混凝土搅拌站生产控制软件的改造及应用

高丰

（徐州中联混凝土有限公司 ，江苏　徐州　221168）

混凝土搅拌站生产控制软件的改造及应用

高丰

（徐州中联混凝土有限公司 ，江苏徐州221168）

本文介绍了原混凝土生产控制部分存在的主要问题，改造后生产控制硬件构成架构及软件的控制方式，并重点介绍了新软件的控制功能，控制模式，扩展应用等特点。

混凝土；生产控制软件；扩展；特点

0　前言

搅拌站生产控制软件作为搅拌站生产线的重要组成部分，在搅拌站正常生产、提高生产效率、提高配料精度避免浪费及提高公司管理水平、生产数据对外互通等方面具有重要作用，为了更好地掌握生产控制软件，提高公司的整体水平，我公司和江苏瑞奇自动化公司合作开发一套混凝土生产控制软件，把目前的生产控制软件逐步更换，现已开发完毕，并在公司19条线上稳定运行，各种接口完全对接。

1　原生产控制软件存在的主要问题

（1）公司的原生产控制软件种类较为繁多，在生产过程中经常出现电脑死机、软件崩溃，给生产维护、备件统一管理带来很多困难。

（2）由于收购前维护主要由控制软件厂家进行（设有密码），使公司人员无法掌握核心技术，这给公司进一步软件升级，特别是公司在提高统一化管理上（与 ERP 对接）形成阻碍，造成很多生产需要的信息无法正确上传，给公司的管理推进带来较多不便。

（3）由于收购前原公司大多存在款项未付清现象，经常出现站点控制软件在正常生产情况下给远程锁死，造成生产无法正常运行，给生产运行、产品保供带来无法预知风险。

（4）有些软件多次未进行更新换代，已不适应现在生产需要，且现在控制软件已大多更新为全计算机鼠标控制，无外装控制按钮，而公司控制软件大多还在初级控制方式，与整个混凝土行业发展已不适应。

（5）与建设局软件（黑匣子）无法对接。

2　解决方案

（1）和瑞奇自动化公司合作自主开发一套生产搅拌站控制软件，该软件采用 Profibus 总线技术，基于 PLC＋一秤一表的架构，灵活可靠，管控分离稳定性高，软件架构如图1所示。

（2）控制硬件组成：主要由西门子1214CPU 的 PLC 控制器，MODBUS RTU 通讯模块，扩展数字量输入输出模块，24V 过度继电器，一秤一表等组成，并安装称重仪表监控及电脑操作台。

图1　软件架构图

3　软件特点

（1）控制器和称重仪表与上位监控电脑的通讯采用以太网，通讯速度高，软件对现场设备动作监控的响应速度快，无滞后感，称重仪表信号也能及时响应。

（2）采用工业以太网的通讯方式，可以允许较远距离的监控，允许一个厂区内的多条生产线的控制集中在一个控制室内，所有的操作人员集中操作，还可结合调度、实验室人员，将便于企业管理，提高生产效率。

（3）这种架构的控制软件，监控电脑中不需要插入板卡、不需要连接复杂的扩展设备，不需要在电脑中安装复杂的各类驱动程序，也不需要对电脑做任何特殊设置或过高要求，实现真正的管控分离。

