基于PLC300水泥廠攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

西南科技大學(xué)本11屆畢業(yè)生畢業(yè)論文題 目: 水泥廠攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計 院系名稱：電子電氣工程系 專業(yè)班級： 09電氣7班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 2012 年 9 月 5 日摘 要 本論文以水泥廠攪拌站控制系統(tǒng)為背景。首先，論文給出了我國混凝土的發(fā)展及市場分析，討論了混凝土攪拌站控制系統(tǒng)目前的發(fā)展?fàn)顩r，簡述了PLC的先進(jìn)性和設(shè)計目標(biāo)。接著分析了攪拌站的工藝要求、混凝土攪拌站的工作原理當(dāng)、自動控制的系統(tǒng)構(gòu)成、攪拌站的工藝流程。其次，論文根據(jù)攪拌站PLC的設(shè)計思想對系統(tǒng)主程序進(jìn)行了設(shè)計、報警電路設(shè)計、斷電保護(hù)設(shè)計。然后，根據(jù)混凝土攪拌站控制要求，選定PLC的硬件及軟件。又對攪拌站的硬件進(jìn)行設(shè)計，對硬件組態(tài)進(jìn)行分析。最后論文對程序流程和程序設(shè)計。通過模擬調(diào)試表明控制系統(tǒng)的設(shè)計是正確有效的，實時監(jiān)控混凝土攪拌站的工作過程，基本完成設(shè)計要求。論文的軟件介紹和程序設(shè)計各部分，一步一步介紹了PLC的各模塊包括S7-300 的基本組成，PLC的工作原理，STEP7軟件，PLC的I/O分配、工作流程圖及PLC程序的編寫。接著詳細(xì)介紹了S7-PLCSIM軟件的使用方法，最終完成調(diào)試要求。關(guān)鍵詞：攪拌站；PLC；自動控制AbstractIn this thesis, cement mixing station control system as the background. First of all, the paper presents the development of concrete in our country and market analysis, discussed the concrete mixing station control system present situation, introduced the PLC advanced and design goals. Then it analyzes the technological requirements of mixing station, concrete mixing station automatic control principle when, the system composition, mixing plant process. Secondly, according to the mixing station PLC design thought on the system main program design, design of alarm circuit, power-off protection design. Then, according to the concrete mixing station control requirements, selected PLC hardware and software. On the mixing station hardware design, hardware configuration analysis. The research on the program flow chart and program design. Through the simulation experiments show that the control system design is correct and effective, real-time monitoring of the working process of concrete mixing station, completed the design requirements.The introduction of software and program design of each part, step-by-step introduction to the various modules of the PLC including S7-300 basic composition, the working principle of PLC, STEP7 software, PLC I/O distribution, flow chart and PLC procedures for the preparation of. Then the paper discusses the usage of S7-PLCSIM software, finally completed commissioning requirements.Key words: mixing station; PLC; automatic control目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1我國混凝土的發(fā)展11.1.1我國混凝土攪拌站技術(shù)特點21.1.2國產(chǎn)攪拌站發(fā)展方向21.2采用PLC控制的先進(jìn)性和設(shè)計的目標(biāo)3第2章 混凝土攪拌站系統(tǒng)概述42.1 混凝土攪拌站簡介42.1.1 混凝土攪拌站的組成42.1.2 混凝土攪拌站的工作原理52.2 混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成52.3 電控系統(tǒng)構(gòu)成及控制要求6第3章 混凝土攪拌站的控制系統(tǒng)設(shè)計方案83.1 混凝土攪拌站PLC程序設(shè)計思想83.2 系統(tǒng)初始化及主程序設(shè)計83.2.1報警電路的設(shè)計103.2.2斷電保護(hù)程序設(shè)計11第四章 PLC的硬件、軟件選擇124.1 PLC的選用124.1.1 CPU的選擇124.1.2存儲器容量選擇144.2數(shù)字量模塊選擇144.3稱重傳感器的選擇164.4組態(tài)軟件選擇17第五章 攪拌站控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計195.1 S7-300PLC的基本組成195.1.1 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計的步驟195.2 PLC外部接線圖195.2.1 