數據可以采用柱形圖,餅圖來形象的顯示｡係統和EXCEL可以實現數據交換,每天作業完成後,將ACCESS表單中保存的數據傳給EXCEL,在EXCEL中完成一張當日生產記錄的報表,打印的工作放在EXCEL中來完成｡

3 測控係統的特點

本係統運用了麵向對象的編程思想,MODBUS通信協議,基於ADO的數據庫訪問操作方式等技術｡PLC配料係統中的各個模塊的功能實現了封裝, 其中幾個主要的功能模塊設計了與其對應的類,在這些類當中,一些可能改造的行為函數做成了虛函數, 提供了方便的接口,經少量修改和擴展就可以應用在不同的配料生產中｡所以本係統具備擴展性強,布線工作量小,安裝調試簡單,投資小,性價比高等特點[2]｡

4 結論
橡膠配料控製係統投入應用這一年多時間裏, 大大提高了工人的工作效率,｡PLC配料係統運行後,企業的生產實現了實時監控,橡膠製品生產情況也實現了有據可查, 配料係統的投入給公司增加了經濟效益, 對於企業生產工藝的改進也有很大的促進作用｡

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