基于PLC的稳定土厂拌控制系统的程序设计

邵之苗

摘要：近年来随着科学技术的发展，PLC在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。借助于PLC在稳定土厂拌控制系统上的发展，对稳定土厂拌控制系统进行了程序设计，其中包括PLC和工控机的通信程序，PLC中的PID控制模块程序。

关键词：PLC 稳定土厂拌 PID 程序设计

0 引言

可编程序控制器是20世纪80年代初迅速发展起来的新一代工业控制装置[1]。它以微处理器为核心，以原有继电器逻辑控制技术为基础，综合了通信技术、计算机技术而发展起来的一种通用的新型自动控制装置，具有可靠性高，编程简单，功能强，通用性好，使用方便，设计、施工和调试周期短等优点，近年来在机电一体化、工业自动控制、改造传统产业等方面取得了广泛的应用。可以利用PLC技术对闲置的搅拌设备进行改造，使闲置的设备得到重新利用，而且还节省设备购置的费用。借助于PLC在稳定土厂拌控制系统上的发展，对稳定土厂拌控制系统进行了程序设计，以期获得良好的控制效果。

1 PLC与工控机的通信

1.1 PLC端编程 S7-300系列有专用的发送指令xmt（transmit），通过指定的通信端口（port），发送存储在数据缓冲区（tbl）中的信息[2]。接收指令rcv（receive）初始化或终止接收信息的服务，通过指定的通信端口（port），接收信息并存储在数据缓冲区（tbl）中，为提高通信可靠性可以采用异或校验。使用字符中断方式接收数据，以起始字符作为接收报文的开始，部分程序如下：

1.1.1 主程序

ld sm0.0

movb 16#05， smb30 //19200bps

atch int_0，8

Eni

1.1.2 中断程序

ld sm0.0

dtch 10

xmt vb100， 0

atch int_0， 8

1.2 上位机通信编程 在windows环境下开发与工业PLC通信的软件，利用visualc++6.0的通信控件MSC-

OMM控件编写软件程序。首先添加声明语句：protected：cmscomm m_mycom；然后在mainfrm.cpp：：oncreate（）函数中添加下列创建控件的语句：dword style=ws_

visible|ws_child；

if（！m_mycom.create（null，style，crect（0，0，0，0），this，id_commctrl））

{

trace0；

return -1；

}

开发通信程序部分代码如下：

//首先初始化通信端口

m_mycom.setcommport（1）；

m_mycom.setinbuffersize（1024）；

m_mycom.setoutbuffersize（512）；

//冲区的大小

m_mycom.setinputmode（1）；

m_mycom.setsettings（"19200，n，8，1"）；

m_mycom.setinputlen（0）；

if（！m_mycom.getportopen（） ）；

m_mycom.setportopen （true）；

收发数据时我们一般习惯于使用字符串形式（数组形式），而读写函数getinput（）和setoutput（）都要使用variant类型（查阅msdn可知，idispatch：：invoke（）的参数和返回值作为variant对象处理），可以用bstr表示字符串（包含宽字符），为了解决系统不支持宽字符的问题，使用了cbytearray。

2 PID程序设计

2.1 流程控制设计 为了保证设备的安全启停，防止出现皮带堆料、洒料、搅拌缸堵转等问题，要求所有设备按照一定的顺序启动和停机。流程控制部分的程序就是实现这一功能，通过相关的闭锁关系，保证启停的顺序，防止错误操作的出现。对于本系统，启动的顺序为（如图1）：

停机顺序是启动顺序的逆顺序。这样的顺序保证了启动时已经做好了上成品料和拌料的准备，停机时能将搅拌缸中已有的料充分搅拌并完全输送至成品料仓，避免余料对搅拌缸的腐蚀和余料浪费。顺序启动与停止在程序中用定时器和互锁控制来实现。实践证明这种启停顺序符合工艺要求，并且安全合理。按下自动启动按钮后，系统延迟3秒钟后，上料皮带机，搅拌机和集料皮带机与螺旋电子秤依次延时7秒钟启动，再经过7秒钟，发生变频器开启信号，水泵和变频器启动，正常配料开始。图2所示为具体的自动模式下系统启动控制流程。

2.2 配料控制设计 本设备的配料控制系统包括粉料配料系统、骨料配料系统和水配料系统。由于水的量相对比较容易控制，采用一定的设备可自动完成，因此在此只考虑前两个配料系统。骨料配料系统和粉料配料系统均采用PID闭环控制，二者原理基本相同，都是通过检测配料的实时流量与设定量进行比较，通过运算输出模拟信号控制电动机的转速，达到配料配比准确。不同的是，骨料配料系统中对转速的检测是通过速度传感器传输给PLC的高速脉冲信号来获得，粉料配料系统中对转速的检测是通过变频器反馈给PLC的模拟信号来获得。图3为骨料配料系统控制流程，由此可知粉料配料系统控制流程只需将采集高速脉冲数据改为采集变频器速度信号即可。

2.3 PID程序 在系统启动时，首先要进行模拟量到数据量的转换[3]，方便PID模块的计算，在调用PID程序过程中，对骨料和粉料分别进行控制，其输出数据经过数模转换后传输给变频器，从而控制电机来调整配料，达到系统要求。配料控制电机的控制严格按照电气控制系统的要求完成，顺序启停的时间间隔采用变动TON和TOF定时器的预设值完成，具体数值根据现场来设定，在具体编程中用建立符号表来增加程序可读性，电机启停控制部分STL如下：

LD系统自动启动：I0.2；S顺序启动标志位：M12.0，1；R手动启动标志位：M12.1，1；LD系统自动启动：I0.2；S顺序启动标志位：M12.0，1；R手动启动标志位：M12.1，1；LD顺序启动标志位：M12.0；TON成品料电机启动延时；LD顺序启动标志位：M12.0

LD成品料电机启动延时T63；O成品料电机启动标志M13.7 ALD

AN成品料电机停止延时；LD手动启动标志位： M12.1；A成品料电机开关标志位M17.4

OLD

AN系统紧急停止I0.7

3 结论

借助PLC对稳定土厂拌控制系统进行了程序设计，并应用于实际生产实践中，结果表明控制效果良好，有效地节省了设备成本，同时大大提高了设备的使用效率，促进了生产的顺利进行。

参考文献：

[1]邓则名，邝穗芳.电器与可编程控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]肖晓光，黄辉.PLC实训教程[M].江西人民出版社，2009.

[3]万鸾飞，李康.浅谈PLC中PID功能的实现方法[J].芜湖职业技术学院报，2006（3）.