I/O分配表和模擬量輸入地址215.2.2控制面板簡圖225.3硬件組態(tài)22第六章 PLC程序設(shè)計246.1 PLC程序設(shè)計的一般步驟246.2程序梯形圖26第七章 PLC的安裝、調(diào)試、運(yùn)行297.1 PLC的安裝及注意事項297.2仿真調(diào)試297.2.1系統(tǒng)初始化及主程序調(diào)試297.2.2報警程序調(diào)試297.2.3維護(hù)程序調(diào)試307.3系統(tǒng)的仿真運(yùn)行307.3.1 S7-PLCSIM仿真軟件介紹307.3.2 S7-PLCSIM軟件的實現(xiàn)方法及模擬程序運(yùn)行31結(jié) 束 語348.1結(jié)論348.2不足之處及未來展望34致 謝35參考文獻(xiàn)36附 錄37附錄1 主程序梯形圖37分享到翻譯結(jié)果重試抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時，請稍后再試支持中英、中日在線互譯支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對照查看，使您體驗更加流暢1 緒論1.1我國混凝土的發(fā)展 從1903年德國建造世界上第一座預(yù)拌混凝土攪拌站以來，商品混凝土作為獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)己有100多年的歷史。隨后，美國于1913年，法國于1933年建立了自己的攪拌站。二次大戰(zhàn)后，尤其是60年代到70年代，由于各國抓緊發(fā)展經(jīng)濟(jì)，醫(yī)治戰(zhàn)爭的創(chuàng)傷，混凝土攪拌站得到了快速發(fā)展。目前，德國、美國、意大利、日本等國家的攪拌站在技術(shù)水平和可靠性方面處于領(lǐng)先地位。國外生產(chǎn)的攪拌站一般生產(chǎn)率在50m3/ h300m3/h，對于商品混凝土生產(chǎn)，攪拌站形式應(yīng)用比較普遍，尤其在大型工程中被采用。我國混凝土攪拌站的研制是從50年代開始的，在其發(fā)展過程中，型式的選取和主要技術(shù)參數(shù)基本上是根據(jù)用戶要求和參考國外產(chǎn)品的自由狀態(tài)。國標(biāo)GB10171-88混凝土攪拌站分類和GB 10172-88混凝土攪拌站技術(shù)條件的頒布實施，將混凝土攪拌站的研制和生產(chǎn)納入了標(biāo)準(zhǔn)管理的軌道，為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求中，對于混凝土攪拌站的技術(shù)指標(biāo)己達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。當(dāng)今國內(nèi)生產(chǎn)的混凝土攪拌站質(zhì)量迅速提高，逐步取代了進(jìn)口攪拌站，在國內(nèi)已經(jīng)占主導(dǎo)地位，其控制系統(tǒng)也得到快速發(fā)展。經(jīng)過科研院所和生產(chǎn)企業(yè)的共同開發(fā)，適時引進(jìn)國外先進(jìn)的混凝土泵和混凝土攪拌輸送車技術(shù)，使我國在商品混凝土機(jī)械的設(shè)計、制造能力和水平都有了很大提高，一些產(chǎn)品已有批量生產(chǎn)，其技術(shù)水平與當(dāng)今世界水平同步，減少了進(jìn)口，節(jié)約了外匯，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。經(jīng)過幾十年努力，我國國產(chǎn)混凝土攪拌樓隨著我國水電建設(shè)事業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了從無到有、從引進(jìn)仿制到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變，從設(shè)計、制造、安裝到調(diào)試運(yùn)行已經(jīng)形成一套完整的質(zhì)量管理體系。產(chǎn)品主要技術(shù)性能和總體水平均達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。產(chǎn)品成功應(yīng)用于三峽、葛洲壩、丹江口、萬家寨、龍口、龍灘、天生橋、五強(qiáng)溪等大中型水利水電工程混凝土施。國內(nèi)大型混凝土攪拌站生產(chǎn)廠商包括:三一重工、珠海志美、上海華建、南方路機(jī)等。自八十年代以來，我國混凝土機(jī)械有兩次戰(zhàn)略性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，對行業(yè)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用：一是八十年代初期混凝土攪拌機(jī)的升級換代，由雙錐反轉(zhuǎn)型、立軸和臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)替代鼓筒型攪拌機(jī)，現(xiàn)在這三大系列產(chǎn)品的技術(shù)性能己達(dá)到國外同類機(jī)型的先進(jìn)水平，從質(zhì)量到數(shù)量上基本滿足了國內(nèi)需求;二是八十年代末到九十年代初“發(fā)展一站三車(即混凝土攪拌站、混凝土攪拌輸送車、臂架式混凝土泵車和散裝水泥車)，把我國商品混凝土機(jī)械搞上去”的戰(zhàn)略，推動了混凝土機(jī)械行業(yè)的第二次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，反映了混凝土機(jī)械行業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、全面發(fā)展的深層次要求。1.1.1我國混凝土攪拌站技術(shù)特點20世紀(jì)80年代，我國借鑒意大利，阿爾卑惹拉混凝土重力壩建設(shè)經(jīng)驗成功開發(fā)出碾壓混凝土筑壩工藝，并廣泛應(yīng)用于水利水電工程建設(shè)。目前，我國國產(chǎn)混凝土攪拌摟已形成四大系列產(chǎn)品。幾十種產(chǎn)品規(guī)格，技術(shù)呈以下幾方面特：（1）攪拌主機(jī)形式多樣近年，我國消化吸收國外先進(jìn)設(shè)計制造經(jīng)驗研制開發(fā)出強(qiáng)制式攪拌主機(jī)，機(jī)型有500L、1000L、1500L、2000L、3000L五種規(guī)格這種攪拌樓生產(chǎn)率高、攪拌時間短。適合生產(chǎn)水電工程用二級配、三級配混凝土還廣泛用于城市商品混凝土生產(chǎn)。（2）產(chǎn)品功能齊全 1）國產(chǎn)混凝土攪拌樓增加了骨料預(yù)冷、加冰和預(yù)熱功能，使大壩施工不受季節(jié)、地域的影響，縮短了施工工期。