【正文】 es configuration control interface through the configuration software of upper unit, realizes the realtime munication, exchanging and displaying of the configuration interface with field data , achieves the upper units configuration software realtime monitoring and management for the lower PLC control system, finishes the PLC Control System design of multistage belt conveyor based on configuration software finally. Key words: Omron PLC。 belt conveyor。 并且它 能夠很好的解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己控制對(duì)象和控制目的任意組太， 實(shí)現(xiàn) 組態(tài)界面 與 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)通信、交換和顯示 ，從而最終實(shí)現(xiàn) 對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 情況 的 實(shí)時(shí) 監(jiān) 控和管理 ， 完成最終的自動(dòng)化控制工程。 所以開展皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研究，是提高工業(yè) 生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，也是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要。 （ 2）順流啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)有料進(jìn)入皮帶機(jī)后通 過一號(hào)皮帶機(jī)上的物料檢測(cè) 傳感器 1 讓皮帶機(jī)運(yùn)行，并按照 M1→ M2→ M3→ M4 的順序啟動(dòng)，間隔時(shí)間均為 3 秒鐘。 SYSMAC C系列 PLC 產(chǎn)品以其良好的性能價(jià)格比被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品加工、材料處理和工業(yè)控制過程等領(lǐng)域，其產(chǎn)品在日本其銷量?jī)H次于三菱，居第二位，在我國(guó)也是應(yīng)用基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 非常廣泛的 PLC 之一。在電氣設(shè)備的控制應(yīng)用方面，一般采用小型PLC 機(jī)都能夠滿足需求。第一部分是上電處理。程序執(zhí)行時(shí)，若沒有跳轉(zhuǎn)和中斷指令， CPU 從第一條開始，逐條順序的執(zhí)行，直到遇到結(jié)束指令。 （ 3） PLC 的主要特點(diǎn) ● 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。 （ 1）工程管理 對(duì)于系統(tǒng)集成商和用戶來說，一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)人員可能保存有很多個(gè)組態(tài)王工程，對(duì)于這些工程的集中管理以及新開發(fā)工程中的工程備份等都是 比較煩瑣的事情。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。作為設(shè)備控制層的下位機(jī)控制系統(tǒng)，主要是可編程控制器，與現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備和執(zhí) 行機(jī)構(gòu)直接連接，執(zhí)行可靠、 有效、具體的分散控制。下位機(jī)控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象為皮帶輸送機(jī) （本設(shè)計(jì) 以四級(jí)皮帶機(jī)為控制對(duì)象）。 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 皮帶輸送機(jī) 工作原理 皮帶輸 送機(jī)又稱膠帶輸送機(jī)， 也 稱 帶式輸送機(jī) (belt conveyer)。 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 多級(jí)皮帶機(jī)系統(tǒng)雙向啟動(dòng)控制原理 在礦山膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中，其連鎖控制大都采用“逆流啟動(dòng)”的方式。但是， PLC 具有“可編程序”的功能，使得“順流啟動(dòng)”這一難題迎 刃而解。 （ 3）系統(tǒng)正常停機(jī)的程序是按料流方向依次延時(shí)停機(jī)，以保證停機(jī)后膠帶機(jī)空載。根據(jù)上述，為量化物理過程，有必要引入 兩個(gè)定義。A 為系數(shù)，取值 一 。很顯然 B2與 B3 在“啟動(dòng)”與“運(yùn)行”兩種工作狀態(tài)下，其控制原則恰是相反的。