大理石自动化控制中软件设计方案.docx

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大理石自动化控制中软件设计方案

大理石自动化控制中软件设计方案

1、上位机的软件界面设计

自控化产品的发展正向着可视化、集成化的方向前进，相应组态软件的功能开发和实际应用发展很快，组态软件种类颇多。

监控组态在工业生产自动化的过程中，起到连接控制者和生产现场的作用，真实反映出了生产环境的变化和设备工作状况，并在集中控制系统中起到关键作用。

比较常用的是组态王、WlllCC等。

本文采用的是西门子公司研发配套的WlllCC监控组态，它可以实时的采集现场数据，是操作者能第一时间掌握现场情况，还有组态、开发和开放功能。

组态过程操作简单，组态画面简洁直观，与PLC通信无障碍。

1.1上位机的功能描述

系统的上位机监控界面，其开发的意义在于能够使工作人员实时的掌握现场设备运行的第一手资料以及控制终端的环境情况，现场生产中的检测、控制和监督功能的实现，均在此计算机下完成。

上位机监控机的功能主要有以下三个:

①采集功能，上位机使对现场的实时状况、并可以轻松实现工作人员对生产过程分析、监视。

上位机的屏幕上能够显示出系统在生产过程中对采样工作的处理、对设备的一些数值的检测和温度等参数的检测工作、并能实现一些简单的预处理;②监督功能，工作人员将采集的信息和数据进行相应的处理和分析，完成数据库的制作后加以保存储藏。

工作人员通过对显示的相应的数据，分析设备此时的运转状态知否处于正常状态，上位机采用多种形式的表述形式，如声光、文字、动画等;③控制功能，完成对上述过程的信息数据处理后，在相应的控制决策下对生产过程设备的输出进行控制。

WlllCC软件在设计中完成功能如下:

（1）主界面可以显示出现场设备的运行情况及参数信息;

（2）采集子系统的参数并显示;

（3）自动存储生产过程中产生的参数，参数的查找可遵照时间的先后顺序;

（4）临近或大于限制值时发出警报。

总括来说，借助具有开发简单、界面丰富、存储信息大等优点的WinCC软件，系统的上位机基本实现了对远程现场数据的监测和控制的工作，可人工操作，方便简单。

1.2监控界面的设计

本文设计的人造大理石生产过程控制系统总体结构和系统中需要控制的设备如图1所示。

在组态画面中，每个设备都与一台分站PLc中的内部变量相连接，现场的实际工作情况能够及时的、准确的通过组态开发的画面中。

主站监控界面可以对每个现场设备的工作状况进行监控。

当现场的某台设备不能正常工作，点击软件的“运行”按键后，

中相应的设备就睡出现红色提示或者闪烁，提醒操作者及时处理出现的具体问题，减少故障带来的损失。

图1主站系统组态画面

点击“过程控制”，进入被控设备的详细参数显示界面，此界面主要是对生产现场的电机、真空泵、压力传感器、振荡器和固化炉等一些设备的物理参数进行了详细显示。

设备参数的组态界面设计如下图.2所示。

图2设备参数组态画面

2、系统实验调试

通过本文的研究与分析，设计出一套人造大理石生产过程控制装置，在实验室搭建了实验平台并进行现场调试。

系统组成部分包括一台工控机、CPU314C-2DP、四台CPU226,威纶MT6070iH触摸屏、电机、感应加热电源、压力传感器、温度传感器、变频器等。

在实际连接过程中出现了一些问题，需要注意设备接线的准确性，PLC和单片机程序的编写，可靠通信的建立等。

通过搭建实验平台调试，基本实现了各项功能。

通过CAN总线的通讯，主站PLC接收到分站PLC传输的设备的运行参数，同时触摸屏通过MPI通信将参数显示出来。

分站的控制器实现了对相应设备的控制，通过主站连接的监控组态很好的显示了分站设备的运行状态，反应时间较485总线的1s内提高到100ms内。

各台设备的工作状态正常，过程控制顺序没有出现错误。

闭锁功能实现了分站设备的全面停车，响应时间在100ms内。

监测到电压运行状态正常，保证设备正常运行，当电压出现异常，所有设备立即停机。

每个分站的PLC都有其控制的相应设备和监控的参数，下面是几个分站的运行监控。

如图1所示，分站1控制对象为配料车、下料漏斗、单色搅拌机、皮带1等设备;监控的参数包括配料车的称重和皮带压力检测、下料口状态、皮带运行状态。

在实验中将PLC与多个继电器以及传感器连接，并对分站具体功能进行测试。

分站1的配料车监测到原料重量20Kg，下料口三个搅拌机的下料口都为关闭状态，皮带没有检测到压力所以皮带未运行。

现场系统实验的连接图如图2所示。

图3配料分站系统组态画面

图4配料分站现场画面

如图3所示，分站2控制的对象为混合搅拌机、刮板机、升降液压、皮带2、对辊饥等设备;监控的参数包括皮带压力检测、托盘的称重、下料口状态、皮带和电机运行情况。

将PLC连接相应的电机进行系统调试，分站2检测到托盘称重45Kg，托盘旋转电机和搅拌电机为正常开启状态，而升降电机和刮板电机都处在停止状态，下料口关闭，皮带未检测到压力所以皮带处于停止状态。

现场系统实验的连接图如图4所示。

图3搅拌分站系统组态画面

图4搅拌分站现场画面

如图5所示，分站3控制的对象为切纸机、布料车、升降液压、红外位置探头、真空泵、振荡器等设备，监控真空泵、布料车、切纸机、振荡器、对辊饥以及皮带的运行状态。

搭建实验平台对模拟出来的真空泵和振荡器的开关量以及电机的运行进行监控。

分站3检测到皮带/切纸机/布料车和搅拌机处于停止状态，对辊机和真空泵不工作，振荡器开启。

现场系统实验的连接图如图6所示。

图5定型分站系统组态画面

如图7所示，分站4控制的对象为推板机、升降电机、感应加热电源、抽风机、滚棒机、立板机等设备;监测的参数包括固化炉四个位置的温度以及风机、滚棒机和电机等设备的运行状态。

搭建的实验平台中由感应加热电源为管路中流动的介质水加热，在管路的测量段的入水口、出水口以及中间位置取四个测量点，模拟出固化炉上不同位置的温度。

分站4检测到四个测稳点存在温差，这和加热设备的安装以及液体流动散热有关，平均温度达到技术要求的90℃，设定加热时间为15分钟。

现场系统实验的连接图如图8所示。

图7固化分站组态画面

图8固化分站现场画面