引言

    在新型墻材工業(yè)中，各種原料的稱量、配比和混合是新型墻材生產(chǎn)流程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，會(huì)直接影響到最終墻材成品的質(zhì)量。原有的PLC配料自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于保障配料過程的精確性和可靠性等具有重要作用，但依然存在諸如數(shù)據(jù)處理能力弱、人機(jī)界面不太友好等不足。

    組態(tài)軟件WinCC具有開發(fā)平臺(tái)友好、功能豐富等特點(diǎn)，可直觀展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀態(tài)，并支持多種數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)過程、事件等重要數(shù)據(jù)。因此，基于組態(tài)軟件WinCC開發(fā)和設(shè)計(jì)配料監(jiān)控系統(tǒng)，可進(jìn)一步改進(jìn)存在的不足，提高配料系統(tǒng)的易用性和可靠性，更好地滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要。

1 配料工藝概述

    在某新型墻材生產(chǎn)項(xiàng)目中，采用的主要原料有山砂、石灰、石膏等，其配料過程整體上可以分為生石灰入倉、砂石料入倉、混合料人倉、成型料入倉等4個(gè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，涉及生產(chǎn)設(shè)備有：料倉、定量給料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、消化倉等，工藝過程¨1如圖1所示。

    (1)山砂經(jīng)過破碎后進(jìn)入砂倉；生石灰、石膏經(jīng)過破碎、粉磨后進(jìn)入料倉，儲(chǔ)存待用。

    (2)經(jīng)連續(xù)式計(jì)量皮帶秤計(jì)量后的砂、螺旋式計(jì)量秤計(jì)量的粉狀生石灰和石膏等原料，按需要的質(zhì)量配比，輸送至雙軸攪拌機(jī)攪拌混合后，輸送到消化倉內(nèi)，進(jìn)行大約6 h消解熟化。

    (3)消解好的原料經(jīng)過輪碾機(jī)進(jìn)行二次碾壓混合，進(jìn)一步提升原料塑性及混合均勻性，然后輸送入成型料倉，供后續(xù)壓制成型階段使用。

    圖1 配料工藝過程圖

    配料監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控各配料設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，并具有手動(dòng)／自動(dòng)等控制模式，可模塊化配置控制單元。

2 配料監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

    2．1 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

    所設(shè)計(jì)的配料自動(dòng)化系統(tǒng)可分為：現(xiàn)場(chǎng)操作控制、過程控制和管理層控制等3個(gè)不同層次模塊，如圖2所示。

    配料操作層控制模塊應(yīng)用先進(jìn)的S7—200 PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有機(jī)銜接、重要生產(chǎn)參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)與控制、減少能源及物料消耗、降低生產(chǎn)成本；過程控制模塊通過專用的WinCC V6．2組態(tài)軟件對(duì)中央監(jiān)控機(jī)進(jìn)行組態(tài)，通過總線通訊的模式，將配料操作層的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，直接傳至中央監(jiān)控機(jī)，使管理者完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置的管理和控制，并自動(dòng)生成生產(chǎn)、故障等統(tǒng)計(jì)報(bào)表；管理層控制模塊通過增加網(wǎng)絡(luò)訪問模塊，可使企業(yè)異地管理者或技術(shù)工程師對(duì)生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制和管理。

    圖2 配料監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    2．2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控分析

    PLC現(xiàn)場(chǎng)操作控制系統(tǒng)選用S7—200可編程控制器，CPU選用S7—216CN，使用STEP 7 MirowWIN_V4專用軟件進(jìn)行PLC編程，組成功能模塊和儀表如表1所示。

    表1 主要功能模塊與現(xiàn)場(chǎng)儀表

    在配料過程中，PLC主要工藝控制流程為：

    (1)生石灰／石膏入倉階段：生石灰／石膏經(jīng)鄂式破碎機(jī)破碎，進(jìn)入雷蒙磨機(jī)磨輾到工藝要求后，經(jīng)空氣提升機(jī)提至石灰料倉存放備用。各生產(chǎn)設(shè)備啟、停采用生石灰料倉高、低位料位開關(guān)量控制(手／自)，當(dāng)料倉高位時(shí)該設(shè)備組啟動(dòng)禁止并報(bào)警，當(dāng)料倉低位時(shí)具有啟動(dòng)提示功能。

