組態(tài)控制在混凝土攪拌樓系統(tǒng)中的應(yīng)用
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混凝土攪拌樓是國(guó)家基本建設(shè)的“常規(guī)武器”，其先進(jìn)程度，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家建筑制造業(yè)的水平。國(guó)外混凝土攪拌樓體現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)，其微控技術(shù)成熟可靠，物料的配比、容量變更控制十分準(zhǔn)確，有些還增加了攪拌機(jī)動(dòng)態(tài)負(fù)荷監(jiān)測(cè)、混凝土物料稠度控制、除塵、消聲、廢水處理等裝置，混凝土泵送技術(shù)日臻成熟，最大水平泵送距離達(dá) 4000m，泵送量達(dá) 180m3/h。我國(guó)混凝土攪拌樓經(jīng)歷了引進(jìn)――吸收消化――部分國(guó)產(chǎn)――全部國(guó)產(chǎn)――改進(jìn)提高等發(fā)展過(guò)程，但整體存在著技術(shù)水平參差不齊、新技術(shù)含量不高、普及率不高、地區(qū)差
異較大、智能化程度不高和環(huán)保性能不高等缺點(diǎn)，與國(guó)外差距越來(lái)越明顯，所以研究混凝土攪拌樓的控制有很廣泛的應(yīng)用前景和理論上的科學(xué)價(jià)值。
本文研究的是上位機(jī)采用 MCGS嵌入版工業(yè)組態(tài)軟件繪制動(dòng)態(tài)監(jiān)控面板，硬件控制面扳采用高性能嵌入式一體化工控機(jī)昆侖通態(tài) nTouch TPC064-TB33觸摸屏，組成混凝土攪拌樓嵌入式控制系統(tǒng)。下位機(jī)由PLC 控制，通過(guò)組態(tài)軟件與 PLC的通訊，實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌樓的全自動(dòng)化控制，完成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示、報(bào)表顯示、多樣化報(bào)警、數(shù)字校稱、配方管理等功能。
2 混凝土攪拌樓嵌入式控制系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)
根據(jù)混凝土攪拌樓的生產(chǎn)流程和控制要求，混凝土攪拌樓控制系統(tǒng)要將骨料、水泥、水、外加劑進(jìn)行計(jì)量和攪拌，實(shí)現(xiàn)智能化、多功能、安全、高效、全自動(dòng)的控制，不僅能夠自動(dòng)控制和監(jiān)視混凝土攪拌樓的生產(chǎn)流程，而且能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土生產(chǎn)的數(shù)據(jù)管理。
混凝土攪拌控制系統(tǒng)具體控制原理為（1）上位機(jī)控制：由全中文嵌入版工控組態(tài)軟件 MCGS和觸摸屏實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)部分是整個(gè)生產(chǎn)的指揮中心，控制儀表與PLC，同時(shí)監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行。上位機(jī)部分實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、輸入生產(chǎn)參數(shù)及用戶參數(shù)、從下位機(jī)讀取信息進(jìn)行監(jiān)控、故障報(bào)警、控制打印機(jī)打印數(shù)據(jù)、貯存數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)觸摸屏數(shù)據(jù)導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)中長(zhǎng)期保存等功能。（2）下位機(jī)控制：由日本三菱 PLC實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌樓的實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、接收上位機(jī)的信息、通過(guò)輸入信號(hào)，經(jīng)邏輯判斷后輸出控制中間繼電器等功能。24V直流電源作為輸出輸入中間繼電器的隔離電源?？刂苾x表與 PLC同聽命于上位機(jī)，其中儀表主要負(fù)責(zé)按配方控制生產(chǎn)，觸發(fā)相應(yīng)中間繼電器動(dòng)作，控制配料過(guò)程；PLC主要負(fù)責(zé)除配料外整個(gè)生產(chǎn)的進(jìn)行。
3 混凝土攪拌樓嵌入式控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)
3.1 操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的選擇
為了實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)在混凝土攪拌樓領(lǐng)域的應(yīng)用，操作系統(tǒng)選用了微軟公司最新推出的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) windows ce.net。它包括了創(chuàng)建一個(gè)基于 windows ce的定制設(shè)備所需的一切，具備完整的操作系統(tǒng)特性和端對(duì)端的開發(fā)環(huán)境，具備強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)能力、強(qiáng)勁的實(shí)時(shí)性和小內(nèi)存體積占用以及豐富的多媒體和 web瀏覽功能。應(yīng)用軟件選擇國(guó)內(nèi)嵌入式組態(tài)軟件的首開先河者――昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司推出的 MCGS嵌入版組態(tài)軟件。MCGS嵌入版組態(tài)軟件是基于 RTOS（real-time multi-tasks operating system）實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。體系結(jié)構(gòu)分為組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，可以在 PC機(jī)上運(yùn)行，用簡(jiǎn)單的模塊化設(shè)計(jì)幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，組態(tài)好的應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)串口或以太網(wǎng)下載到嵌入式操作系統(tǒng) windows ce中實(shí)時(shí)運(yùn)行。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。兩部分互相獨(dú)立又緊密相關(guān)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可靠性高，為用戶創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。
3.2 MCGS組態(tài)軟件開發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控界面
本系統(tǒng)運(yùn)行圖采用了三維動(dòng)畫，適時(shí)模擬運(yùn)行，直觀方便，操作簡(jiǎn)單。配方編輯和生產(chǎn)參數(shù)（落差值、小投值、PLC參數(shù)、儀表參數(shù)）采用對(duì)話框方式出現(xiàn)，對(duì)于數(shù)據(jù)的查看和修改都很方便。生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供了生產(chǎn)日期、用戶名、兩種查詢方式，還有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)備份，其中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以對(duì)耗材的消耗量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。用戶信息可以所有用戶信息進(jìn)行輸入和管理，以備生產(chǎn)時(shí)調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)試可以使用戶對(duì)系統(tǒng)的線路進(jìn)行調(diào)試?；炷翑嚢铇乔度胧娇刂葡到y(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控界面如圖 1所示，用戶可以在此畫面中選擇配方，修改罐容比，生產(chǎn)立方數(shù)及編輯貨單參數(shù)，顯示各機(jī)構(gòu)的執(zhí)行狀態(tài)，控制整個(gè)混凝土攪拌樓的運(yùn)行。
評(píng)論