2）攪拌樓結(jié)構(gòu)形式由大接點板連接更新為鉸接及模塊化設(shè)計，使大樓、超大樓生產(chǎn)工期縮短20天，安裝工期縮短一個月。3）具備超大型，高精度配料、卸料技術(shù)，大大提高了配料精度和配料、卸料速度。（4）操控系統(tǒng)便捷模塊化、多功能、綜合性、高度自動化的攪拌樓計算機(jī)控制系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)展到了第七代?？刂葡到y(tǒng)采用計算機(jī)全自動控制、雙機(jī)雙控三屏顯示技術(shù)，具備同步動態(tài)模擬仿真控制界面，同步模擬顯示料倉料位的變化、稱斗內(nèi)進(jìn)料、卸料動態(tài)顯示、攪拌機(jī)內(nèi)物料的動態(tài)攪拌過程，砂含水自動檢測功能、溫度巡測功能、坍落度檢測功能，采用XP多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作平臺、對外提供車輛自動識別和調(diào)度管理、攪拌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理(實現(xiàn)無紙辦公)，實現(xiàn)系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷自動恢復(fù)功能。（5）應(yīng)用環(huán)保新技術(shù)1）樓外水泥倉頂裝有旋風(fēng)袋式組合除塵器，經(jīng)旋風(fēng)和袋式過濾二級沉降，大面積過濾，倉內(nèi)壓力小于0。4 kg/m ，粉塵排放小于150 mgCm 。2）在樓內(nèi)進(jìn)料層、配料層、攪拌層各裝有大風(fēng)量排塵軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、換氣。通過以上除塵措施，達(dá)到樓內(nèi)環(huán)境含塵量小于6 mgCm 的環(huán)保要求，改善了攪拌樓的工作環(huán)境，樓外氣力輸送排放小于150 mgCm ，達(dá)到第十三類灰塵及生產(chǎn)性粉塵品排放的標(biāo)準(zhǔn)。3）樓內(nèi)采取了必要的消聲措施噪聲控制小于85分貝。達(dá)到國標(biāo)GB一12349工業(yè)區(qū)類標(biāo)準(zhǔn)。1.1.2國產(chǎn)攪拌站發(fā)展方向 目前，國產(chǎn)攪拌站已形成系列，設(shè)備生產(chǎn)能力從25 m 420 m 。但在應(yīng)用中仍存在一些有待解決的問題：（1）攪拌站里采用的料位指示裝置 如超聲波連續(xù)式料位計用于骨料料位的測量，雷達(dá)連續(xù)式料位計用于粉料料位的測量，這兩種料位計均存在剛開始使用效果不錯，時間長了不可靠的缺點，導(dǎo)致水泥罐內(nèi)料位測量不準(zhǔn)確，出現(xiàn)冒倉現(xiàn)象，或已到淺倉而檢測不到，影響生產(chǎn)，而且價位較高，在性價比和質(zhì)量方面均有待提高。（2）攪拌站里采用的砂含水測量裝置也不可靠、不耐用。探頭一旦被砂子覆蓋時間長檢測數(shù)據(jù)就不夠準(zhǔn)確。（3） 目前國產(chǎn)大型、超大型攪拌站選用的攪拌主機(jī)6rn3、7 rn3強(qiáng)制式機(jī)，4.5m3自落式機(jī)均采用進(jìn)口，價位高且維護(hù)費(fèi)用也高，國內(nèi)企業(yè)正在研制。1.2采用PLC控制的先進(jìn)性和設(shè)計的目標(biāo)混凝土攪拌站最初是以單機(jī)的形式出現(xiàn)，各工地自拌自用，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大規(guī)模的開展，商品混凝土的銷售逐漸增大。隨著計算機(jī)技術(shù)和測控技術(shù)的發(fā)展，高可靠、高自動化的自動控制系統(tǒng)便成了混凝土攪拌站的發(fā)展方向。在混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)采集處理的精確性直接影響到混凝土的質(zhì)量。而在市場競爭日趨激烈的今天，攪拌站自動控制系統(tǒng)的性價比也與企業(yè)的生存緊密的聯(lián)系在一起。因此，研究一種低成本、高可靠性的新型攪拌站自動控制系統(tǒng)，具有極為廣闊的市場前景?；炷翑嚢枵景ㄙA料、配料、物料稱量、攪拌及卸料等過程，是一個受多環(huán)節(jié)制約的復(fù)雜系統(tǒng)，物料的配比和稱重精度等因素都直接影響混凝土的質(zhì)量。由于PLC運(yùn)算速度高、指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、使用方便、編程靈活及抗干擾能力強(qiáng)等特點。PLC已成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主要控制設(shè)備，始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了安全可靠和比較完善的控制應(yīng)用。本系統(tǒng)擬采用PLC進(jìn)行控制，并達(dá)到以下設(shè)計目標(biāo)：（1）混凝土攪拌站控制系統(tǒng)能自動配料、連續(xù)攪拌、手動卸料裝車等全部控制，為了方便維護(hù)，控制系統(tǒng)還有手動控制切換功能；（2）攪拌站控制系統(tǒng)具有顯示各物料的流量和累計量、故障報警信息和參數(shù)修改等功能；（3）混凝土攪拌站控制系統(tǒng)動態(tài)工藝流程顯示，各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；（4）還具有控制簡單，功能適用，配料精度高，無故障時間長等特點； （5）采用工業(yè)計算機(jī)PLC控制達(dá)到目標(biāo)：減少人力，提高生產(chǎn)能力，2臺120并聯(lián)站可以把混凝土年產(chǎn)量提高到60萬立方米，3臺可以提高到80萬立方米。2 混凝土攪拌站系統(tǒng)概述2.1 混凝土攪拌站簡介2.1.1 混凝土攪拌站的組成一個全套的攪拌裝置是由許多臺主機(jī)和一些輔助設(shè)備組成，它最基本的組成部分有以下五個:運(yùn)輸設(shè)備、料斗設(shè)備、稱量設(shè)備、攪拌設(shè)備和輔助設(shè)備，如圖2-1所示：沙料輸送機(jī)石料輸送機(jī)沙料稱重石料稱重沙料箱石料箱放料閘門攪拌機(jī)水泵輸送機(jī)水泥輸送機(jī)外加劑輸送機(jī)攪拌機(jī)卸料下限位攪拌機(jī)裝料上限位圖2-1 混凝土攪拌站示意圖（1）運(yùn)輸設(shè)備 運(yùn)輸設(shè)備包括骨料運(yùn)輸設(shè)備、水泥輸送設(shè)備以及水泵等。