混凝土攪拌站控制系統(tǒng)廠家-鄭州鑫鑫工控

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　國(guó)內(nèi)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)及其發(fā)展

　　本文分析了目前混凝土攪拌站所用的主要攪拌站控制系統(tǒng)及其使用現(xiàn)狀，根據(jù)信息化要求提出一種新型的上位機(jī)控制方案，從而更好的完成生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制。

　　現(xiàn)代混凝土是由水泥、砂、石、水和添加劑等組成的多項(xiàng)聚集體，并能滿(mǎn)足“高工作性、高抗壓性和高耐久性”等基本要求的符合材料，它與傳統(tǒng)混凝土在組成、配合比設(shè)計(jì)、施工方式等方面有著巨大不同，以往那種由工地自行生產(chǎn)混凝土的方式由于其質(zhì)量難以保證、噪聲及粉塵污染大、資源利用率低、生產(chǎn)效率低下等缺點(diǎn)，因而必將為自動(dòng)控制的混凝土攪拌站所取代。自動(dòng)控制的混凝土攪拌站具有產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能良好等特點(diǎn),正在成為混凝土生產(chǎn)的主流。

　　1 下位機(jī)攪拌站控制系統(tǒng)

　　在早期的混凝土生產(chǎn)控制中，程序控制采用繼電器控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器、行程開(kāi)關(guān)等組成的硬件按照一定的控制要求布線而成[2]，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械設(shè)備所特有的程序控制。這種固定接線方式的程序?qū)崿F(xiàn)是與具體的機(jī)械動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的。這種系統(tǒng)有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度不高；對(duì)生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性更差，如果生產(chǎn)任務(wù)或工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計(jì)，改變硬件結(jié)構(gòu)，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)，但繼電接觸器控制系統(tǒng)是現(xiàn)代電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)，其它控制技術(shù)都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。

　　自20 世紀(jì)60 年代PLC 誕生以來(lái)，就受到普遍重視，其應(yīng)用發(fā)展也十分迅速，原因在于與以前的各種控制方式相比，它有一系列受用戶(hù)歡迎的特點(diǎn)，能夠有效地彌補(bǔ)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷，因而成為現(xiàn)代控制的主流。采用PLC 的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)已不僅僅是一種比繼電接觸器更可靠、功能更齊全、控制更靈活的工業(yè)控制器，而是一種可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在生產(chǎn)工程中，用PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)流程的控制，常規(guī)電器僅僅是輸入設(shè)備或執(zhí)行電器。

　　2 上位機(jī)控制系統(tǒng)攪拌站控制系統(tǒng)

　　所謂上位機(jī)，就是和操作者直接接觸到控制界面，它對(duì)實(shí)際控制的硬件實(shí)現(xiàn)封裝管理，使我們?cè)谕耆涣私庥布到y(tǒng)的前提下也能很好的完成控制操作，具有交互式的人機(jī)界面是先進(jìn)上位機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，混凝土攪拌站上位機(jī)控制系統(tǒng)主要有3 類(lèi)。

　　2.1 單片機(jī)及外圍器件攪拌站控制系統(tǒng)

　　這種控制系統(tǒng)相對(duì)于單純的繼電器控制系統(tǒng)柔性要好，只需修改程序而不需調(diào)整系統(tǒng)的硬件設(shè)置就可采用新工藝生產(chǎn)，有簡(jiǎn)單的管理功能，如配方的管理和選擇、生產(chǎn)狀態(tài)的顯示（液晶屏）等和一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，使稱(chēng)量精度更高。但是其柔性有限，穩(wěn)定性較差，不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄、統(tǒng)計(jì)、分析等管理功能。

　　2.2 組態(tài)軟件和觸摸屏

　　MCGS(monitor and control generated system)工控組態(tài)軟件是目前應(yīng)用比較多的上位機(jī)控制系統(tǒng)，組態(tài)軟件是指一些集數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制于一體的專(zhuān)用軟件，它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具，它的運(yùn)行必須有載體，目前主要有工業(yè)用計(jì)算機(jī)和觸摸屏與組態(tài)軟件結(jié)合使用。

