基于组态软件及PLC的运料小车控制

基于组态软件及 PLC 的运料小车控制 摘要:针对电气控制的运料小车系统的不足,文章介绍了利用 mcgs 组态软件和西门子 s7200 plc 实现对运料小车系统的监测和控 制。通过现场数据采集,进行集中的数据管理,从而实现对运料系 统有效控制,系统状态实时监控,并由上位机生成可视化的动态监 控界面。方便管理人员对现场的管理,提高工作效率。 关键词:组态软件;plc;mcgs;运料小车 中图分类号:tp29 文献标识码:a 文章编号:1009-3044(2013) 08-1806-04 近年来,随着自动化技术的不断发展,组态技术在工控领域占据 着越来越重要的地位,工业过程自动化目前普遍采用上位组态软件 采集数据监控系统,plc 进行控制的方式实现分散控制和集中管理。 通常用组态软件将运行中的开关状态、数据和报警、信息显示、运 行时间以及数量、温度、压力等参数值用监控画面来显示,也可根 据预先编制的程序驱动各种连接装置,以取代机械式的控制面板。 该文简要介绍了基于组态软件 mcgs 和西门系系列 plc 控制的运料 小车运行。 1 概述 运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一,广泛应用于 冶金、有色金属、煤矿等行业。早期运料小车电气控制系统多为“继 电器—接触器”组成的复杂系统,这种系统存在设计周期长、体积 大、成本高等缺陷,几乎无数据处理和通信功能,必须有专人负责 操作。现代的运料小车基本将控制系统更改为基于 plc 核心的计算 机控制,并且为了更方便的对运输现场实施监控,传统的指示灯报 警和提示已不能满足要求。人们需要掌握小车的实时运行路径、了 解小车的工作状态、记录小车的运行历史并能够随时修改小车的运 行参数和调用历史数据,还需要按照可视和可控的格式,实时传输、 管理和显示这些信息。因此,采用组态软件进行实时的数据管理和 监控显得尤为重要。 2 系统功能 本系统通过 plc 将小车运行速度、位置、起始点检测、站点位置 检测、站点阀门开闭状态等参数传递至上位机,并在 hmi 中形成监 控画面,从而进行实时的分析与处理。小车在三个工作站和仓库之 间循环运行。系统能够及时监控站点的发货指令,监控小车的状态, 所处位置,运行速度,运行路径,能够控制站点的放料和闭合过程。 plc 负责对单站的控制,小车状态的控制,mcgs 负责收集数据,并 监控实时动态,能够对小车的运行历史数据和轨迹进行分析,并可 以通过发送指令的方式对系统进行控制,当系统出现故障时进行报 警。 3 组态设计 下位机 plc 现场采集的数据参数通过 rs-232 接口传递至上位机 中,由 mcgs 负责进行状态监控和流程控制。mcgs 组态对系统状态 进行监控,对运行流程进行控制,在系统运行过程中提供历史数据 查询。组态部分的设计主要有数据库设计,界面设计,流程控制, 设备通信等。 3.1 数据库设计 实时数据库是 mcgs 的核心,主要用于工厂过程的自动采集,存 储和监事,实现保存,检索连续变化的生产数据,并行地处理数据, 并及时记录过程报警[3]。mcgs 中数据库作为一个对象封装起来, 程序通过方法和属性与数据库中的数据进行交换,在设备窗口中通 过设备构件驱动 simatic s7200 plc,通过串口将采集的数据送入 实时数据库;由用户窗口组成的图形对象,与实时数据库中的数据 对象建立连接关系,以动画形式实现数据的可视化;运行策略通过 策略构件,对数据进行操作和处理。本系统需要的数据变量及连接 的 plc 地址变量对应关系如下,篇幅限制,只列出主要变量,如表 1 所示。 3.2 组态界面设计 现场采集的数据需要进行监控和处理,对于小车状态,站点的呼 叫请求可用状态指示灯的亮灭显示,若站点的出料阀未打开,则通 过报警显示,小车的运行速度和位置用标签的输出功能显示,数据 查询可用历史报表和实时报表的方式显示.在 hmi 中启动和停止系 统,控制小车的运行方式等。 3.3 运行策略 3.4 实现 mcgs 与 plc 的通信 本系统采用 simatic s7200 plc 与 mcgs 6.8 嵌入版进行控制, mcgs 操作和读写西门子 plc 设备的各种寄存器的数据或状态时,使 用西门子 ppi 通讯协议,采用西门子标准的 pc\ppi 通讯电缆。串 口父设备属性中设置 com 波特率为 9600kbps,8 位数据位,1 位停 止位,偶校验采集周期为 200ms。plc 地址为总线上挂的 plc 地址。 指示灯数据的读取方式为只读,启动按钮数据读取方式为读写。小 车的速率及位置数据读取方式为只读 将配置好得组态程序下载至触摸屏中,运行即可。 4 结束语 mcgs 组态软件是 32 位系统,可方便的应用于 windows 平台,具 有良好的并行处理能力,集中式的数据管理,操作界面简单灵活。 在工控领域有较好的系统监控和数据处理能力,并且可以对工控系 统进行分布式控制和管理,使分布在不同现场的采集设备和工作站 之间实现协调工作。在运料小车系统中,mcgs 对数据的集中处理, 通过指示灯的亮灭标明系统的运行状况,可视性强,通过标签按钮 显示系统的关键运行参数,对于错误的产生进行报警提示。对小车 的运行方向,站点的判断,装卸货的过程进行合理的控制,提供数 据查询等功能,提高了系统的运行效率,方便人们对现场进行控制 和管理。 参考文献: [1] 向晓汉. plc 控制技术与应用[m].北京:清华大学出版社, 2010. [2] 徐新.人机界面与网络应用技术[m].北京:机械工业出版社, 2012. [3] 曹辉.组态软件技术及应用[m].北京:电子工业出版社, 2011. [4] 韩小新. 三菱 fx 系列 plc 基础及应用[m].北京:机械工业 出版社,2010.

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