【正文】 可以根據(jù)需要自動噴淋以便在礦石過熱時給礦石清潔降溫。本皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實際上是一個由集中監(jiān)控層和設(shè)備控制層構(gòu)成的二級集散控制系統(tǒng)。在監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程中，下位PLC通過傳感器采集監(jiān)控對象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，采集到的信號由屏蔽信號電纜從現(xiàn)場傳送到PLC控制柜的接線端子板上，再經(jīng)由中間繼電器中轉(zhuǎn)送入PLC的輸入模塊，完成現(xiàn)場信號的采集過程；上位機(jī)通過與下位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(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)行運算處理后再通過執(zhí)行器驅(qū)動對應(yīng)監(jiān)控對象的電機(jī)、電磁閥等工作，完成現(xiàn)場設(shè)備的控制過程[3]。圖1 監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理圖 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)由一臺工業(yè)用觸摸屏構(gòu)成，用于取代傳統(tǒng)的控制面板和顯示儀器，實現(xiàn)對皮帶輸送機(jī)B1B4控制及其相關(guān)輔助設(shè)備的現(xiàn)場實時監(jiān)控。 下位機(jī)控制系統(tǒng)下位機(jī)控制系統(tǒng)實時采集現(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。 監(jiān)控界面設(shè)計監(jiān)控界面是整個監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分，是系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控的主要人機(jī)接口(HMI)，監(jiān)控界面的友好程度是衡量監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。由于皮帶機(jī)的生產(chǎn)規(guī)模大，生產(chǎn)線長，需要監(jiān)控的大型設(shè)備多，所以監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)全局生產(chǎn)的實時監(jiān)控就必須按照現(xiàn)場設(shè)備的物理位置和功能特點設(shè)計多個監(jiān)控界面。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。3 歐姆龍PLC簡介 PLC一般結(jié)構(gòu)其基本組成部分大致采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM和輸入、輸出接口電路等，其內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。PLC組成部分如圖2所示。I/O區(qū)的寄存器可直接和外部輸入、輸出端子傳遞信息。不同機(jī)型的PLC配備不同的I/O點，一般小型的PLC其主機(jī)有幾十個I/O點。在PLC中常習(xí)慣稱它們?yōu)椤拜o助繼電器”。歐姆龍CPM2AH可編程序控制器的寄存器范圍，如表1。歐姆龍公司的CPM系列PLC成本低由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本；高速率PLC能夠提供高速的傳輸并且在線PLC屬于“即插即用”，不用煩瑣的撥號過程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)，使用非常便捷。人機(jī)界面使在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的結(jié)合文字、按鈕、圖像、數(shù)字等來處理完成監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕，隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，使用人機(jī)界面使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時也降低了生產(chǎn)的成本。MT500系列觸摸屏使專門面向PLC應(yīng)用的，它不同于一些簡單的儀表式或其他的一些簡單的控制PLC的設(shè)備，其功能非常強(qiáng)大，使用方便。（1）PC機(jī)和PLC的通訊雙方通訊的前提就是必須首先對通訊串口設(shè)置相同的數(shù)據(jù)位，起始位，結(jié)束位，波特率和奇偶校驗。利用一臺PC機(jī)RS232串行端口COM1和COM2進(jìn)行調(diào)試，把RS232通訊線的一端接在PLC的RS232接口上，發(fā)送正確的通訊指令，檢測是否得到正確的PLC響應(yīng)[4]。（3）向PLC發(fā)送命令幀PLC和PC機(jī)的通訊能順利進(jìn)行的基礎(chǔ)上，發(fā)送正確通訊命令幀給PLC，分析處理反饋回來的代碼信息，得到PLC各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)[7]。 通訊與監(jiān)控系統(tǒng)的功能通訊與監(jiān)控系統(tǒng)模塊的主界面如圖3所示，在菜單[編輯]中選擇[系統(tǒng)參數(shù)]項，將出現(xiàn)以下對話框：圖3 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置可以分別對[PLC設(shè)置]、[一般]、[指示燈]、[安全等級]、[編輯器]、[硬件]進(jìn)行設(shè)置。該系統(tǒng)模塊有以下幾項功能：PC機(jī)與歐姆龍CPM系列PLC通訊功能的實現(xiàn)、I/O點、數(shù)據(jù)寄存器、中間繼電器等PLC內(nèi)部寄存器的監(jiān)控功能的實現(xiàn)。 歐姆龍CPM2AH系列PLC的通訊協(xié)議通訊協(xié)議就是通訊雙方就如何交換信息所建立的一些規(guī)定和過程。上位機(jī)連接系統(tǒng)即HOSTLINK系統(tǒng)是一種即優(yōu)化又經(jīng)濟(jì)的通訊方式，它適合一臺上位機(jī)與一臺或多臺PLC進(jìn)行鏈接。