【正文】 為了解決對多級皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控和自動化控制問題，本設(shè)計以四級皮帶機(jī)為例設(shè)計多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)。 （ 2） 按相應(yīng)步驟輸入、下載并調(diào)試所編寫程序 ?？梢灾付?PLC執(zhí)行有限次的程序掃描 (從 1次掃描至 65 355次掃描 )。 （ 5）驗(yàn)證軟件文件 。amp。amp。} else \\本站點(diǎn) \皮帶 3=0?！敖M態(tài)王 ”提供了 21 種動畫連接方式如 表 2 所示 。 在彈出圖框中 選擇 “ 歐姆龍 PLC”的 “ C系列 ” 的 “ HostLink” 項(xiàng)，單擊 “ 下一步 ” ，彈出 “ 設(shè)備配置向?qū)?” ， 為外部設(shè)備取一個名稱，輸入 新 IO 設(shè)備 ，單擊 “ 下一步 ” ，彈出 “ 設(shè)備配置向?qū)?” ， 為設(shè)備選擇連接串口 COM1，單擊 “ 下一步 ” ，彈出 “ 設(shè)備配置向?qū)?” ， 填寫設(shè)備地址 。這些畫面都是由“組態(tài)王 ”提 供的類型豐富的圖形對象組成的。 圖 7 主程序 梯形圖 當(dāng) 系統(tǒng)啟動后，按下 順流啟動 按鈕 00002， 且有物料 來 時（ 物料檢測開關(guān) 00004 閉合 ） ，順流啟動程序運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)該控制的程序 梯形圖 如 圖 8 所示。逆流啟動時控制原則和順流時完全相同。 0 0 0 0 10 0 0 0 00 0 0 0 20 0 0 0 70 0 0 0 80 0 0 0 90 0 0 0 60 0 0 0 40 0 0 0 50 0 0 0 3++C O M 0 1 0 0 2 0 1 0 0 3 0 1 0 0 40 1 0 0 50 1 0 0 6 0 1 0 0 7 0 1 0 0 8C O M 0 1 0 0 1 KKKKC P M 1 A 2 0 C D R A 一 級 皮 帶 機(jī) 故 障 S B 6 二 級 皮 帶 機(jī) 故 障 S B 7 三 級 皮 帶 機(jī) 故 障 S B 8 四 級 皮 帶 機(jī) 故 障 S B 9 逆 流 啟 動 S B 3 順 流 啟 動 S B 2 系 統(tǒng) 啟 動 按 鈕 S B 1 急 停 按 鈕 S B 02 4 V物 料 檢 測 1 S B 4物 料 檢 測 2 S B 5皮 帶 機(jī) 1 故 障 顯 示皮 帶 機(jī) 2 故 障 顯 示皮 帶 機(jī) 3 故 障 顯 示皮 帶 機(jī) 4 故 障 顯 示A C2 2 0 VRCCRCRCR 圖 5 PLC 外部接線圖 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 12 圖中 CPM1A20CDRAPLC 的 輸入端 電源 為 24V(DC)， 輸出 端電源為交流 220V。本設(shè)計選用整體式結(jié)構(gòu)， 歐 姆 龍基于組態(tài)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 10 公司 CPM1A 系列 PLC。因此， B2 的控制程序中要有一個 B3 運(yùn)行狀態(tài)的信號。 當(dāng)物料從 O1 到達(dá) Nl時，命令 B2 啟動，當(dāng)物料到達(dá) Ml時，如果 B2 啟動不成功， Bl 應(yīng)立即停機(jī)。但是，從膠帶運(yùn)輸工藝的特點(diǎn)可知，當(dāng)“緊急停車” (如事故停車 )后，由于膠帶上載滿物料，重新啟動時必須改為“逆料流啟動”。 系統(tǒng)監(jiān)控界面一般分為三個部分 :總覽部分、現(xiàn)場畫 面 部分和按鈕部分 。 監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 皮帶機(jī)監(jiān)控系 統(tǒng)依據(jù)分散檢測控制、集中監(jiān)控管理的原則，設(shè)計為以工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶、由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)控制系統(tǒng)兩部分組成的高可靠性實(shí)用系統(tǒng) 。 組 態(tài) 王 仿真軟件 特點(diǎn) 組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個組成部分，它是目前國內(nèi)較為流行的通用組態(tài)軟件，具有較好的圖形界面，可以方便地構(gòu)造自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查， PLC 內(nèi)部設(shè)置了一個監(jiān)視定時器 WDT，其定時時間可由用戶設(shè)置為大于用戶程序的掃描周期，PLC 在每個掃描周期的公共處理階段將監(jiān)視定時器復(fù)位。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)信息處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制設(shè)備。 （ 4） 為保障以外發(fā)生時的安全，還要有急停按鈕，當(dāng)急停按鈕按下時所有的電機(jī)立即停止運(yùn)行。 多機(jī)皮帶機(jī)的控制方式也多種多樣，它可以由單片機(jī)， PLC 以及計算機(jī)來控制，由于以 PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性 高、控制功能強(qiáng)大、性價比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動的首選控制裝置。 