骨料運(yùn)輸設(shè)備有皮帶機(jī)、拉鏟、抓斗和裝載機(jī)等，其中皮帶機(jī)是攪拌裝置中最常用的骨料運(yùn)輸設(shè)備，水泥輸送設(shè)備和添加劑輸送設(shè)備由斗式提升機(jī)和螺旋輸送機(jī)組成。（2）料斗設(shè)備料斗設(shè)備由貯料斗、卸料設(shè)備(閘門、給料機(jī)等)和一些其它附屬裝置組成。料斗設(shè)備在生產(chǎn)中起著中間倉庫的作用，用來平衡生產(chǎn)。在混凝土攪拌裝置中，用料斗設(shè)備配合自動秤進(jìn)行配料。所以，它是工藝設(shè)備的組成部分，并不是大宗物料的貯存場所。根據(jù)制作貯料斗所用的材料不同，貯料斗分為鋼貯斗、鋼筋混凝土貯斗、木貯斗等;從外形上分，常用的有方形和圓形。圓形貯斗又叫筒倉。給料機(jī)和閘門都是貯料斗的卸料設(shè)備。閘門控制貯料斗卸料口的開啟和關(guān)閉的，大多是氣動的，其構(gòu)造簡單，卸料能力大，但是只有當(dāng)物料是完全松散狀態(tài)時，才能比較均勻地控制料流。而采用給料機(jī)卸料時，就比較容易控制均勻地卸料，給料機(jī)都是電動的。閘門的類型很多，但在混凝土攪拌裝置中最常用的是扇形閘門，它由壓縮空氣缸來操縱，骨料(石子和砂)都是采用閘門給料。（3）稱量設(shè)備稱量配料設(shè)備是混凝土生產(chǎn)過程中的一項重要工藝設(shè)備，它控制著各種混合料的配比。稱量配料的精度對混凝土的強(qiáng)度有著很大的影響。因此，精確、高效的稱量設(shè)備不僅能提高生產(chǎn)率，而且是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)混凝土的可靠保證。一套完整的稱量設(shè)備包括貯料斗、給料設(shè)備(閘門或給料機(jī))和稱量設(shè)備等。對稱量設(shè)備的要求，首先是準(zhǔn)確，其次是快速。稱量的不精確將對混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，同時又要滿足一定的生產(chǎn)率。稱量設(shè)備從構(gòu)造上可分為杠桿秤和電子秤等，其中，杠桿秤已經(jīng)被淘汰。為了適應(yīng)各種不同的物料，秤斗在構(gòu)造上略有不同。水泥秤斗是圓形的，骨料秤斗是長方形的，而水等液體的秤斗是圓形的，斗門設(shè)有橡皮墊，以保證密封。傳感器的裝設(shè)，電子秤的秤斗采用三點懸掛，在每套懸掛裝置的中部各裝有一個傳感器。（4）攪拌設(shè)備即一般的混凝土攪拌機(jī)，沒有提升裝置和供水裝置。其設(shè)計技術(shù)很成熟，在攪拌站設(shè)計中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)攪拌機(jī)。例如，目前國內(nèi)廠家基本都使用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，此攪拌機(jī)攪拌能力強(qiáng)，攪拌均勻、迅速，生產(chǎn)率高，對于干硬性、塑性及各種配比的混凝土，均能達(dá)到良好的攪拌效果。2.1.2 混凝土攪拌站的工作原理混凝土攪拌站分為四個部分:砂石給料、粉料(水泥、粉煤灰、膨脹劑等) 給料、水與外加劑給料、傳輸攪拌與存儲。攪拌機(jī)控制系統(tǒng)上電后,進(jìn)入人- 機(jī)對話的操作界面,系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，其中包括配方號、混凝土等級、坍落度、生產(chǎn)方量等。根據(jù)稱重對各料倉、計量斗進(jìn)行檢測,輸出料空或料滿信號,提示操作人員確定是否啟動攪拌控制程序。啟動砂、石皮帶電機(jī)進(jìn)料到計量斗；打開粉煤灰、水泥罐的蝶閥,啟動螺旋機(jī)電機(jī)輸送粉煤灰、水泥到計量斗；開啟水倉和外加劑池的控制閥使水和外加劑流入計量斗。計量滿足設(shè)定要求后開啟計量斗斗門,配料進(jìn)入已啟動的攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合,到設(shè)定的時間打開攪拌機(jī)門,混凝土進(jìn)入己接料的攪拌車內(nèi)。2.2 混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成控制系統(tǒng)是攪拌站的核心，主要完成按照預(yù)定的混凝土配比控制攪拌站的全部工作過程。早期由于混凝土攪拌站的稱量系統(tǒng)一般采用杠桿秤，所以控制系統(tǒng)采用繼電器加接觸器的控制方式；后來由于稱量系統(tǒng)采用了高精度電位器，出現(xiàn)了穿孔卡形式的控制系統(tǒng)；隨著傳感器技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，目前攪拌站的控制系統(tǒng)一般為計算機(jī)控制，主要有以下優(yōu)點：能實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，提高生產(chǎn)率：能貯存大量配合比供用戶選用，調(diào)用、修改配合比都十分方便；能進(jìn)行落差自動跟蹤修正，欠秤補(bǔ)料，超秤扣料，可顯著提高稱量精度；能實現(xiàn)骨料含水率檢測和配比值的自動修正，即自動減水加砂，保證混凝土稠度值的一致性；能直觀的模擬顯示混凝土攪拌站的整個工藝流程狀態(tài)，實現(xiàn)實時監(jiān)控；能自動記錄存儲各類數(shù)據(jù)和制表打?。粚崿F(xiàn)最優(yōu)化控制；可實現(xiàn)先進(jìn)的科學(xué)管理功能。2.3 電控系統(tǒng)構(gòu)成及控制要求電控系統(tǒng)由PLC、智能元件、傳感器、中間繼電器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，如圖2-2所示：RS-232打印機(jī)PCPLC傳感器智能元件中間繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)混凝土攪拌站 圖2-2 電控系統(tǒng)構(gòu)成PLC采用德國西門子SIMATIC系列產(chǎn)品。它具有兼容性好和可靠性高的特點，為攪拌站的整個電控系統(tǒng)帶來了高質(zhì)高品的性能，也有利于用戶今后對攪拌站的更新與擴(kuò)展。攪拌站進(jìn)行混凝土生產(chǎn)時，首先將骨料分別裝入各自料倉，然后打開石料和砂料的給料閥門分別將骨料投入到秤斗進(jìn)行稱量，秤斗中的骨料不斷增加直到電子秤指示到所要求的重量才控制下料閥門停止投料，然后啟動平皮帶和斜皮帶將骨料卸入集料斗。在骨料配料的同時,攪拌機(jī)也開始攪拌,因為同時在利用定時器進(jìn)行水泥、所需水及外加劑的計量。在混凝土所需的各種材料計量完畢后，控制集料斗和各秤斗開門，以把各種材料裝入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。