【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)自己控制對象和控制目的任意組太， 實現(xiàn) 組態(tài)界面 與 現(xiàn)場數(shù)據(jù) 的實時通信、交換和顯示 ，從而最終實現(xiàn) 對現(xiàn)場 情況 的 實時 監(jiān) 控和管理 ， 完成最終的自動化控制工程。 所以開展皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)的研究，是提高工業(yè) 生產過程自動化水平和經(jīng)濟效益，適應生產發(fā)展的需要，也是促進國民經(jīng)濟的需要。 （ 2）順流啟動時，當有料進入皮帶機后通 過一號皮帶機上的物料檢測 傳感器 1 讓皮帶機運行，并按照 M1→ M2→ M3→ M4 的順序啟動，間隔時間均為 3 秒鐘。 SYSMAC C系列 PLC 產品以其良好的性能價格比被廣泛地應用于化學工業(yè)、食品加工、材料處理和工業(yè)控制過程等領域，其產品在日本其銷量僅次于三菱，居第二位，在我國也是應用基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 3 非常廣泛的 PLC 之一。在電氣設備的控制應用方面，一般采用小型PLC 機都能夠滿足需求。第一部分是上電處理。程序執(zhí)行時，若沒有跳轉和中斷指令， CPU 從第一條開始，逐條順序的執(zhí)行，直到遇到結束指令。 （ 3） PLC 的主要特點 ● 可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。 （ 1）工程管理 對于系統(tǒng)集成商和用戶來說，一個系統(tǒng)開發(fā)人員可能保存有很多個組態(tài)王工程，對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)王分布式報警管理提供多種報警管理功能。作為設備控制層的下位機控制系統(tǒng)，主要是可編程控制器，與現(xiàn)場電氣設備和執(zhí) 行機構直接連接，執(zhí)行可靠、 有效、具體的分散控制。下位機控制系統(tǒng)的主要控制對象為皮帶輸送機 （本設計 以四級皮帶機為控制對象）。 3 系統(tǒng) 硬件設計 皮帶輸送機 工作原理 皮帶輸 送機又稱膠帶輸送機， 也 稱 帶式輸送機 (belt conveyer)。 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 8 多級皮帶機系統(tǒng)雙向啟動控制原理 在礦山膠帶運輸系統(tǒng)中，其連鎖控制大都采用“逆流啟動”的方式。但是， PLC 具有“可編程序”的功能，使得“順流啟動”這一難題迎 刃而解。 （ 3）系統(tǒng)正常停機的程序是按料流方向依次延時停機，以保證停機后膠帶機空載。根據(jù)上述，為量化物理過程，有必要引入 兩個定義。A 為系數(shù)，取值 一 。很顯然 B2與 B3 在“啟動”與“運行”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 點數(shù) 也 應留有適當 的裕量。 FR1， FR2， FR3， FR4為起過載保護作用的熱繼電器，用于物料傳輸過程中當皮帶傳輸機過載時斷開主電路。 一般取 R:、 100～ 120Ω ；C： 。比如用皮帶傳輸送料電動機用于 帶動皮帶機 傳輸物料、用 物料檢測傳感器來控制皮帶機的啟動與停止 等。在本設計中，我們用四個個熱繼電器 FR1FR4 來實現(xiàn)故障報警及處理。 （ 2）審核上述分析設計是否能滿足系統(tǒng)規(guī)定的功能要求。 組態(tài)軟件的設計 對于多級皮帶機的雙向啟動控制系統(tǒng)來說，組態(tài)設計是非常重要的一步。彈出“新建工程向導之三對話框”， 在工程名稱文本框中輸入工程的名稱 “多機皮帶機 ” ，工程名稱長度應小于 32 個字節(jié)，工程描述長度應小于 40個字 節(jié)。在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如“多機皮帶機雙向啟動控制系統(tǒng) ” ，其它屬性目前不用更改， 點擊“確定”按鈕進入內嵌的組態(tài)基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 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)庫變量時，只要把 IO變量連結到這臺設備上 ， 就可以和組態(tài)王 交換數(shù)據(jù)了。 