首先，根據(jù) 控制 要求， 分析控制流程，設(shè)計以 PLC 為核心控制器的 硬件電路， 再 采用歐姆龍 PLC 編寫 程序 ，在 實(shí)驗(yàn)箱 上 進(jìn)行 調(diào)試 ；同時， 通過 上位機(jī) 組態(tài)軟件， 根 據(jù)控制對象和要求 ,建立組態(tài)監(jiān)控界面， 實(shí)現(xiàn)組態(tài)界面與現(xiàn)場數(shù)據(jù) 的實(shí)時通信、交換和顯示， 從而最終 實(shí)現(xiàn) 上位機(jī)組態(tài)軟件 對 下位機(jī) PLC 控制系統(tǒng) 的 實(shí)時 監(jiān)控和管理 ， 完成最終的基于組態(tài)軟件的多機(jī)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計。 本課題 設(shè)計意義 皮帶機(jī) 是皮帶輸送機(jī)的簡稱，也叫帶式輸送機(jī)。當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時， 所有皮帶機(jī)都立即停止運(yùn)行。 與所有小型機(jī)一樣， CPM1A 系列 PLC 采用整體式結(jié)構(gòu)， 內(nèi)部由基本單元、電源、系統(tǒng)程序區(qū)、用戶程序區(qū)、輸入 /輸出接口、 I/O 擴(kuò)展單元、編程器接口及其它外部設(shè)備組成。為“ 1”狀態(tài)時，對應(yīng)的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 （ 5）控件 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 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。 監(jiān)控界面的設(shè)計首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，同時界面要友好，形象逼真，便于操作管理。如果參加連鎖的膠帶機(jī)數(shù)量較多，則系統(tǒng)的啟動時間有時長達(dá)幾十分鐘，此時設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)，造成機(jī)械磨損和能源損耗。 綜上所述，“順流啟動”控制方式的關(guān)鍵是相鄰膠帶之間的關(guān)系。也就是說，在物料到達(dá) M1 點(diǎn) (而不是 N1 點(diǎn) )時， B2 就開始啟動。另外 A、 B 應(yīng)從膠帶機(jī)的長度、運(yùn)行速度及電機(jī)啟動時間 等參數(shù)統(tǒng)籌考慮，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性 [6]。其他電動閥門在本設(shè)計的其他地方再做詳細(xì)介紹。 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。 為了保障系統(tǒng)安全，程序中設(shè)計了急停按鈕 00000，只要任意以及皮帶機(jī)故障報警，就可以按下急停按鈕使整個系統(tǒng)停止運(yùn)行。系統(tǒng)會彈出對話框，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；定義的工程信息會出現(xiàn)在工程管理器的信息表格中。 定義 I/O設(shè)備的具體步驟如下 。 其它數(shù)據(jù)庫可根據(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。 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。 \\本站點(diǎn) \順流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度二 =\\本站 點(diǎn) \角度二 +12。 \\本站點(diǎn) \逆流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度二 =\\本站點(diǎn) \角度二 12。 （ 2）尋找程序中的錯誤 :尋找程序中隱藏有可能導(dǎo)致失控的錯誤。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)信息不會消失，因此可以查看此信息，進(jìn)而監(jiān)控程序。如果在運(yùn)行時 ，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。 基于組態(tài)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 24 結(jié)束語 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)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。 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)計和監(jiān)控已成為工業(yè)自動控制領(lǐng)域一個必然的趨勢。 （ 5）在軟件調(diào)試時，尤其要注意 PLC 界面和組態(tài)界面只能運(yùn)行其中一個，因?yàn)槎吖餐褂糜嬎銠C(jī)主機(jī)的唯一串口 。 ● 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。 