    (2)砂石料入倉階段：砂石經(jīng)振動(dòng)篩篩選后，由輸送皮帶送入對(duì)輥機(jī)碾碎，進(jìn)入提升皮帶機(jī)，送入砂石料倉備用。各生產(chǎn)設(shè)備采用開關(guān)量控制，其啟、停受砂石料倉高、低料位開關(guān)量控制(手／自)，當(dāng)料倉高位時(shí)該設(shè)備組啟動(dòng)禁止并報(bào)警，當(dāng)料倉低位時(shí)具有啟動(dòng)提示功能。

    (3)混合料入倉階段：粉狀生石灰采用螺旋定量給料機(jī)計(jì)量稱重，砂石料經(jīng)調(diào)速皮帶定量給料機(jī)計(jì)量稱重，補(bǔ)水采用三級(jí)水量控制，人工選定方式加入，按工藝重量配比，進(jìn)入攪拌系統(tǒng)攪拌，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間后，由輸送皮帶送入消化倉消解陳化。

    各消化倉裝配有高、低位料位開關(guān)，混合料的人倉可由系統(tǒng)自動(dòng)分配，在一個(gè)倉滿倉后，自動(dòng)分配到下一個(gè)倉，采用模擬量和開關(guān)量控制。

    (4)成型料入倉階段：混合料在消化倉經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的消解陳化后，經(jīng)調(diào)速皮帶定量給料機(jī)計(jì)量稱重，補(bǔ)水采用三級(jí)水量控制，人工選定方式加入，按工藝重量配比進(jìn)入輪碾機(jī)輪碾，達(dá)到工藝要求時(shí)間后，由輸送皮帶送入成型料倉。在壓機(jī)成型料倉滿料時(shí)，自動(dòng)停止向成型料倉輸送料，采用模擬量和開關(guān)量控制。

    特別對(duì)于皮帶輸送機(jī)和皮帶提升機(jī)設(shè)備而言，為保證各工藝階段皮帶機(jī)設(shè)備在下次啟動(dòng)時(shí)，不會(huì)因?yàn)槲锪隙逊e過重打滑，影響各皮帶機(jī)正常啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要確保物料不要堆積在各皮帶機(jī)上，在各設(shè)備組間設(shè)置一定的聯(lián)鎖控制邏輯，在后端設(shè)備停機(jī)指令下達(dá)后，需按照物料運(yùn)行順序要求，各皮帶機(jī)和提升機(jī)先后自動(dòng)運(yùn)行l(wèi)圈后停止。

    2．3 過程監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

    WinCC 6．2組態(tài)軟件包含有變量管理、圖形編輯器報(bào)表編輯器、報(bào)警記錄等多種模塊，可快速生成一個(gè)符合要求的、針對(duì)特定工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的配料監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)控管理，設(shè)計(jì)的配料監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能如圖3所示。

    圖3 配料監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)圖

    該配料系統(tǒng)具有配料工藝流程圖、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警和報(bào)表等不同的功能畫面，配料主要工藝流程圖如圖4所示，配料生產(chǎn)過程的整體物料流程，各生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、過程等都有形象地表現(xiàn)。

    單擊該流程圖子流程按紐，即可進(jìn)入生石灰入倉、砂石料入倉、混合料入倉和成型料入倉等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)。同時(shí)，雙擊配料生產(chǎn)流程畫面中的設(shè)備圖標(biāo)，則會(huì)彈出對(duì)應(yīng)設(shè)備的控制窗口畫面，便于修改設(shè)備的控制和工藝參數(shù)。

    該配料系統(tǒng)提供了手動(dòng)、自動(dòng)2種控制切換模式，通過不同級(jí)別的監(jiān)控管理權(quán)限，在啟停設(shè)備、工況發(fā)生變化、調(diào)整工作流程等情況下，可選用不同的過程控制方法；現(xiàn)場(chǎng)重要參數(shù)設(shè)定有報(bào)警功能，有新報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，可自動(dòng)彈出報(bào)警畫面，并自動(dòng)記錄報(bào)警發(fā)生時(shí)間、報(bào)警類型等信息。

