混凝土攪拌站生產控制軟件的改造及應用

高豐

（徐州中聯混凝土有限公司 ，江蘇　徐州　221168）

混凝土攪拌站生產控制軟件的改造及應用

高豐

（徐州中聯混凝土有限公司 ，江蘇徐州221168）

本文介紹了原混凝土生產控制部分存在的主要問題，改造后生產控制硬件構成架構及軟件的控制方式，并重點介紹了新軟件的控制功能，控制模式，擴展應用等特點。

混凝土；生產控制軟件；擴展；特點

0　前言

攪拌站生產控制軟件作為攪拌站生產線的重要組成部分，在攪拌站正常生產、提高生產效率、提高配料精度避免浪費及提高公司管理水平、生產數據對外互通等方面具有重要作用，為了更好地掌握生產控制軟件，提高公司的整體水平，我公司和江蘇瑞奇自動化公司合作開發一套混凝土生產控制軟件，把目前的生產控制軟件逐步更換，現已開發完畢，并在公司19條線上穩定運行，各種接口完全對接。

1　原生產控制軟件存在的主要問題

（1）公司的原生產控制軟件種類較為繁多，在生產過程中經常出現電腦死機、軟件崩潰，給生產維護、備件統一管理帶來很多困難。

（2）由于收購前維護主要由控制軟件廠家進行（設有密碼），使公司人員無法掌握核心技術，這給公司進一步軟件升級，特別是公司在提高統一化管理上（與 ERP 對接）形成阻礙，造成很多生產需要的信息無法正確上傳，給公司的管理推進帶來較多不便。

（3）由于收購前原公司大多存在款項未付清現象，經常出現站點控制軟件在正常生產情況下給遠程鎖死，造成生產無法正常運行，給生產運行、產品保供帶來無法預知風險。

（4）有些軟件多次未進行更新換代，已不適應現在生產需要，且現在控制軟件已大多更新為全計算機鼠標控制，無外裝控制按鈕，而公司控制軟件大多還在初級控制方式，與整個混凝土行業發展已不適應。

（5）與建設局軟件（黑匣子）無法對接。

2　解決方案

（1）和瑞奇自動化公司合作自主開發一套生產攪拌站控制軟件，該軟件采用 Profibus 總線技術，基于 PLC＋一秤一表的架構，靈活可靠，管控分離穩定性高，軟件架構如圖1所示。

（2）控制硬件組成：主要由西門子1214CPU 的 PLC 控制器，MODBUS RTU 通訊模塊，擴展數字量輸入輸出模塊，24V 過度繼電器，一秤一表等組成，并安裝稱重儀表監控及電腦操作臺。

圖1　軟件架構圖

3　軟件特點

（1）控制器和稱重儀表與上位監控電腦的通訊采用以太網，通訊速度高，軟件對現場設備動作監控的響應速度快，無滯后感，稱重儀表信號也能及時響應。

（2）采用工業以太網的通訊方式，可以允許較遠距離的監控，允許一個廠區內的多條生產線的控制集中在一個控制室內，所有的操作人員集中操作，還可結合調度、實驗室人員，將便于企業管理，提高生產效率。

（3）這種架構的控制軟件，監控電腦中不需要插入板卡、不需要連接復雜的擴展設備，不需要在電腦中安裝復雜的各類驅動程序，也不需要對電腦做任何特殊設置或過高要求，實現真正的管控分離。