在攪拌機(jī)運(yùn)行了規(guī)定的時間后，打開攪拌機(jī)的門進(jìn)行卸料(攪拌站的門先半開，再全開)，完成混凝土生產(chǎn)的一個循環(huán)。在石料、砂料的稱重計量時，系統(tǒng)用分別控制兩個門進(jìn)行快速粗略和慢速精確的計量，以減少稱量時間和稱量精度。同理，對水的計量亦采用水粗稱閥和水精稱閥進(jìn)行控制，而水泥、粉煤灰和防凍劑等添加劑則由計量螺旋機(jī)從各自料倉送入各自秤斗進(jìn)行計量。由于整臺設(shè)備生產(chǎn)的連續(xù)性較強(qiáng)，控制系統(tǒng)中，每一個動作的前后時序性都有嚴(yán)格的要求，且到達(dá)某個狀態(tài)時，必須保證與這一狀態(tài)有關(guān)的動作全部完成，才可以進(jìn)入下一個狀態(tài)，因此必須通過設(shè)備上安裝的限位開關(guān)和傳感器對各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。3 混凝土攪拌站的控制系統(tǒng)設(shè)計方案3.1 混凝土攪拌站PLC程序設(shè)計思想為了使PLC完成混凝土攪拌站整個生產(chǎn)過程的現(xiàn)場控制功能，PLC需要采集各秤的重量信號及其它傳感器和行程開關(guān)提供的開關(guān)量信號，并對此進(jìn)行處理后，輸出對電磁閥、電動機(jī)等各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號，其具體細(xì)節(jié)如下：（1）骨料斗秤、水泥斗秤、粉煤灰斗秤等由稱重傳感器感應(yīng)的信號分別經(jīng)稱重變送器進(jìn)入PLC。由于變送器輸出的是并行BCD碼，所以需經(jīng)過程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，存儲在PLC的數(shù)據(jù)寄存器中。把重量數(shù)據(jù)送入上位工控機(jī)，經(jīng)訓(xùn)練補(bǔ)償模塊處理后，再送回PLC，更新其數(shù)據(jù)寄存器。（2)由操作人員設(shè)定混凝土配料方案，包括了各種原料的給料量、提前量和允許誤差：當(dāng)原料重量+提前量給料量允許誤差時，秤斗加料；加料停止后，PLC計算原料重量與給料量之間的實際誤差；為了提高計量精度，僅當(dāng)原料重量大于允許誤差時，秤斗卸料。（3)各秤斗稱量時，當(dāng)重量達(dá)到設(shè)定值的90以前快速給料，達(dá)到90以后慢速給料，達(dá)到設(shè)定值時停止給料。骨料：計量開始時，同時打開兩個給料門，當(dāng)重量到達(dá)設(shè)定值的90時，關(guān)閉大開度給料門，僅由小門進(jìn)行加料，直到重量到達(dá)設(shè)定值：水：與骨料類似，區(qū)別在于水由粗稱泵和精稱閥供給：粉料和防凍劑：計量開始時，螺旋輸送機(jī)以最高速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)計量達(dá)到設(shè)定值的90時，開始精稱，即控制螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，直到重量達(dá)到設(shè)定值；外加劑：與粉料和防凍劑類似，區(qū)別是液體外加劑用泵供給。（4)由于秤斗上粘附的原料使稱重產(chǎn)生偏差，所以需要進(jìn)行去皮處理。去皮時，PLC記下此時的重量，此重量即為基準(zhǔn)零點。在稱量時用總重量減去基準(zhǔn)零點值，得到的就是原料的準(zhǔn)確重量。（5)由于加料停止后，從料倉給料口到秤斗之間還滯留一部分原料要落入秤斗中，為了使配料精度達(dá)到要求，在程序中需考慮這一重量，當(dāng)原料重量達(dá)到停止加料條件時，由滯留在空中的原料補(bǔ)充提前量差值，即成為提前量一部分，從而達(dá)到精度要求。（6)由于攪拌站運(yùn)行過程中,環(huán)境狀況艱苦所以送料機(jī)及攪拌機(jī)等工作一定次數(shù)后需要進(jìn)行維護(hù),以保證工作的順利及可靠。（7）增加備用電源，滿足12個循環(huán)的備用電量，以防止突然斷電的物料浪費(fèi)及滿足短暫的少量物料供應(yīng)。3.2 系統(tǒng)初始化及主程序設(shè)計根據(jù)工作流程的要求，PLC控制程序執(zhí)行輸出動作時，計算機(jī)必須己經(jīng)處于數(shù)據(jù)的采集與處理狀態(tài)，因此，需要設(shè)定內(nèi)部輔助繼電器標(biāo)志。只有當(dāng)計算機(jī)復(fù)位該標(biāo)志時，PLC才能確認(rèn)計算機(jī)已處于所要求的狀態(tài)，否則必須關(guān)斷所有輸出負(fù)載，進(jìn)入等待。同理，結(jié)束時，判斷停止條件:所有門、所有閥均己關(guān)閉;集料斗和秤斗均為空；本批攪拌結(jié)束且PLC無輸出動作等，系統(tǒng)初始化程序及主程序流程圖見圖3-1所示：YY2YNYNYNNNYNNYYYNNN啟動循環(huán)開始指示燈亮？添加劑螺旋輸料機(jī)開水泥螺旋輸料機(jī)開水泵電機(jī)開沙料輸送機(jī)開攪拌機(jī)開開始計時5分鐘 石料輸送機(jī)開沙料稱量完畢？閘門打開，傳送帶啟動1沙料箱放料畢？石料稱量完畢？NY石料箱放料畢？閘門關(guān)閉閘門關(guān)閉傳送帶上沒有物料？傳送帶關(guān)閉開始計時3分鐘 開始計時0.5分鐘 0.5分鐘到？3分鐘到？5分鐘到？YY開始記錄攪拌時間5分鐘，配料完畢指示燈亮，10秒后自動滅所有配料都放入攪拌機(jī)？1攪拌時間到？攪拌機(jī)停止，翻斗機(jī)下翻卸混凝土4手動開始 N攪拌機(jī)在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)？閘門打開，傳送帶啟動5YNYNYN2翻斗機(jī)停止，開始計時2分鐘2分鐘時間到？攪拌機(jī)上升下翻到下限位？上升到上限位？3一次循環(huán)結(jié)束指示燈亮，10秒后自動滅34圖3-1 PLC控制系統(tǒng)主程序流程圖3.2.1報警電路的設(shè)計由于條件有限，報警電路的設(shè)計較為簡單，利用I2.1I2.7作為各電動機(jī)故障信號。程序運(yùn)行流程圖如圖3-2所示:故障產(chǎn)生故障指示燈亮，報警電鈴響按消鈴按鈕關(guān)閉電鈴，報警指示燈變?yōu)槌Ａ料收蠄缶療粝绨聪略嚐簟⒃団彴粹o圖3-2 報警程序運(yùn)行流程圖3.2.2斷電保護(hù)程序設(shè)計由于整個設(shè)備的工作流程是連續(xù)循環(huán)進(jìn)行的，因此斷電之后再起動必須仍然恢復(fù)斷電前的狀態(tài)。程序設(shè)計選擇具有斷電保護(hù)的內(nèi)部輔助保持繼電器和數(shù)據(jù)，將氣缸、電磁閥或電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行保存，實現(xiàn)斷電保護(hù)，如圖3-3所示：Y系統(tǒng)初始化原始配方及控制參數(shù)初始化是否執(zhí)行斷電恢復(fù)？