當(dāng) 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(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。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 4==1 amp。} if(\\本站點(diǎn) \皮帶 4==1 amp。 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。雙擊圖形某 — 對象，可彈出“動畫連接”對話框，用鼠標(biāo)單擊“填充”按鈕，彈出對話框。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把 IO變量連結(jié)到這臺設(shè)備上 ， 就可以和組態(tài)王 交換數(shù)據(jù)了。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)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 16 王畫面開發(fā)系統(tǒng) [11]。 組態(tài)軟件的設(shè)計 對于多級皮帶機(jī)的雙向啟動控制系統(tǒng)來說，組態(tài)設(shè)計是非常重要的一步。在本設(shè)計中，我們用四個個熱繼電器 FR1FR4 來實(shí)現(xiàn)故障報警及處理。 一般取 R:、 100～ 120Ω ；C： 。 I/0 點(diǎn)數(shù) 也 應(yīng)留有適當(dāng) 的裕量。很顯然 B2與 B3 在“啟動”與“運(yùn)行”兩種工作狀態(tài)下，其控制原則恰是相反的。根據(jù)上述，為量化物理過程，有必要引入 兩個定義。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) 硬件設(shè)計 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)。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。 （ 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。 （ 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。第一部分是上電處理。 SYSMAC C系列 PLC 產(chǎn)品以其良好的性能價格比被廣泛地應(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)品在日本其銷量僅次于三菱，居第二位，在我國也是應(yīng)用基于組態(tài)軟件的多級皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 3 非常廣泛的 PLC 之一。 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)國民經(jīng)濟(jì)的需要。 belt conveyor?；诮M態(tài)的自動化控制系統(tǒng) 人機(jī)對話界面簡單明了，宜于操作，實(shí)時性好，開發(fā)周期短，便于修改、擴(kuò)充、升級。 控制要求 如下 ： （ 1）某一生產(chǎn)線由四級皮帶運(yùn)輸機(jī)組成，四級皮帶機(jī)分別由分別 M1,M2,M3,M4 四臺電動機(jī)拖動，有順流啟動和逆流啟動兩種啟動控制方式，并且這兩種控制程序可以隨時切換。在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型 PLC 機(jī)要比大、中型機(jī)的應(yīng)用更廣泛。根據(jù)梯形圖程序掃描原則， PLC 按先左后右、先上后下的順序逐句掃描。 ● 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。 ● 可視化動畫連接向?qū)? （ 3）報警和事件系統(tǒng) 組態(tài)王 報警系統(tǒng)全新改版，具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。 （ 2）下位機(jī)控制系統(tǒng) 下位機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時采集現(xiàn)場設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，同時接受上位機(jī)發(fā)出的流程控制命令對各生產(chǎn)設(shè)備按工藝流程要求進(jìn)行有效控制。 另外帶式輸送機(jī) 具有輸送距離長、運(yùn)量大、連續(xù)輸送 、 結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng) 、 運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動化和集中化控制等優(yōu)點(diǎn) ，現(xiàn)已被 廣泛地應(yīng)用在冶金 、煤炭、交通、水電、化工等部門 。 B 1 * L 1 A 1 * L 1B 3 * L 3 A 3 * L 30 1 B 1N 1 M 10 2N 2M 2A 2 * L 2B 2 * L 20 3N 3M 3 B 2 B 3 B 4 B n 料 流 方 向 圖 3 多機(jī)皮帶機(jī)工藝 流程圖 （ 2）系統(tǒng)處于正常運(yùn)行中，如果其中一臺膠帶機(jī)突然停機(jī)，逆料流方向，其上部膠帶機(jī)應(yīng)立即停車，其下部膠帶機(jī)可繼續(xù)運(yùn)行。V1 為 Bl 的運(yùn)行速度 。V2 為 B2 的速度 。 L 0L 1L 2F U 1 Q S K M 1 K M 2