    圖4 配料工藝流程界面圖

    要實(shí)現(xiàn)WinCC 6．2對(duì)S7—200 PLC的當(dāng)前過程值的訪問，需在WinCC 6．2與S7—200 PLC之間組態(tài)一個(gè)通訊通道。使用WinCC 6．2自帶有PROFIBUS—DP專用通道，直接在WinCC 6．2“變量管理”中添加“SIMATIC S7”通道，再在“SI—MATIC S7”通道下建立WinCC 6．2與s7—200 PLC之間的邏輯連接，最后在該邏輯連接下，使用WinCC變量管理器組態(tài)過程變量，WinCC 6．2與現(xiàn)場(chǎng)s7—200PLC之間的數(shù)據(jù)交換可通過上述過程變量來完成。

    2．4 數(shù)據(jù)和報(bào)表管理

    配料監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)需要，手動(dòng)或自動(dòng)創(chuàng)建生產(chǎn)、設(shè)備、報(bào)警和用戶等數(shù)據(jù)報(bào)表，除具有自己的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫外，還可實(shí)現(xiàn)與Excel文件數(shù)據(jù)交換。用戶使用記錄對(duì)軟件維護(hù)而言非常重要，由于不便于對(duì)用戶數(shù)據(jù)直接進(jìn)行歸檔數(shù)據(jù)，需利用SQL2005軟件專門創(chuàng)建用戶記錄數(shù)據(jù)表，并在配料監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)訪問和顯示該數(shù)據(jù)表，可實(shí)時(shí)完成對(duì)該數(shù)據(jù)表的更改維護(hù)工作。

    為實(shí)現(xiàn)該用戶使用記錄功能，主要開發(fā)步驟如下：

    (1)在SQL2005數(shù)據(jù)庫軟件中建一個(gè)本項(xiàng)目專用的wince數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫中建名為啪r-datarecord的用戶使用記錄表，如表2所示。

表2 用戶使用記錄表

    (2)在WinCC 6．2軟件中變量管理組態(tài)模塊內(nèi)部變量組中，定義user logintime、user—exittime等內(nèi)部相關(guān)變量，編寫記錄用戶使用數(shù)據(jù)的Getlogintime()、Getexittime()、Getonlinetime()等全局C腳本函數(shù)，分別完成記錄用戶登陸、退出、在線數(shù)據(jù)等功能。

    (3)在用戶管理畫面“用戶使用記錄數(shù)據(jù)報(bào)表”中插入VB6．0的listviewctrl控件，并在該控件column headers屬性中依次插入序號(hào)、用戶名，登陸時(shí)間，登出時(shí)間，在線時(shí)間五列，通過在“畫面對(duì)象”的“打開畫面”動(dòng)作㈣中加入下列VBS代碼：

    在每次調(diào)用用戶管理畫面時(shí)，觸發(fā)該動(dòng)作，調(diào)用上述VBS代碼，實(shí)現(xiàn)從SQL2005 wince數(shù)據(jù)庫的user_datarecord表中獲取用戶使用記錄數(shù)據(jù)，顯示在該界面中l(wèi)istviewctrl控件中，如圖5所示。

3 結(jié)束語

    開發(fā)基于WinCC 6．2的配料監(jiān)控系統(tǒng)，可以根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要，靈活使用多種方式，對(duì)配料生產(chǎn)過程中的各種被控設(shè)備對(duì)象和過程組態(tài)。從該系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)際使用過程來看，該系統(tǒng)使工藝設(shè)備運(yùn)行過程的修改變得更加靈活方便，同時(shí)可對(duì)配料生產(chǎn)過程的重要參數(shù)進(jìn)行記錄、存檔及報(bào)表打印，較好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。在以后的工作中，可進(jìn)一步優(yōu)化過程界面和豐富運(yùn)行趨勢(shì)分析功能，以更好地滿足生產(chǎn)需求。

圖5 用戶使用記錄報(bào)表圖 

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.guhuozai8.cn/

本文標(biāo)題：基于組態(tài)軟件WINCC的配料監(jiān)控ERP系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)

本文網(wǎng)址：http://www.guhuozai8.cn/html/solutions/1401932886.html