調(diào)入斷電時的狀態(tài)接上次斷電時狀態(tài)運(yùn)行N一次 循 環(huán) 結(jié) 束54圖3-3 斷電保護(hù)程序流程圖 4 PLC的硬件、軟件選擇4.1 PLC的選用進(jìn)行PLC選型時，應(yīng)該從以下幾個方面進(jìn)行考慮:（1)I/O點數(shù)問題當(dāng)控制對象I/O點在60點之內(nèi)，I/O點數(shù)比為3:2時選用整體式(小型)PLC較為經(jīng)濟(jì);當(dāng)控制對象I/O點在100-300點左右，選用中小型模塊式的較為合理;當(dāng)控制對象I/O點在500點以上時就必須選用大型PLC。（2)I/O類型問題I/O類型也是決定PLC選型的重要因素之一，一般而言，多數(shù)小型PLC只具有開關(guān)量I/O ； PID, A/D, D/A、位控功能一般只有大、中型PLC才有。（3)聯(lián)網(wǎng)通信問題聯(lián)網(wǎng)通訊是影響PLC選型的重要因素之一，多數(shù)小型機(jī)提供較簡單的RS-232通訊口，少數(shù)小型PLC沒有通訊功能。而大型PLC一般都有各種標(biāo)準(zhǔn)的通信模塊可供選擇。（4)系統(tǒng)響應(yīng)時間問題系統(tǒng)響應(yīng)時間也是影響PLC選型的重要因素之一。一般而言，小型PLC掃描時間為10-20ms/kb；中型PLC掃描時間在10ms/kb以下；大型PLC掃描時間在1 ms/kb以下，而系統(tǒng)響應(yīng)時間約為2倍的掃描周期。（5)可靠性問題應(yīng)從系統(tǒng)的可靠性角度，決定PLC的類型和組網(wǎng)形式，比如對可靠性要求極高的系統(tǒng)，可考慮選用雙CPU型PLC或冗余控制系統(tǒng)/熱備用系統(tǒng)。（6)程序存貯器問題在PLC選型過程中，PLC內(nèi)存容量、型式也是必須考慮的重要因素。通常的計算方法是:I/O點數(shù)8(開關(guān)量)+100模擬量通道數(shù)(模擬量)+120(1+采樣點數(shù)0。25 )(多路采樣控制)。進(jìn)行PLC選型時，不要盲目地追求過高的性能指標(biāo)。另外，I/O點數(shù)，存貯容量應(yīng)留有一定的余量以便實際工作中的調(diào)整。4.1.1 CPU的選擇（1）I/O點數(shù)的確定經(jīng)過對各輸入輸出的大略計算，本設(shè)計中需要數(shù)字量輸入62點，數(shù)字量輸出59點，模擬量輸入通道6路，其具體分配見表4-1，4-2，4-3。本系統(tǒng)需要配置的I/O點如下:表4-1模擬量輸入通道統(tǒng)計表模擬量輸入通道數(shù)石料重量（石料重量傳感器輸入）3沙料重量（沙料重量傳感器輸入）3總計6 表4-2數(shù)字量輸入點數(shù)統(tǒng)計表數(shù)字量輸入點數(shù)控制方式選擇2總啟動按鈕1總停止按鈕1報警電路試燈、試玲1急停按鈕1消鈴按鈕4攪拌機(jī)啟動2攪拌機(jī)下限位傳感器3攪拌機(jī)上限位傳感器3石料箱閘門狀態(tài)傳感器12沙料箱閘門狀態(tài)傳感器12消鈴按鈕12攪拌機(jī)故障急停開關(guān)2石料輸送機(jī)故障急停開關(guān)6沙料輸送機(jī)故障急停開關(guān)6總計62 表4-3數(shù)字量輸出點數(shù)統(tǒng)計表數(shù)字量輸出點數(shù)傳送帶9翻斗機(jī)2閘門線圈4警鈴2電機(jī)啟動、停止6狀態(tài)指示燈6故障顯示燈30總計59根據(jù)對上述控制任務(wù)的分析，考慮到前面的設(shè)計中I/O點數(shù)可能有疏漏，并考慮到I/O端的分組情況以及隔離與接地要求，應(yīng)在統(tǒng)計后得出的I/O總點數(shù)基礎(chǔ)上，增加10到15的裕量?？紤]裕量后的I/O總點數(shù)即為I/O點數(shù)估計值。選定的PLC機(jī)型的I/O能力極限值必須大于I/O點數(shù)估計值，并應(yīng)盡量避免使PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有30的裕量。4.1.2存儲器容量選擇PLC的I/O點數(shù)估算值大小，在很大程度上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可以在I/O點數(shù)估算值的基礎(chǔ)上計算對PLC存儲器容量的需求。目前，大多用統(tǒng)計經(jīng)驗公式進(jìn)行存儲器容量估算。這種方法是以PLC處理每個信息量所需存儲器數(shù)的統(tǒng)計平均經(jīng)驗值為依據(jù)，乘以信息量數(shù)再考慮一定的裕量計算得到存儲器需要容量。作為一般應(yīng)用下的一種經(jīng)驗公式是：存儲器容量其中：DI為數(shù)字量輸入總點數(shù)； DO為數(shù)字量輸出總點數(shù)； AI/O為模擬量I/O通道總數(shù)。DI點數(shù)估計值為621.15=72，DO點數(shù)估計值為591.15=68，AI通道估計值為61.15=7個。所以存儲器容量為:1.2(7210+685+7100)/1024=1.72KB工程實踐中，大多采用粗略估算，加大裕量，實際選型時參考此值采用就高不就低的原則。通過上面的計算，考慮系統(tǒng)通訊和冗余的要求，選用SIMATIC S7-300系列中的CPU315-2 DP是最合適的。其中最主要的原因是CPU315-2 DP是S7-300系列中唯一帶現(xiàn)場總線(PROFIBUS) SINEC L2-DP接口的CPU模塊。內(nèi)置80KB RAM，隨機(jī)存儲器為48KB，最大數(shù)字量I/O點數(shù)為1024個，最大模擬量I/O通道數(shù)為128個。最大配置4個機(jī)架，32塊模塊。滿足設(shè)計需要。4.2數(shù)字量模塊選擇1.數(shù)字量輸入模塊的選擇數(shù)字量輸入模塊SM321：數(shù)字量輸入模塊用于將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。直流輸入模塊各輸入點所對應(yīng)的電路都相同，它們有一個公共的端子，即有一個公共匯入集點，因此直流輸入方式又稱為直流匯點輸入方式。交直流輸入模塊各輸入電路都相同，但它們各個輸入電路可能有一個公共端子，稱為匯點輸入方式；也可能沒有公共端子，而是彼此獨(dú)立，互不影響，稱為分隔式輸入方式。輸入模塊的選擇時應(yīng)注意以下幾方面：a.根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備與模塊之間的距離來選擇模塊電壓水平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)；b.