其編程口通訊協(xié)議命令如表2所示：表2 歐姆龍通信協(xié)議命令識別碼PLC的工作模式命令運行監(jiān)視編程RR有效有效有效讀出輸入/輸出/內(nèi)部輔助/特殊輔助繼電器區(qū)RL有效有效有效讀出鏈接繼電器（LR）區(qū)RH有效有效有效讀出保持繼電器（HR）區(qū)RC有效有效有效讀出定時器/計數(shù)器當(dāng)前值區(qū)RG有效有效有效讀出定時器/計數(shù)器狀態(tài)值RD有效有效有效讀出數(shù)據(jù)內(nèi)存（DM）區(qū)RJ有效有效有效讀出輔助記憶繼電器（AR）區(qū)WR無效有效有效寫入輸入/輸出/內(nèi)部輔助/特殊輔助繼電器區(qū)WL無效有效有效寫入鏈接繼電器（LR）區(qū)WH無效有效有效寫入保持繼電器（HR）區(qū)WC無效有效有效寫入定時器/計數(shù)器當(dāng)前值區(qū)WG無效有效有效寫入定時器/計數(shù)器狀態(tài)值WD無效有效有效寫入數(shù)據(jù)內(nèi)存（DM）區(qū)WJ無效有效有效寫入輔助記憶繼電器（AR）區(qū)MS有效有效有效讀出狀態(tài)SC有效有效有效寫入狀態(tài)KS無效有效有效強(qiáng)制置位KS無效有效有效強(qiáng)制復(fù)位5 PLC程序設(shè)計 多級皮帶機(jī)雙向控制PLC設(shè)計方案 本設(shè)計中是對多級皮帶機(jī)控制，在此以四級皮帶機(jī)為例來說明其控制方法。本設(shè)計以PLC為核心控制器，以觸摸屏為人機(jī)交互界面，設(shè)計具備“順流啟動”和“逆流啟動”兩種方式的雙向啟動控制系統(tǒng)，可根據(jù)需要隨時轉(zhuǎn)換，以滿足工藝要求，同時通過觸摸屏對全過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控[6]。(2) 當(dāng)選擇逆流啟動時，皮帶機(jī)B4先開始啟動，啟動3秒后，皮帶機(jī)B3開始啟動，在B3啟動運行3秒后，皮帶機(jī)B2開始啟動運行，在B2啟動運行3秒后B1開始啟動，系統(tǒng)開始上料運行，若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的上游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部逆序停止。(3) 當(dāng)選擇順流啟動時，程序跳轉(zhuǎn)至順流啟動開始進(jìn)行運行，使用跳轉(zhuǎn)指令使兩種啟動方案互不干擾，皮帶機(jī)B1先開始啟動，啟動3秒后，皮帶機(jī)B2開始啟動，在B2啟動運行3秒后，皮帶機(jī)B3開始啟動運行，在B3啟動運行3秒后B4開始啟動，在系統(tǒng)開始啟動后就上料運行，若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的下游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部順序停止。流程控制的完整運行模式如下流程圖4所示。表3 I/O分配輸入輸出急停按鈕00000逆流啟動指示01000系統(tǒng)啟動按鈕00001順流啟動指示01001順流啟動00002皮帶機(jī)B101002逆流啟動00003皮帶機(jī)B201003壓力傳感器100004皮帶機(jī)B301004壓力傳感器200005皮帶機(jī)B401005一級皮帶機(jī)故障00006二級皮帶機(jī)故障00007三級皮帶機(jī)故障00008四級皮帶機(jī)故障00009：；，主程序段如下圖5所示。如圖6所示。用下面指令實現(xiàn)功能。圖7 逆流啟動中設(shè)置延時啟動下一級延時到時間后TIM000觸點閉合。圖8 啟動B3并開始延時啟動下一級皮帶機(jī)依次設(shè)置各級皮帶機(jī)的啟動信號與延時信號的，使皮帶機(jī)按逆物流方向啟動，系統(tǒng)正常運行。檢查故障原因，排除故障使所有流程設(shè)備都正常啟動后，才開始裝卸作業(yè)。如圖9所示。如圖10所示。如圖11。若此時有流程設(shè)備產(chǎn)生故障，則故障設(shè)備的上游設(shè)備將無法啟動，并彈出信息提示和聲光報警，在有關(guān)人員確認(rèn)后發(fā)出流程停止命令對己啟動的設(shè)備全部順序停止。6 現(xiàn)場觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)是整個皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控站，以MT500觸摸屏為硬件核心并通過MPI網(wǎng)絡(luò)與下位PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以Easy View 500組態(tài)軟件為編程環(huán)境來開發(fā)相應(yīng)的上位監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對皮帶輸送機(jī)及其相關(guān)輔助設(shè)備的現(xiàn)場實時監(jiān)控,是現(xiàn)場工作人員進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控管理的主要人機(jī)接口[10]。利用這種技術(shù)使用者只要用手指輕輕地觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對計算機(jī)操作，大大簡化了計算機(jī)的輸入模式，降低了人機(jī)溝通的障礙，讓使用者不需具備計算機(jī)專業(yè)知識，也不必事先接受培訓(xùn)，即可用最直接的方式與機(jī)器設(shè)備進(jìn)行互動，使得人人皆可利用接觸控制方式來進(jìn)行輸入[11]。觸摸屏的基本原理是用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置被觸摸屏控制器檢測，并通過接口送到CPU，從而確定輸入的信息。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器。 觸摸屏的分類觸摸屏的本質(zhì)是傳感技術(shù)。紅外線式觸摸屏表面為純玻璃不影響透光度，不受電流、電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件，一般應(yīng)用在ATM、辦公設(shè)備、醫(yī)療器材的使用上。表面聲波式觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率極高，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量，一般應(yīng)用在公共信息查詢站或自動售票機(jī)的使用上。每種類型的觸摸屏都有其優(yōu)缺點，其中電阻式觸摸屏最適合工業(yè)應(yīng)用[9]。由于觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、操作靈活、使用方便等許多優(yōu)點，所以其應(yīng)用范圍十分廣泛，主要是多媒體公共信息的查詢，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，機(jī)場、車站、賓館、旅游景點等的信息查詢及商場、超市導(dǎo)購等。另外，使用手寫輸入技術(shù)的PC、AV等產(chǎn)品，其人機(jī)對話的主要媒介就是觸摸屏[9]。 MT500觸摸屏簡介MT500系列觸摸屏使專門面向PLC應(yīng)用的，它不同于一些簡單地 儀表式或其他的一些簡單控制PLC的設(shè)備，其功能非常強(qiáng)大，使用非常方便，非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來越龐大的工作量及功能的需求，