工業陶瓷烘房PLC控制系統

尹春鵬，孫昌會

（鄭州市電子信息工程學校，河南 鄭州 450007）

1 主要研究內容

文章簡單介紹了工業陶瓷烘房控制的相關知識，對本課題“工業陶瓷烘房PLC控制系統”進行系統的設計。本系統包括數據采集與控制模塊，設備管理與控制，數據分析與繪制模塊，數據操作與維護模塊，系統參數設置，用戶管理這六大模塊。

2 軟件需求

工業陶瓷烘房PLC控制系統要求能夠對多個陶瓷烘房的溫度進行監測、讀取，在微機控制端可以對點火，風機的開啟和關閉進行控制，對不同權限的用戶設置不同的權限，保護系統的安全，對使用控制系統的用戶進行嚴格的安全監測，并能夠對采集溫度數據進行存儲、讀取，數據庫的恢復與備份，數據報表的打印，能夠對人員進行管理，對交接班進行記錄。能夠與多種PLC通訊運行，提供基本的微機系統功能。能夠對采集周期，時間參數，口令設置與修改，打印機參數等進行設置。

工業陶瓷烘房PLC控制系統要實現上述需求，需要實現兩部分的功能，①從下位機數據采集，用來采集陶瓷烘房當前的各項數據；②上位機的軟件部分，對從下位機上采集的數據進行分析，實現更進一步的功能。

由于本系統比較簡單，所用的開發軟件成本不高，所用的開發人員不多。所要運行的平臺對硬件要求也不高。所以本系統的開發所用的成本就很低，加上本系統可以長期使用，那么它的投資效益比遠大于100%，所以在經濟上是可行的。

3 數據采集

數據采集與控制模塊中核心技術是借鑒計算機高級編程中的多線程的思想來設計開發，在PLC中可以設計多個循環任務，它類似于高級語言的線程，每個循環任務程序都可以它自己的運行內存、句柄和系統資源。

系統核心模塊程序由5個循環任務程序構成：PLC調度控制管理任務程序、協議宏外設通訊任務程序、數據處理任務程序、數據存取任務程序和數據顯示任務程序。

通過OMRONCPM2AH板卡對數據進行采集與輸入輸出，并在將這些數據通過特殊的通訊協議傳給上位機軟件。

4 軟件管理

為了達到需求，為了能夠對采集的數據進行分析與繪制，實現數據分析的繪制，實現數據分析與繪制模塊，根據當前溫度狀況選擇點火，或是開關風機進行溫度的控制來確保陶瓷烘房合適溫度，設置設備管理和控制模塊。通過數據采集周期等設置進一步控制陶瓷烘房正常運行。實現溫度曲線，動態記錄，模擬顯示。為了實現與數據庫的連接，能夠保存讀取溫度數據，實現數據庫的備份與恢復，能夠進行對數據曲線的報表打印，實現了數據庫的備份與恢復，能夠進行對數據曲線的報表打印，設置數據操作與維護模塊。還需要在上位機軟件設計用戶管理模塊，通過對工作人員權限的分配，使系統更加安全保密，并實現了簡單的人員管理。

5 系統運行要求

系統軟件：Win9x/Me/NT/2000/XP。

數據庫管理系統：DBMS。

硬件要求：奔騰200Mhz以上；內存：128M以上。

6 功能模塊設計

本系統整體被劃分了六大模塊：數據采集與控制、設備管理與控制、數據分析與繪制、數據操作與維護、系統參數設置、用戶管理模塊。

（1）數據采集與控制模塊：本模塊對陶瓷烘房溫度，濕度等參數進行采集檢測，通過PLC控制系統控制點火，開關風機，進行溫度和濕度的控制。

（2）設備管理與控制模塊：本模塊是上位機軟件中對點火和開關風機的手動控制開關，實際上還是PLC系統控制設備的開關。

（3）數據分析與繪制模塊：本模塊通過與PLC系統通訊，對采集到的數據信息進行分析，進行跟蹤曲線顯示，動態顯示各烘房溫度動態，并且能夠動態的繪制與顯示溫度動態曲線。

（4）數據操作與維護模塊：本模塊對數據曲線進行瀏覽，存儲，編輯。并且能夠對歷史數據進行保存，清除，恢復，能夠對數據進行打印。

（5）系統參數設置模塊：本模塊能夠對上位機軟件進行人性化設置，能夠對數據的采集周期，曲線刷新周期進行設置，儀表設置參數，能夠對不同的PLC控制系統進行配置，增加了系統的兼容性，更加方便使用。打印機設置能夠對打印參數進行設置，使打印格式符合一致。

（6）用戶管理模塊：能夠對人員進行添加刪除，通訊錄進行管理，進行口令設置，給不同的用戶分配不同的權限，保證了系統的安全性。

7 PLC控制系統概要設計

根據陶瓷烘房控制總體特點，可將各個獨立運行的實體進行集中管理，設計成由若干個溫區形成分布式控制系統，也就是將整個系統控制分割成若干子系統，每一個子系統由多個控制器下位機來負責具體的控制工作，操作人員使用該子系統中的集中操作站，一覽整個系統情況，并可參與各個子系統的控制運行，監視各個控制站的報警和故障處理進程。

整個系統核心部分由一臺功能強大的PLC（又稱上位機）與終端顯示設備、多個下位控制器（又稱下位機）組成。其中上位機與多個下位調節器是通過RS485總線形成的一個功能強大的異步協議宏通訊網絡。每一個下位機具體控制點火開關或者風機的開關。

本系統通過下位機采集陶瓷烘房的溫度數據，通過一定的通訊協議與上位機軟件進行通訊，上位機可以控制多個陶瓷烘房，對采集來的數據進行分析繪制，比較簡單，從理論上采用這種結構是可行的。

由于以前沒有接觸過工業方面的東西，總是感覺十分棘手，所以不是輕而易舉就可以完成的，同時也花費了大量時間和精力。本文研究的是“工業陶瓷烘房PLC控制系統”，研究過程嚴格按照軟件工程的軟件設計步驟進行的。從需求分析，到功能模塊設計，最后到系統模塊的詳細設計及具體實施，整個過程比較細致。在個人看來，此系統具有很大的實用性，對于現實的工業加工方面有一定的作用。