B 為系數(shù)，取值 一 。 I/0 點(diǎn)數(shù) 也 應(yīng)留有適當(dāng) 的裕量。 FR1， FR2， FR3， FR4為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于物料傳輸過程中當(dāng)皮帶傳輸機(jī)過載時(shí)斷開主電路。 一般取 R:、 100～ 120Ω ；C： 。比如用皮帶傳輸送料電動(dòng)機(jī)用于 帶動(dòng)皮帶機(jī) 傳輸物料、用 物料檢測(cè)傳感器來控制皮帶機(jī)的啟動(dòng)與停止 等。在本設(shè)計(jì)中，我們用四個(gè)個(gè)熱繼電器 FR1FR4 來實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警及處理。 （ 2）審核上述分析設(shè)計(jì)是否能滿足系統(tǒng)規(guī)定的功能要求。 組態(tài)軟件的設(shè)計(jì) 對(duì)于多級(jí)皮帶機(jī)的雙向啟動(dòng)控制系統(tǒng)來說，組態(tài)設(shè)計(jì)是非常重要的一步。彈出“新建工程向?qū)е龑?duì)話框”， 在工程名稱文本框中輸入工程的名稱 “多機(jī)皮帶機(jī) ” ，工程名稱長(zhǎng)度應(yīng)小于 32 個(gè)字節(jié)，工程描述長(zhǎng)度應(yīng)小于 40個(gè)字 節(jié)。在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如“多機(jī)皮帶機(jī)雙向啟動(dòng)控制系統(tǒng) ” ，其它屬性目前不用更改， 點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入內(nèi)嵌的組態(tài)基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 王畫面開發(fā)系統(tǒng) [11]。 CPM1A 系列 PLC可以 通過 PLC 為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。在定義數(shù)據(jù)庫(kù)變量時(shí)，只要把 IO變量連結(jié)到這臺(tái)設(shè)備上 ， 就可以和組態(tài)王 交換數(shù)據(jù)了。 此對(duì)話框可對(duì)數(shù)據(jù)變量完成定義、修改等操作，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工作。雙擊圖形某 — 對(duì)象，可彈出“動(dòng)畫連接”對(duì)話框，用鼠標(biāo)單擊“填充”按鈕，彈出對(duì)話框。 if(\\本站 點(diǎn) \順啟 M1==1 || \\本站點(diǎn) \逆啟 M1==1) {\\本站點(diǎn) \皮帶 1=1。 if(\\本站點(diǎn) \順啟 M1==1 || \\本站點(diǎn) \順啟 M2==1 || \\本站點(diǎn) \順啟 M3==1 || \\本站點(diǎn) \順啟 M4==1)\\本站點(diǎn) \順流 =1。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 2==1 amp。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 4==1 amp。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 2==1 amp。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 4==1 amp。在此過程中，軟件測(cè)試的重要性正逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在軟件測(cè)試成本在整個(gè)軟件開發(fā)成本中已占有很高的比重。 當(dāng) PLC處于停止模式時(shí)，可利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)查看操作數(shù)的當(dāng)前值，也可以利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)強(qiáng)迫數(shù)值 (此操作只在梯形圖和功能塊圖程序狀態(tài)中使 用 )，還可以利用圖狀態(tài)寫入數(shù)值或?qū)懭牒蛷?qiáng)迫輸出，執(zhí)行有限數(shù)目的掃描，通過狀態(tài)圖或程序狀態(tài)查看影響。由于 PLC執(zhí)行的速度很快，從程序狀態(tài)很難監(jiān)控到此位的變化，因此可以使用“單次掃描”命令，它使 PLC從停止模式轉(zhuǎn)變成運(yùn)行模式。 ● 程序保存 選擇“文件”菜單中的“設(shè)置密碼” ，打開用密碼保護(hù)本窗口，在“密碼”及“驗(yàn)證”框中輸入相應(yīng)的密碼和驗(yàn)證碼即可。包括四個(gè)帶動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，也顯示紅色，處于停止?fàn)顟B(tài)。 （ 5）在軟件調(diào)試時(shí)，尤其要注意 PLC 界面和組態(tài)界面只能運(yùn)行其中一個(gè)，因?yàn)槎吖餐褂糜?jì)算機(jī)主機(jī)的唯一串口 。 