　　觸控屏（Touch panel）又稱(chēng)為觸控面板，是將顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤(pán)結(jié)合在一起的控制及顯示部件，當(dāng)觸碰到屏幕上的圖形按鈕時(shí)，其內(nèi)置的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)可根據(jù)內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)相應(yīng)連結(jié)裝置，并借由液晶屏顯示出生動(dòng)的影像監(jiān)控效果。觸摸屏運(yùn)行的程序也需要專(zhuān)用的編程軟件編寫(xiě)。無(wú)論是組態(tài)軟件和工控機(jī)的結(jié)合還是組態(tài)軟件和觸摸屏的結(jié)合，都大大豐富了上位機(jī)的人機(jī)控制界面，是操作控制變得更簡(jiǎn)單，在實(shí)際的混凝土生產(chǎn)中都得到了廣泛的應(yīng)用，但組態(tài)軟件的價(jià)格一般比較昂貴，而且主要靠進(jìn)口，從某種程度上限制了它的普及。

　　其實(shí)，上位機(jī)和下位機(jī)并沒(méi)有嚴(yán)格的劃分，一般情況下是，觸摸屏和裝有組態(tài)的工控機(jī)發(fā)送控制指令，因此可以看做是上位機(jī)，PLC***指令，完成相應(yīng)的動(dòng)作，PLC 就可看做下位機(jī)，并且通過(guò)通訊，現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)據(jù)或者設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，及故障信息可以通過(guò)PLC 反饋到觸摸屏或者工控機(jī)上，便于操作者對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控。

　　2.3 面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)軟件的使用

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及軟件工程的飛速發(fā)展，一大批面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)軟件相繼面世，采用不同的編程語(yǔ)言和相應(yīng)的軟件我們可以創(chuàng)造出符合我們要求的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)。目前，比較流行的開(kāi)發(fā)軟件主要有Microsoft 公司的Visual C++和VisualBasic，Borland 公司的Delphi和C++ Builder 以及Sybase 公司的PowerBuilder 等。混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中離不開(kāi)大量數(shù)據(jù)的處理，包括配方、砼日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量、生產(chǎn)任務(wù)單、報(bào)表等，因此在選用上位機(jī)編程軟件時(shí)，數(shù)據(jù)處理能力應(yīng)作為首要因素，同時(shí)選用一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)也至關(guān)重要。數(shù)據(jù)庫(kù)按所在的物理位置的不同分為本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)兩種。本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)位于本機(jī)上，如Paradox、dBase、FoxPro 和Access 等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)指數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器位于非本機(jī)，可以是局域網(wǎng)內(nèi)的另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，也可以是廣域網(wǎng)上的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上如Oracle、Informix、Sybase 和SOL Server 等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化管理、遠(yuǎn)程控制的需要，一般采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)要考慮控制和管理兩個(gè)方面，既要滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要，有以下功能：生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)顯示、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、生產(chǎn)管理(配方、物料、客戶(hù)、運(yùn)輸車(chē)等)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢(xún)與維護(hù)、各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成打印等。

　　設(shè)計(jì)好上位機(jī)管理軟件后，還要完成上位機(jī)和下位機(jī)的通信，只有上下位機(jī)之間流暢的通信才能實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌站的完整控制。不同的PLC 有不同的通信方式，在設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件時(shí)要根據(jù)下位機(jī)的通信需要做相應(yīng)的調(diào)整。以西門(mén)子S7-200為例，其通信方式主要有三種，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)PPI 方式，F(xiàn)reeport 方式和Profibus-DP方式。不同的通信方式通信協(xié)議有所不同，有的公開(kāi)，有的不公開(kāi)。根據(jù)實(shí)際需要我們一般采用以RS-232 或RS-485 的通信標(biāo)準(zhǔn)利用串口通訊，我們可以自定義通信協(xié)議，如收發(fā)字節(jié)數(shù)、校驗(yàn)方式等。

　　利用上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)具有良好的人機(jī)互動(dòng)界面，使復(fù)雜的控制變得相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)極大的豐富了攪拌站控制系統(tǒng)的功能，在某些方面的可以替代組態(tài)軟件和觸摸屏的使用，具有良好的發(fā)展前景。