和利时LK系列PLC在混凝土搅拌站控制系统中的应用(2)

PLC硬件配置

为提高系统的可靠性，本系统采用支持冗余的CPU LK210组成冗余控制系统，以及高速模拟量采集模块LK412，其全通道（6通道）采样周期小于50ms，并且通道之间是隔离的。高速模拟量采集对于提高搅拌站控制系统的投料精度至关重要，也是提高混凝土质量的保障。PLC控制系统硬件清单如下：

表 3-1 PLC控制系统硬件清单

上位机操作系统

上位机操作系统采用和利时公司的FacView进行开发，实现对PLC控制站的监视与控制。通过连接SQL2000数据库进行配方数据设置、读取；生产任务、生产数据记录等工作。整个混凝土的生产流程如图3-2所示，从图中可以看出从下生产订单到混凝土生产，直至最后的生成生产报表都可以自动完成，系统的自动化程度非常高，操作很方便。

图 3-2  混凝土生产流程图

系统的监控画面如图3-3所示，在这里可以对整个系统进行手动或自动控制并监视系统的运行状态，在画面的左下角可以进行生产订单下载、配方选择等操作，右边可以对系统误差值以及时间等参数进行设置。本系统还具有任务管理、配方管理、生产数据浏览和生产数据报表打印等功能。

图 3-3  上位机监控画面

触摸屏操作系统

触摸屏也可以完成对系统的监视与控制，并拥有配方管理、生产数据记录功能等，触摸屏操作界面如图3-4所示：

图 3-4  触摸屏监控画面

4 应用特点

基于LK PLC的混凝土搅拌站系统具有如下特点：

可靠性

可靠性是搅拌站系统的关键，本系统采用LK冗余控制系统进一步保证了系统的可靠性，当主CPU出现故障时，从CPU会在一个扫描周期（50ms）之内完成切换，从而保证系统不间断运行。不仅如此系统还支持以太网冗余，DP总线冗余，以太网冗余保证了LK与上位机通讯的可靠性，DP总线冗余保证了本地背板与扩展背板通讯的可靠性。上位机系统采用PC与触摸屏互备，触摸屏作为PC机的备用，当PC机出现问题的时候可以使用触摸屏控制搅拌站系统，从而不会耽误生产，可以看出本系统在控制层与管理层都有相当高的可靠性。

系统功能强

LK系列PLC可靠性高，运算速度快，逻辑控制容量大，还可进行在线调试、支持增量下载，支持多种语言混合编程，特别适合混凝土搅拌站这样逻辑比较复杂，要求数据运算速度快的系统。增量下载功能能够在完成程序的修改同时不会影响系统的现有状态，为系统调试带来很大方便。混凝土搅拌站系统属于比较典型的顺序控制系统，并且逻辑比较复杂，本系统采用顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）以及结构化文本语言（ST）混合编程的方式实现了系统逻辑，骨料、粉料以及液体料剂投料的过程采用SFC编程实现，手动控制等逻辑采用LD实现，一些比较复杂的控制算法采用ST实现，整个程序可读性强易于修改。

投料精度高

系统模拟量采集速度对于混凝土搅拌站控制系统的投料精度以及产出的混凝土品质有着至关重要的影响，本系统采用高速模拟量采集模块（6通道采样周期小于50ms），为保证系统的投料精度以及混凝土品质提供了保障。

数据库记录完善

上位机操作系统采用Facview组态软件以及SQL2000数据库搭建，可以实现系统监控以及生产数据记录等功能，触摸屏作为上位机的备用同样有系统监控以及数据记录等功能，在上位机出现故障的时候可以单独使用进行生产。

参考文献

王晓初，基于PLC的混凝土搅拌站控制系统设计[J]，广东工业大学.

艾小松，混凝土搅拌站智能控制系统[J]，中南大学.

田奇，《混凝土搅拌楼及沥青混凝土搅拌站》，中国建材工业出版社.

顾战松，《可编程控制器原理与应用》，国防工业出版社.

和利时公司，LK大型可编程控制器硬件手册，2008.

作者简介

刘雍，东北大学硕士研究生，研究方向自动控制，现任北京和利时自动化驱动技术有限公司行业技术支持