（4）一秤一表的结构设计灵活性比较大，故障点也比较分散，任何一台秤出现问题均可以进行单独更换维修，设备升级改造，加秤也比较方便，只需加上一个表即可以实现加秤。

（5）当生产有特殊需求，比如工艺改变、维修设备需要更换输入输出点等需要时， 可以自己进行程序更改，数据维护，不需通过厂家进行。

（6）建有本地数据库，当 ERP 或网络出现异常，能够正常生产及生产数据记录。

为了提高生产效率、简化操作流程、降低维护难度，控制软件设计上还具有如下方面的优点：

（1）操作简单便捷

图2　主生产界面

由图2主生产界面可以看出：

A、主生产界面即可安排生产，不需要界面的切换，简化了操作员的操作；

B、软件全自动运行，只需要根据任务安排好生产，鼠标点击一下启动生产按钮，其余软件自动完成包括自动振动和自动破拱，直到软件自动响铃提醒生产完成。

C、所有操作均可以通过鼠标实现，包括振动、破拱、响铃、小票（发货单）打印等。避免操作员精力的分散；

D、生产界面信息显示完整、界面直观，不需任何操作即可看到配方、设定值、实时值、完成值、精度、含水率等信息。

E、生产操作日志：软件内建有完善的生产日志，记录生产中发生的异常情况，确保生产安全。

F、完善的权限控制：根据需要，可以将软件的权限设置到每一个功能点。

（2）提高生产效率

A、连续生产：只要生产队列有没生产的，无需人工干预即可实现自动生产，且能够实现前车没有走，后车的任务已经启动生产，显著提高了生产效率。

B、连续生产的任务第一盘自动禁止卸混凝土，确保运输车辆就位，防止意外发生。

C、骨料秤卸料多种投料方式，调试时可做到皮带无空闲，提高皮带输送效率和整机效率。

D、在一个车任务中可安排上砂浆的生产，生产完混凝土后，响铃通知司机生产砂浆，然后自动开始砂浆的生产，无需人工干预，提高生产效率。

E、换仓换秤功能：当生产过程中出现某一个仓的原料不够接下来的生产时，操作员可以通过“换仓换秤”功能，不用停止生产。

（3）易维护

A、故障报警：设备发生故障时，软件可以进行闪光报警；生产过程中，软件会实时检测软件设备的状态，当不能满足生产条件时，生产过程会被中断，确保生产安全。

B、生产过程中机械设备的故障：卡门、漏料、门打不开、皮带停转等均可以在主生产界面上进行显示，并提示操作员检查的方法和步骤。

C、对不影响流程的报警，操作员可以选择先忽略，以继续流程，择时处理。

D、软件由多个称重仪表+BCS7控制器组成，每一个部分出现故障或损坏，均可以通过单独的替换解决，降低设备维护费用和维护难度。

E、电脑中不插入任何东西，对电脑配置要求较低，任何一台可以运行 WIN7的商用电脑，甚至笔记本也可用于生产。

4　扩展应用

控制软件专门开发了与 ERP 软件和建设局控制软件对接的数据库，实现企业的生产及管理自动化、信息化、智能化，功能简述如下：

（1）软件可与我公司的 ERP 网络化管理软件实现整个搅拌站公司的网络化办公及管理。

（2）通过 ERP 软件可以实现生产任务的集中调度，由调度人员安排站生产的任务，并实现自动生产，现场操作人员只是监看设备运转情况。

（3）在总调度室及相关人员计算机安装了远控支持软件，可以及时监控现场生产情况，从而避免了因生产现场较远而不能及时了解的不利状况。

（4）开发了粉仓管制对接，砂石分离机中水使用对接，粉仓的袋收尘、高低料位等对接。

5　投资费用

（1）软件开发：每套1万元，含与 ERP 的对接费用。

（2）增加 PLC 软件控制柜，含称重仪表，每套约3万元。原主回路柜继续留用。

（3）因原电脑配置较低，全部重新更换为 I3-3240/4G/500G/集显/双 PCI /1个九针 COM 口的高配置计算机，每个约3000 元。

（4）其它投资：控制柜安装，仪表布线，网络接口等附件，约5000 元。

6　结束语

（1）通过对搅拌楼生产控制软件改造后，给公司混凝土生产效率提高提供了有力保证，减少了大量的维护费用。

（2）因操作软件的统一、操作画面基本一致，操作员可以在不同站点之间互相操作、学习，对不同设备之间的优缺点更加了解，也利于公司对影响效率的地方加以改进。

（3）可及时从 ERP 看到生产实时数据，对影响产品质量的不足之处可及时看到，质量控制人员可及时对混凝土进行调整，使产品质量得到提高，也更加稳定，公司品牌形象也得到了较大提高，公司整体信息化管理上了一个新台阶。

［通讯地址］江苏省徐州市新城区昆仑大道绿地商务城蓝海B 栋1313室（221100）

高丰（1972―），男，工程师。