PC構件碼垛養護控制系統的設計

李愛民 安淑女

摘 要：PC構件自動碼垛養護是PC構件生產的一種高效生產方式。本文設計了一種基于組態軟件的PC構件碼垛養護控制系統，該系統以S7-200 smart PLC為控制器，觸摸屏為人機界面設備。該系統降低了工人勞動強度，提高了養護窯溫濕度的控制精度。

關鍵詞：碼垛;養護窯;PLC;觸摸屏

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.114

1 引言

PC構件的養護分為四個時期，分別是：靜置期，升溫期，恒溫期，降溫期。為了提高PC構件的強度，混凝土澆筑后，應將PC構件的溫度上升到一定值，然后保持恒溫一定時間。在升溫和降溫的過程中，應避免溫度的急劇變化。

PC構件養護是將PC構件在養護窯中存放，經過靜置期、升溫期、恒溫期、降溫期等幾個階段使PC構件凝固強度達到要求。養護窯由窯體、蒸汽系統、控制系統等組成。養護窯控制系統包括電氣控制系統、溫濕度傳感器、變頻器、上位機等組成。

2 PC構件養護控制系統硬件設計

PC構件養護控制系統由養護窯和碼垛機組成。碼垛機由平臺提升機和行走大車組成。平臺提升機變頻器驅動碼垛機提升平臺升降運動。大車行走變頻器驅動大車前進、后退，將養護平臺送入養護窯。比例電磁閥進行養護窯的溫度、濕度控制。控制系統需要56個數字量輸入，35個數字量輸出，4個模擬量輸入，2個模擬量輸出。采用s7-200smart系列PLC作為控制器，選用一個CPU SR60（36DI/24DO）、一個數字量擴展模塊EM DR32（16DI/14DO）、一個數字量擴展模塊EM DI08（8DI）、一個模擬量擴展模塊EM AI04（4AI）采集養護窯溫度值和濕度值。

系統接收到上位機的發送的工藝參數后，通過溫度傳感器和濕度傳感器采集養護窯的溫濕度，采用PID控制方式，自動調節蒸汽閥門，完成養護窯的溫濕度的控制。上位機可以實時監控溫濕度變化。

3 養護窯控制系統軟件設計

控制系統軟件部分包括下位機的PLC軟件和上位機的組態軟件。

PLC控制軟件包括初始化模塊、提升機和大車行走模塊、溫濕度采集模塊、溫度PID控制模塊等。初始化模塊將所有狀態復位到原始狀態。溫濕度采集模塊用來檢測和處理窯內溫濕度，并上傳到上位機實時顯示。溫度PID控制模塊控制升溫過程，使蒸養窯內溫度以設定速率上升，無溫度階躍變化。

上位機組態軟件采用昆侖通態組態軟件。監控養護窯溫濕度變化，和碼垛車運行狀態，進行碼垛車的手動或自動操作。采用昆侖通態研發的人機界面，型號為TPC7062KS。該人機界面是高亮度TFT液晶7英寸觸摸屏。

監控界面由監控主界面、歷史曲線主界面、密碼登錄界面、退出界面、手動操作、自動操作、庫位記錄等界面組成。手動操作界面如圖2所示，手動操作可進行碼垛車的橫移的前進、后退、橫向定位、上升、下降、垂直定位、養護窯門的開啟、模板平穩送入、送出分步動作。

自動操作界面分為自動進庫和自動出庫兩種方式，自動操作由于采用了程序預設功能，碼垛車可以按倉位預設的次序運行，使碼垛車按預設優化路線運行。使碼垛車運行時間周期最短，確保碼垛車不影響整個生產線的運行節拍。

自動操作時，如果按下觸摸屏主界面的停止按鈕，自動操作停止。操作臺上的進庫允許旋鈕旋至允許位置時，允許碼垛機控制生產線的進庫位的模臺送入碼垛機。操作臺上的出庫允許旋鈕旋至允許位置時，允許碼垛機控制生產線的出庫位，碼垛機把提升平臺上的模臺送出至生產線的出庫位置。

庫位界面可以顯示庫位編號、已養護時間、入庫時間等信息。

4 結束語

文本介紹了養護窯控制系統，該系統使用西門子S7-200smart PLC為控制器，使用昆侖通態人機界面TPC7062KS為上位機，完成養護窯溫度控制和碼垛機的自動運行。該系統不僅降低了工人勞動強度，而且提高了養護窯系統的控制精度和產品質量。

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基金項目：住房和城鄉建設部科學技術計劃項目（2017-K9-037）

作者簡介：李愛民（1976-），男，江蘇徐州人，碩士，副教授，主要從事機電一體化產品的研發與教學工作。