港口流程設(shè)備控制系統(tǒng)改進

厲復(fù)興 張煥煜 李 強

作者通聯(lián)：日照港股份公司第一港務(wù)分公司設(shè)備技術(shù)科山東日照市黃海一路126號 276826

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一、存在的問題

日照港第一港務(wù)分公司共有84條流程，89臺翻車機、皮帶機及取料機等流程設(shè)備，根據(jù)使用經(jīng)驗，這些采用單一PLC技術(shù)的流程設(shè)備控制系統(tǒng)存在以下諸多問題。

（1）按單條流程進行設(shè)備的連鎖編程，需要大量的互鎖和連鎖程序段。

（2）每次生產(chǎn)擴建添加新設(shè)備、新流程時，需要仔細閱讀并大幅改動原有程序，難度大。

（3）PLC不擅長數(shù)據(jù)計算、循環(huán)控制和字符串賦值，每次涉及這類功能，都需要大篇幅程序。

（4）程序編寫過程中產(chǎn)生大量的中間過渡點，占用PLC內(nèi)存，減緩了PLC處理數(shù)據(jù)速度。

為此，公司結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、高級匯編語言和原有PLC重新設(shè)計流程設(shè)備的控制方式。

二、流程設(shè)備控制系統(tǒng)改進

1.設(shè)計方案

依托數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫表格中建立設(shè)備編號表、流程編號表、流程中設(shè)備順序編號表。利用ODBC數(shù)據(jù)源管理器建立數(shù)據(jù)庫與上位機之間的數(shù)據(jù)連接，上位機提取數(shù)據(jù)庫表格中的信息。采用高級語言對提取的信息進行賦值、循環(huán)計算，通過上位機與PLC的連接，由PLC發(fā)送流程設(shè)備啟動、停止指令，并采集流程設(shè)備信息，進行上位監(jiān)控（圖1）。

2.控制方式的建立

（1）利用 Microsoft Access表格建立日照港設(shè)備數(shù)據(jù)表格。①設(shè)備分列表（表1），對流程設(shè)備排序；②流程分列表（表2），對流程號排序；③流程中設(shè)備順序分列表（表3），對每條流程的設(shè)備順序編號，將每條流程的設(shè)備號從上游到下游進行順序排列。

圖1 流程設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計流程

表1 設(shè)備編號

表2 流程編號

（2）結(jié)合上述設(shè)備數(shù)據(jù)表格，利用MicrosoftAccess建立關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（圖2）。制作設(shè)備起始—結(jié)束列表（ 表 4），挑選出每個流程的起始設(shè)備和結(jié)束設(shè)備，如1#流程起始設(shè)備是 110#設(shè)備（2#翻車機），結(jié)束設(shè)備是114#設(shè)備（1#堆料機）。制作設(shè)備信息綜述表格（ 表 5），對流程號、設(shè)備號、流程中設(shè)備編號進行綜述，如1#流程順序依次是110#設(shè)備（2#翻車機）、17#設(shè)備（3-4皮帶機）、80#設(shè)備（3-3皮帶機）、16#設(shè)備（3-2皮帶機）、84#設(shè)備 （3-1皮帶機）、14#設(shè)備（1#堆料機）。

3.使用 ODBC連接數(shù)據(jù)庫

基于Window自帶的ODBC數(shù)據(jù)源管理器，通過ODBC數(shù)據(jù)源系統(tǒng)DNS建立Window與日照港設(shè)備 Microsoft Access表格的連接（圖3）。上位機使用SQL語言，可利用ODBC直接讀取、填寫數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)。

表3 設(shè)備順序編號

圖2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

表4 設(shè)備起始—結(jié)束列表

表5 設(shè)備信息綜述列表

圖3 ODBC數(shù)據(jù)源管理器

4.上位機編程

（1）在上位機創(chuàng)建每條皮帶機的啟動、停止點，并建立上位機與PLC的通信。

（2）在上位機建立組態(tài)畫面。以CIMPLI-CITY編程軟件為例建立上位畫面（圖4）。

圖4 上位畫面

利用圖4腳本VB語言編寫循環(huán)語句，通過起始和終點設(shè)備選出流程號及其流程設(shè)備。

利用SQL語言通過ODBC數(shù)據(jù)源管理器打開設(shè)備開始—結(jié)束分表格，選擇流程號。

通過選出的流程號，利用SQL語言選擇前3個設(shè)備進行顯示，由操作人員確認流程是否正確。

操作員點擊流程啟動按鈕，將對應(yīng)流程里的所有設(shè)備進行賦值。上位機采用VB語言的循環(huán)語句賦值，PLC同時收到整流程所有設(shè)備的啟動、停止信號。

5.PlC程序控制

（1）流程設(shè)備PLC啟動控制。利用上游皮帶機的啟動信號作為本條皮帶機的啟動、運轉(zhuǎn)連鎖（圖5）。

（2）流程設(shè)備PLC停止控制。流程皮帶機的皮帶機長度/皮帶機轉(zhuǎn)速=順序停機的設(shè)定時間（圖6）。

圖5 啟動PLC控制方式

圖6 停止PLC控制方式

流程設(shè)備控制系統(tǒng)改進后，新設(shè)備的添加只需在數(shù)據(jù)庫表格中進行，避免了因添加設(shè)備進行大篇幅修改程序的工作。控制程序按照軟件特點進行優(yōu)化分配，上位機擅長處理畫面和高級語言，PLC擅長開關(guān)量信號，確保軟件發(fā)揮出特長，有效簡化了程序段長度。