模塊的同時接通點數(shù)不宜太多，一般來講，同時接通點數(shù)不要超過輸入點數(shù)的60%；c.為提高控制系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)考慮其門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)。綜合考慮以上幾點，本次設(shè)計中選用直流32點輸入的輸入模塊SM321（6ES7 321-1BL00-0AA0）。2.數(shù)字量輸出模塊的選擇SM322數(shù)字量輸出模塊的作用是將S7-300的輸出信號傳給外部負(fù)載（即用戶輸出設(shè)備），并將S7-300內(nèi)部低電平信號轉(zhuǎn)換成外部所需要電平的輸出信號。數(shù)字量輸出模塊SM322有七種型號輸出模塊可供選擇，即16點晶體管輸出、32點晶體管輸出、16點可控硅輸出、8點晶體管輸出、8點可控硅輸出、8點繼電器輸出和16點繼電器輸出模塊。模塊的每個輸出點有一個綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時，二極管發(fā)光。本次設(shè)計中，數(shù)字量輸出驅(qū)動的主要是指示燈和電磁閥，考慮到安全性和攪拌機(jī)的不頻繁啟動的特性，故選用16點繼電器輸出的模塊SM322（6ES7 322-1BH10-0AA0）。3.模擬量模塊選擇SM331主要是由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分的方法，積分時間直接影響到A/D轉(zhuǎn)換時間和A/D轉(zhuǎn)換精度。所有模擬量的輸入通道共用一個轉(zhuǎn)換部件，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，將各通道按順序一個個轉(zhuǎn)換。輸入模塊的循環(huán)時間是指這一通道開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值到下次開始轉(zhuǎn)換的時間，它是模塊中所有活動的輸入通道的轉(zhuǎn)換時間的總和。因此為了縮短循環(huán)時間，應(yīng)該使用S7組態(tài)工具屏蔽不用的模擬量通道，使其不占用循環(huán)時間。在此項目中，我們的模擬量信號石料、沙料重量（重量傳感器輸入）010V電壓信號，7測重傳感器420mA電流信號。模擬量輸入模塊的選擇要考慮通道數(shù)。為了節(jié)約機(jī)架空間和費(fèi)用，選用8通道的模擬量輸入模塊SM331（6ES7 331-7KF02-0AB0）。4.電源模塊的選擇電源模塊的選擇很簡單，只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于CPU模塊、輸入輸出模塊、專用模塊等消耗電流的總和。S7-300各個模塊使用的電源是通過S7-300的背板總線傳送的，一部分模塊還需要從外部負(fù)載電源供電。在建立一個項目系統(tǒng)的時候，應(yīng)充分考慮各個模塊的電流耗量和功率損耗，所有S7-300模塊使用的從S7-300背板總線提供的總電流不能超過1.2A。在S7-300的一個實際項目中，所有模塊確定后，要選擇合適的電源模塊。電源模塊的輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊、各智能模塊等總消耗功率之和，并且要留有大約30%的余量。S7-300的專用電源模塊PS307用于將120/230V交流電轉(zhuǎn)化為24V直流供電電源，以作為CPU和其他模塊所需電源。根據(jù)輸出電流的不同，有3種規(guī)格的電源模塊可選：2A、5A、10A。綜合考慮以上各點，本次設(shè)計選用10A的電源模塊PS 307（6ES7 307-1KA00-0AA0）。輸出電壓24VDC；具有防短路和開路保護(hù)； 連接單相交流系統(tǒng) (輸入電壓120/230 VAC，50/60Hz)； 可靠的隔離特性，符合EN 60 950；可用作負(fù)載電源。綜上所述，本次設(shè)計中選用的PLC模塊：CPU315-2 DP處理器；PS307電源模塊；ET200M遠(yuǎn)程控制單元；CP340通信模塊；SM321數(shù)字量輸入模塊；SM322數(shù)字量輸出模塊；SM331模擬量輸入模塊。4.3稱重傳感器的選擇混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要采集的是各種物料的重量信號，故本系統(tǒng)選用的是壓力傳感器。壓力傳感器是稱重系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測物重量信號轉(zhuǎn)換成容易測量的電信號輸出，給稱重儀表顯示重量值，供控制或報警等使用。影響稱重傳感器選型的因素：（1）稱重傳感器選型應(yīng)考慮過負(fù)荷因素（2）可靠性（3）傳感器的防護(hù)等級（4）攪拌站的規(guī)模和工作類型（5）稱重傳感器的準(zhǔn)確度稱重傳感器的選型應(yīng)充分考慮以上一些因素外，還應(yīng)盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價格便宜、易于維修、易于更換等條件。工程機(jī)械攪拌設(shè)備用稱重傳感器的選型既要考慮混凝土攪拌樓站稱重系統(tǒng)的基本要求，又要兼顧稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，還要削弱那些對稱重傳感器有重要影響的因素，合理地選擇使用傳感器。根據(jù)不同類型和規(guī)模的攪拌設(shè)備選用相應(yīng)的傳感器?；炷翑嚢枵疽蟮膫鞲衅黝~定載荷從1kg4000kg不等，骨料傳感器的稱量范圍最大，一般為50kg4500kg;外加劑傳感器的額定載荷最小，一般不超過50kg。綜合分析了傳感器的量程和范圍、線性度、靈敏度和分辨率后，并且根據(jù)攪拌站中稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，選用的是HL-F(1)型方懸臂梁高精度壓力傳感器，如圖4-1所示：圖4-1 HL-F(1)型方懸臂梁壓力傳感器F型傳感器具有0。05%F。S的精度等級、2mv/v的靈敏度、0。05%F。S的非線性、士0。05%F。S/30min的蠕變和蠕變恢復(fù)、0。05%F。 S的滯后和重復(fù)性、0。02%F。 S/100的零點輸出溫度影響和額定輸出溫度影響、15V (DC)的最大工作電壓，其額定載荷則為120T。F型傳感器采用剪切結(jié)構(gòu)，抗偏載、抗側(cè)向能力強(qiáng)，具有動態(tài)響應(yīng)快、綜合精度高、防塵、防潮、防水性能好的特點。特別適合于惡劣環(huán)境，如建筑、水利、化工、電力、港口等行業(yè)的工程機(jī)械，如攪拌站、打樁機(jī)、配料秤、料斗秤等。