此對話框可對數(shù)據(jù)變量完成定義、修改等操作，以及數(shù)據(jù)庫的管理工作。雙擊圖形某 — 對象，可彈出“動畫連接”對話框，用鼠標單擊“填充”按鈕，彈出對話框。 if(\\本站 點 \順啟 M1==1 || \\本站點 \逆啟 M1==1) {\\本站點 \皮帶 1=1。 if(\\本站點 \順啟 M1==1 || \\本站點 \順啟 M2==1 || \\本站點 \順啟 M3==1 || \\本站點 \順啟 M4==1)\\本站點 \順流 =1。} if(\\本站點 \皮帶 2==1 amp。} if(\\本站點 \皮帶 4==1 amp。} if(\\本站點 \皮帶 2==1 amp。} if(\\本站點 \皮帶 4==1 amp。在此過程中，軟件測試的重要性正逐漸被人們所認識，現(xiàn)在軟件測試成本在整個軟件開發(fā)成本中已占有很高的比重。 當 PLC處于停止模式時，可利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)查看操作數(shù)的當前值，也可以利用圖狀態(tài)或程序狀態(tài)強迫數(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)值或寫入和強迫輸出，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從停止模式轉變成運行模式。 ● 程序保存 選擇“文件”菜單中的“設置密碼” ，打開用密碼保護本窗口，在“密碼”及“驗證”框中輸入相應的密碼和驗證碼即可。包括四個帶動皮帶機運行的電動機，也顯示紅色，處于停止狀態(tài)。 （ 5）在軟件調試時，尤其要注意 PLC 界面和組態(tài)界面只能運行其中一個，因為二者共同使用計算機主機的唯一串口 。 圖 16 系統(tǒng) 故障 時 運行畫面 該系統(tǒng)經(jīng)實驗證明可以滿足本設計的控制要求。 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 相結合 進行標準設計和監(jiān)控已成為工業(yè)自動控制領域一個必然的趨勢。另外，由于實驗室模擬設備的局限性，本設計中對于皮帶機的故障問題沒有做出很詳細的處理措施，但在實際中是必然存在的，這些都需要進一步改進。 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 24 結束語 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用， 人們對自動化監(jiān)控系統(tǒng) 的人性化互動與系統(tǒng)定義要求 也 越來越高。 可在模擬試驗箱上通過相應的按鈕開關控制系統(tǒng)也可直接基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 22 用組態(tài)界面上的相應開關 按鈕來控制，從而可清晰的看到 的模擬效果 [17]。如果在運行時 ，運行狀態(tài)不能按照實際工藝要求進行運行，我們可以通過修改相應硬件或軟件來逐漸完善設計。選擇“文件”菜單中的“保存”選項，之后選擇“退出”選項，在出現(xiàn)的項目保存框中選擇“是”即可 [15]。由于 PLC只執(zhí)行一次掃描，與第一掃描邏輯相關的狀態(tài)信息不會消失，因此可以查看此信息，進而監(jiān)控程序。如果想觀察程序狀態(tài)的連續(xù)更新，需將 PLC轉回運行模式。 （ 2）尋找程序中的錯誤 :尋找程序中隱藏有可能導致失控的錯誤。 \\本站點 \逆流 ==1) {\\本站點 \角度四 =\\本站點 \角度四 12。 \\本站點 \逆流 ==1) {\\本站點 \角度二 =\\本站點 \角度二 12。 \\本站點 \順流 ==1) {\\本站點 \角 度四 =\\本站點 \角度一 +12。 \\本站點 \順流 ==1) {\\本站點 \角度二 =\\本站 點 \角度二 +12。 if(\\本站點 \逆啟 M1==1 || \\本站點 \逆啟 M2==1 || \\本站點 \逆啟 M3==1 || \\本站點 \逆啟 M4==1)\\本站點 \逆流 =1。 if(\\本站點 \順啟 M2==1 || \\本站點 \逆啟 M2==1) {\\本站點 \皮帶 2=1。為了讓圖形動起來，需要使該變量能夠動態(tài)變化，選擇“編輯 \畫面屬性”菜單命令，彈出對話框。 其它數(shù)據(jù)庫可根據(jù)以上方法一一構造 ，且采集頻率都設為“ 100ms”； 讀寫屬性 可根據(jù)實際情況選擇。 在 TouchVew 運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。 定義 I/O設備的具體步驟如下 。 