圖 16 系統(tǒng) 故障 時(shí) 運(yùn)行畫面 該系統(tǒng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明可以滿足本設(shè)計(jì)的控制要求。 并且它能夠很好的解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題， 采用工控組態(tài)軟件 和PLC 相結(jié)合 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和監(jiān)控已成為工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域一個(gè)必然的趨勢(shì)。另外，由于實(shí)驗(yàn)室模擬設(shè)備的局限性，本設(shè)計(jì)中對(duì)于皮帶機(jī)的故障問題沒有做出很詳細(xì)的處理措施，但在實(shí)際中是必然存在的，這些都需要進(jìn)一步改進(jìn)。 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 結(jié)束語(yǔ) 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 人們對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 的人性化互動(dòng)與系統(tǒng)定義要求 也 越來越高。 可在模擬試驗(yàn)箱上通過相應(yīng)的按鈕開關(guān)控制系統(tǒng)也可直接基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 用組態(tài)界面上的相應(yīng)開關(guān) 按鈕來控制，從而可清晰的看到 的模擬效果 [17]。如果在運(yùn)行時(shí) ，運(yùn)行狀態(tài)不能按照實(shí)際工藝要求進(jìn)行運(yùn)行，我們可以通過修改相應(yīng)硬件或軟件來逐漸完善設(shè)計(jì)。選擇“文件”菜單中的“保存”選項(xiàng)，之后選擇“退出”選項(xiàng)，在出現(xiàn)的項(xiàng)目保存框中選擇“是”即可 [15]。由于 PLC只執(zhí)行一次掃描，與第一掃描邏輯相關(guān)的狀態(tài)信息不會(huì)消失，因此可以查看此信息，進(jìn)而監(jiān)控程序。如果想觀察程序狀態(tài)的連續(xù)更新，需將 PLC轉(zhuǎn)回運(yùn)行模式。 （ 2）尋找程序中的錯(cuò)誤 :尋找程序中隱藏有可能導(dǎo)致失控的錯(cuò)誤。 \\本站點(diǎn) \逆流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度四 =\\本站點(diǎn) \角度四 12。 \\本站點(diǎn) \逆流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度二 =\\本站點(diǎn) \角度二 12。 \\本站點(diǎn) \順流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角 度四 =\\本站點(diǎn) \角度一 +12。 \\本站點(diǎn) \順流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度二 =\\本站 點(diǎn) \角度二 +12。 if(\\本站點(diǎn) \逆啟 M1==1 || \\本站點(diǎn) \逆啟 M2==1 || \\本站點(diǎn) \逆啟 M3==1 || \\本站點(diǎn) \逆啟 M4==1)\\本站點(diǎn) \逆流 =1。 if(\\本站點(diǎn) \順啟 M2==1 || \\本站點(diǎn) \逆啟 M2==1) {\\本站點(diǎn) \皮帶 2=1。為了讓圖形動(dòng)起來，需要使該變量能夠動(dòng)態(tài)變化，選擇“編輯 \畫面屬性”菜單命令，彈出對(duì)話框。 其它數(shù)據(jù)庫(kù)可根據(jù)以上方法一一構(gòu)造 ，且采集頻率都設(shè)為“ 100ms”； 讀寫屬性 可根據(jù)實(shí)際情況選擇。 在 TouchVew 運(yùn)行時(shí)，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值。 定義 I/O設(shè)備的具體步驟如下 。 選擇“文件 \全部存”命令保存現(xiàn)有畫面。系統(tǒng)會(huì)彈出對(duì)話框，詢問用戶是否將新建工程設(shè)為當(dāng)前工程， 在彈出圖框中 單擊“否”按鈕，則新建工程不是工程管理器的當(dāng)前工程，如果要將該工程設(shè)為新建工程，還要執(zhí)行“文件 \設(shè)為當(dāng)前工程”命令；定義的工程信息會(huì)出現(xiàn)在工程管理器的信息表格中。 （ 1）建立組態(tài)王新工程 要建立新的組態(tài)王工程，首先為工程指定工作目錄（或稱“工程路徑”）。 為了保障系統(tǒng)安全，程序中設(shè)計(jì)了急停按鈕 00000，只要任意以及皮帶機(jī)故障報(bào)警，就可以按下急停按鈕使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 B 2 啟 動(dòng)B 2 故 障 ？B 2 運(yùn) 行系 統(tǒng) 停 止 N系 統(tǒng) 啟 動(dòng)B 1 故 障 ？YB 1 運(yùn) 行B 3 啟 動(dòng)B 3 故 障 ？B 3 運(yùn) 行 NB 4 故 障 ？