（4）一秤一表的結構設計靈活性比較大，故障點也比較分散，任何一臺秤出現問題均可以進行單獨更換維修，設備升級改造，加秤也比較方便，只需加上一個表即可以實現加秤。

（5）當生產有特殊需求，比如工藝改變、維修設備需要更換輸入輸出點等需要時， 可以自己進行程序更改，數據維護，不需通過廠家進行。

（6）建有本地數據庫，當 ERP 或網絡出現異常，能夠正常生產及生產數據記錄。

為了提高生產效率、簡化操作流程、降低維護難度，控制軟件設計上還具有如下方面的優點：

（1）操作簡單便捷

圖2　主生產界面

由圖2主生產界面可以看出：

A、主生產界面即可安排生產，不需要界面的切換，簡化了操作員的操作；

B、軟件全自動運行，只需要根據任務安排好生產，鼠標點擊一下啟動生產按鈕，其余軟件自動完成包括自動振動和自動破拱，直到軟件自動響鈴提醒生產完成。

C、所有操作均可以通過鼠標實現，包括振動、破拱、響鈴、小票（發貨單）打印等。避免操作員精力的分散；

D、生產界面信息顯示完整、界面直觀，不需任何操作即可看到配方、設定值、實時值、完成值、精度、含水率等信息。

E、生產操作日志：軟件內建有完善的生產日志，記錄生產中發生的異常情況，確保生產安全。

F、完善的權限控制：根據需要，可以將軟件的權限設置到每一個功能點。

（2）提高生產效率

A、連續生產：只要生產隊列有沒生產的，無需人工干預即可實現自動生產，且能夠實現前車沒有走，后車的任務已經啟動生產，顯著提高了生產效率。

B、連續生產的任務第一盤自動禁止卸混凝土，確保運輸車輛就位，防止意外發生。

C、骨料秤卸料多種投料方式，調試時可做到皮帶無空閑，提高皮帶輸送效率和整機效率。

D、在一個車任務中可安排上砂漿的生產，生產完混凝土后，響鈴通知司機生產砂漿，然后自動開始砂漿的生產，無需人工干預，提高生產效率。

E、換倉換秤功能：當生產過程中出現某一個倉的原料不夠接下來的生產時，操作員可以通過“換倉換秤”功能，不用停止生產。

（3）易維護

A、故障報警：設備發生故障時，軟件可以進行閃光報警；生產過程中，軟件會實時檢測軟件設備的狀態，當不能滿足生產條件時，生產過程會被中斷，確保生產安全。

B、生產過程中機械設備的故障：卡門、漏料、門打不開、皮帶停轉等均可以在主生產界面上進行顯示，并提示操作員檢查的方法和步驟。

C、對不影響流程的報警，操作員可以選擇先忽略，以繼續流程，擇時處理。

D、軟件由多個稱重儀表+BCS7控制器組成，每一個部分出現故障或損壞，均可以通過單獨的替換解決，降低設備維護費用和維護難度。

E、電腦中不插入任何東西，對電腦配置要求較低，任何一臺可以運行 WIN7的商用電腦，甚至筆記本也可用于生產。

4　擴展應用

控制軟件專門開發了與 ERP 軟件和建設局控制軟件對接的數據庫，實現企業的生產及管理自動化、信息化、智能化，功能簡述如下：

（1）軟件可與我公司的 ERP 網絡化管理軟件實現整個攪拌站公司的網絡化辦公及管理。

（2）通過 ERP 軟件可以實現生產任務的集中調度，由調度人員安排站生產的任務，并實現自動生產，現場操作人員只是監看設備運轉情況。

（3）在總調度室及相關人員計算機安裝了遠控支持軟件，可以及時監控現場生產情況，從而避免了因生產現場較遠而不能及時了解的不利狀況。

（4）開發了粉倉管制對接，砂石分離機中水使用對接，粉倉的袋收塵、高低料位等對接。

5　投資費用

（1）軟件開發：每套1萬元，含與 ERP 的對接費用。

（2）增加 PLC 軟件控制柜，含稱重儀表，每套約3萬元。原主回路柜繼續留用。

（3）因原電腦配置較低，全部重新更換為 I3-3240/4G/500G/集顯/雙 PCI /1個九針 COM 口的高配置計算機，每個約3000 元。

（4）其它投資：控制柜安裝，儀表布線，網絡接口等附件，約5000 元。

6　結束語

（1）通過對攪拌樓生產控制軟件改造后，給公司混凝土生產效率提高提供了有力保證，減少了大量的維護費用。

（2）因操作軟件的統一、操作畫面基本一致，操作員可以在不同站點之間互相操作、學習，對不同設備之間的優缺點更加了解，也利于公司對影響效率的地方加以改進。

（3）可及時從 ERP 看到生產實時數據，對影響產品質量的不足之處可及時看到，質量控制人員可及時對混凝土進行調整，使產品質量得到提高，也更加穩定，公司品牌形象也得到了較大提高，公司整體信息化管理上了一個新臺階。

［通訊地址］江蘇省徐州市新城區昆侖大道綠地商務城藍海B 棟1313室（221100）

高豐（1972―），男，工程師。