選擇“文件 \全部存”命令保存現(xiàn)有畫面。系統(tǒng)會彈出對話框，詢問用戶是否將新建工程設為當前工程， 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前工程，如果要將該工程設為新建工程，還要執(zhí)行“文件 \設為當前工程”命令；定義的工程信息會出現(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，程序中設計了急停按鈕 00000，只要任意以及皮帶機故障報警，就可以按下急停按鈕使整個系統(tǒng)停止運行。 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 13 B 2 啟 動B 2 故 障 ？B 2 運 行系 統(tǒng) 停 止 N系 統(tǒng) 啟 動B 1 故 障 ？YB 1 運 行B 3 啟 動B 3 故 障 ？B 3 運 行 NB 4 故 障 ？B 4 運 行B 1 啟 動YNNYYYB 4 停 止B 3 停 止B 2 停 止逆 流 啟 動YNN順 流 啟 動 ?物 料 感 應 ？B 1 啟 動延 時 T Y延 時 T Y延 時 T YB 4 啟 動延 時 T Y延 時 T Y延 時 T YB 1 停 止 圖 6 四級皮帶機控制原理流程圖 I/O 信號的分析與 PLC 梯形圖 設計 PLC 的工作環(huán)境是工業(yè)現(xiàn)場，工業(yè)現(xiàn)場的檢測信號（如：物料檢測信號、故障信號等） 多種多樣，有模擬量（如物料、皮帶機）， 也有開關量 ， PLC 就以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 14 為對被控對象進行控制的源信息。 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合途徑來實現(xiàn)。其他電動閥門在本設計的其他地方再做詳細介紹。根據(jù)被控 對 象的 輸 入信 號 和 輸 出信 號 的 總點數(shù) ，并考 慮 到今后的 調整和擴 充，通常 I/O 點數(shù) 按 實際 需要的 10%15%考慮備用量。另外 A、 B 應從膠帶機的長度、運行速度及電機啟動時間 等參數(shù)統(tǒng)籌考慮，以保證系統(tǒng)運行的可靠性 [6]。因此，在這段時間內發(fā)出一個信號允許 B2 運行。也就是說，在物料到達 M1 點 (而不是 N1 點 )時， B2 就開始啟動。因此，必須取一個代表“料流”的信號作為動信號。 綜上所述，“順流啟動”控制方式的關鍵是相鄰膠帶之間的關系。四級皮帶運輸系統(tǒng)的工藝流程如圖 3 所示。如果參加連鎖的膠帶機數(shù)量較多，則系統(tǒng)的啟動時間有時長達幾十分鐘，此時設備空運轉，造成機械磨損和能源損耗。 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)控界面的設計首先應滿足生產工藝流程的要求，同時界面要友好，形象逼真，便于操作管理。上位機通過與下位 機 PLC 通信實時獲取監(jiān)控對象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在上位機屏幕上，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 的用戶程序對數(shù)據(jù)進行運算處理后再通過執(zhí)行器驅動對應監(jiān)控對象 的電機、電磁閥等工作，完成現(xiàn)場設備的控制過程。 （ 5）控件 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機 PLC 控制系統(tǒng)設計 6 組態(tài)王 支持 Windows 標準的 Active X 控件（主要為可視控件），包括 Microsoft提 供的標準 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，資料詞典的導入導出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運行環(huán)境等。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 ● 配套齊全，功能完善，適用性強 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形 成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品。為“ 1”狀態(tài)時，對應的線圈通電，其常開觸點閉合，常