B 4 運(yùn) 行B 1 啟 動(dòng)YNNYYYB 4 停 止B 3 停 止B 2 停 止逆 流 啟 動(dòng)YNN順 流 啟 動(dòng) ?物 料 感 應(yīng) ？B 1 啟 動(dòng)延 時(shí) T Y延 時(shí) T Y延 時(shí) T YB 4 啟 動(dòng)延 時(shí) T Y延 時(shí) T Y延 時(shí) T YB 1 停 止 圖 6 四級(jí)皮帶機(jī)控制原理流程圖 I/O 信號(hào)的分析與 PLC 梯形圖 設(shè)計(jì) PLC 的工作環(huán)境是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)信號(hào)（如：物料檢測(cè)信號(hào)、故障信號(hào)等） 多種多樣，有模擬量（如物料、皮帶機(jī)）， 也有開關(guān)量 ， PLC 就以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 為對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的源信息。 該控制系統(tǒng)的工作原理在前面已介紹過，具體 控制原 理的流程圖如 圖 6所示。對(duì)于控制系統(tǒng)的整體功能要求，可以通過硬件途徑、軟件途徑或者軟硬件結(jié)合途徑來實(shí)現(xiàn)。其他電動(dòng)閥門在本設(shè)計(jì)的其他地方再做詳細(xì)介紹。根據(jù)被控 對(duì) 象的 輸 入信 號(hào) 和 輸 出信 號(hào) 的 總點(diǎn)數(shù) ，并考 慮 到今后的 調(diào)整和擴(kuò) 充，通常 I/O 點(diǎn)數(shù) 按 實(shí)際 需要的 10%15%考慮備用量。另外 A、 B 應(yīng)從膠帶機(jī)的長(zhǎng)度、運(yùn)行速度及電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間 等參數(shù)統(tǒng)籌考慮，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性 [6]。因此，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出一個(gè)信號(hào)允許 B2 運(yùn)行。也就是說，在物料到達(dá) M1 點(diǎn) (而不是 N1 點(diǎn) )時(shí)， B2 就開始啟動(dòng)。因此，必須取一個(gè)代表“料流”的信號(hào)作為動(dòng)信號(hào)。 綜上所述，“順流啟動(dòng)”控制方式的關(guān)鍵是相鄰膠帶之間的關(guān)系。四級(jí)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的工藝流程如圖 3 所示。如果參加連鎖的膠帶機(jī)數(shù)量較多，則系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間有時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘，此時(shí)設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)，造成機(jī)械磨損和能源損耗。 目前輸送帶除了橡膠帶外，還有其他材料的輸送帶 (如 PVC、 PU、特氟龍、尼龍帶等 )。 監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，同時(shí)界面要友好，形象逼真，便于操作管理。上位機(jī)通過與下位 機(jī) PLC 通信實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在上位機(jī)屏幕上，另一方面按照工藝流程要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送入 PLC 的輸出模塊，按 PLC 的用戶程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后再通過執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)監(jiān)控對(duì)象 的電機(jī)、電磁閥等工作，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制過程。 （ 5）控件 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 組態(tài)王 支持 Windows 標(biāo)準(zhǔn)的 Active X 控件（主要為可視控件），包括 Microsoft提 供的標(biāo)準(zhǔn) Active X 控件和用戶自制的 Active X 控件。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對(duì)工 程重命名，搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，資料詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 ● 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形 成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。為“ 1”狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，常