表4-1硬件選型表序號設(shè)備名稱出廠號1PS307電源模塊（5A）6ES7 3071BA000AA02CPU 314C2DP6ES7 3146CG030AB03數(shù)字量輸入模塊SM321 DI16*24V DC6ES7 3211BH020AA04數(shù)字量輸出模塊SM322 DO8*RELAC230V6ES7 3221HF010AA07導(dǎo)軌，830mm6ES7 3901AJ300AA011CP342-5 PROFIBUS-DP6GK7 3425020XE014計算機(jī)15三相異步電動機(jī)17稱重傳感器4.4組態(tài)軟件選擇 所謂工控組態(tài)軟件是利用系統(tǒng)軟件提供的工具，通過簡單形象的組態(tài)工作，構(gòu)成系統(tǒng)所需的軟件。組態(tài)軟件正在代替各種計算機(jī)語言的軟件開發(fā)，易學(xué)易用，深受工程開發(fā)人員的青睞。 近年來國內(nèi)外的軟件開發(fā)商和DCS生產(chǎn)廠商開發(fā)的組態(tài)軟件品種繁多，如Intellution公司的Fix DMACS，西門子公司的WinCC，研華公司的Genie等等。組態(tài)軟件大都由專業(yè)軟件公司開發(fā)，提高了系統(tǒng)的成功率和可靠性，減輕了工程開發(fā)人員的工作量。組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能:（1）強(qiáng)大的畫面顯示組態(tài)功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于windows環(huán)境下，充分利用windows的圖形功能完備，界面美觀的特點，提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲的繪制出各種工業(yè)畫面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的畫面設(shè)計中解放出來，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使畫面生動、直觀。（2）良好的開放性。社會化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通訊協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。開放性是商量一個組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通訊，向上能與管理層通訊，實現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的雙向通訊。（3）豐富的功能模塊。提供豐富的控制功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場要求。利用各種功能模塊，完成實時監(jiān)控、產(chǎn)生報表、顯示歷史曲線、實時曲線、提供報警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作。系統(tǒng)既可適用于單機(jī)集中式控制，分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程通信能力的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。(4)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。配有實時數(shù)據(jù)庫，可存儲備種數(shù)據(jù)，如模擬型，離散型，字符型等，實現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。(5)可編程的命令語言。有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編寫程序，增強(qiáng)圖形界面。(6)周密的系統(tǒng)安全防范。對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。(7)仿真功能。提供強(qiáng)大的仿真功能，使系統(tǒng)并行設(shè)計，從而縮短開發(fā)周期。本文上位機(jī)組態(tài)軟件采用北京亞控自動化軟件科技有限公司開發(fā)的“組態(tài)王6.5 ,“組態(tài)王6.5”以Microsoft Windows95 / Windows98/Windows NT中文操作系統(tǒng)作為其操作乎臺，充分利用了Windows圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點。它使采用PC機(jī)比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，大大減少了工控軟件開發(fā)者的重復(fù)性工作，并可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟件資源進(jìn)行二次開發(fā)。 “組態(tài)王6.5”軟件包由工程管理器TOUCHMAK和畫面運(yùn)行系統(tǒng)TOUCHVEW兩部分組成。 工程管理器是“組態(tài)王6.5”軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計的圖形畫面，命令語言，設(shè)備驅(qū)動程序管理，配方管理，數(shù)據(jù)報告等工程資源進(jìn)行集中管理，它內(nèi)嵌畫面開發(fā)系統(tǒng)。畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境，程序員在這個環(huán)境中完成界面的設(shè)計、動畫連接的定義等。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能:數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。利用組態(tài)王豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計界面的時間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。 TOUCHVEW是“組態(tài)王6.5”軟件的實時運(yùn)行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與I/O服務(wù)程序(數(shù)據(jù)采集組件)的數(shù)據(jù)交換。它通過實時效據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生