造紙涂料實現自動化成功后解析

王國慶

（山東泉林紙業有限責任公司，252800）

造紙涂料實現自動化成功后解析

王國慶

（山東泉林紙業有限責任公司，252800）

針對液位檢測與控制設計了一種基于組態軟件的PLC自動控制系統。系統以工控機為核心，采用分布式遠程模塊完成數據的采集與控制信號的發送。系統的底層畫面由VB開發，通過DDE與“組態王”開發的人機界面進行數據交換，控制采用閉環系統。為此，本文對系統的硬件配置、上位機應用軟件設計進行了詳細的討論。

液位檢測與控制系統 組態軟件 PLC

一 概述：

組態王是國內有名的組態軟件，山東泉林紙業有限責任公司涂料生產車間技改所用液位檢測與控制系統組態監控軟件就是組態王軟件。配料與監控過程均是用組態王軟件去自動實現，操作人員只需觀看報警指示便可確定那種附料需要加注，加注后的過程由組態王軟件去發出指令由現場設備自動進行。

組態王實現的畫面生動有效，體現了友好的人機對話。本文主要敘述組態王實現自動液位檢測與PLC控制的實現方法。

二 具體配置及實現方法：

1 系統硬件組成

1.1 工控機

本監控系統的主控計算機選用研華公司的IPC-610H系列工控機，其穩定性高，可滿足控制系統在惡劣環境下長期不間斷工作的要求。

1.2 通信模塊

采用研華公司的ADAM4520通信模塊，用于實現RS485與RS232通信協議的轉換，實現計算機與遠程模塊的通信。

1.3 模擬量采集模塊

采用研華公司的ADAM4017遠程數據采集模塊，通信接口為RS485，用于采集現場液位變送器的4～20MA電流信號。

1.4 數字量輸入/輸出模塊

采用歐姆龍公司的PLC模塊，C200HX 64位CPU，可以擴展出多個數字量和模擬量輸入輸出模塊，并且與電腦RS232通訊線可以自己制做。

1.5 模擬量輸入/輸出模塊

采用歐姆龍公司的C200HX PLC擴展模塊與歐姆龍公司的24V繼電器組成。

1.6 現場所用設備

螺桿泵（用于輸送物料），氣動閥門（控制進料），臨近開關（接受閥門開關信號并傳遞），液位變送器，電磁閥等。

2 系統軟件設計

工控機的系統軟件平臺選用Windows XP操作系統，應用軟件的人機界面由組態王6.52”開發，后臺的畫面程序由“Visual Basic6.0”編寫。組態王具有數據采集與控制功能，可以通過硬件驅動程序現場設備通信，完成數據采集和控制任務。其具有圖形化用戶接口，允許開發者使用圖形化的組態方式進行系統配置，并可以定義圖形對象的動態特性。組態王還提供了安全權限、報警及報警管理等功能。軟件的結構如圖所示。

2.1 實時數據庫

實時數據庫是整個系統數據處理的核心。為了使現場數據狀況以動畫的形式反映在屏幕上，同時操作人員在計算機前發布的指令要迅速地到達現場，必須建立實時數據庫。實時數據庫是聯系上位機和硬件設備的橋梁，它包含了全部數據變量的當前值。數據庫中的變量，包括I/O變量和中間變量在組態王的數據詞典中進行配置。當系統運行時I/O變量的數據通過I/O驅動程序從硬件設備獲取或向硬件設備輸出。

2.2 控制程序

由于用組態王所提供的編程語言在腳本程序中編寫控制程序較復雜，另外大量的參數和中間變量會占用組態王的點數，會使軟件成本大幅提升。因此，底層畫面部分由VB編寫，在后臺運行，它與人機界面之間通過DDE進行數據交換。系統運行時的應用程序，即高低液位中斷報警服務程序的流程圖，如下：

系統運行時分為兩種控制狀態：手動控制和自動控制。當選擇手動控制模式時，操作人員應根據現場的實際情況做出判斷，直接操作控制室內盤柜上的開關控制現場設備。當選擇自動控制模式時，有開環控制和閉環控制兩種方式。開環控制即高低液位控制，由操作人員根據經驗制定控制計劃，系統根據設定的液位參數自動地控制電磁閥連接的閥門開關及輸入泵啟停；閉環控制以液位變送器檢測到的物料液位報警限作為反饋，系統根據智能控制算法實時地控制電磁閥連接的閥門開關及輸入泵啟停，而達到供料穩定。

此時，控制室內盤柜上的手動/自動切換開關在自動位置，啟停按鈕不起作用。

2.3 人機界面系統的人機界面由操作運行窗口、實時曲線窗口、歷史曲線窗口、報警信息窗口、、參數設置窗口及幫助信息窗口等組成。為了安全、避免誤操作，人機界面各窗口均全屏顯示，液位設置添加密碼。

（1）操作運行窗口系統操作運行窗口顯示整個系統的全景畫面，畫面可以實時地顯示出每個料罐的液位及報警限。

（2）分部畫面以動畫的形式模擬顯示控制過程中電磁閥和電機等執行機構的運行狀態，例下圖：

（3）其他窗口

如參數設置窗口，在此窗口可以對系統的自動控制運行參數進行設置，包括液位上下限，權限密碼等，其它功能窗口不再詳述。

三 結束語

目前，我公司對此技改項目已投入應用，運行過程中除機械故障外，項目的軟件部分及主要自動部件基本無故障，證明了此項目的可行性與易用性。并且此項目節約了大量的人力資源，解決了當今企業用工難題，生產成本大幅下降。可作為化工液體制造類一個成功的案例。

2011－7－25

作者：王國慶

地址：山東省聊城市高唐縣泉林集團電儀車間

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