造纸涂料实现自动化成功后解析

王国庆

（山东泉林纸业有限责任公司，252800）

造纸涂料实现自动化成功后解析

王国庆

（山东泉林纸业有限责任公司，252800）

针对液位检测与控制设计了一种基于组态软件的PLC自动控制系统。系统以工控机为核心，采用分布式远程模块完成数据的采集与控制信号的发送。系统的底层画面由VB开发，通过DDE与“组态王”开发的人机界面进行数据交换，控制采用闭环系统。为此，本文对系统的硬件配置、上位机应用软件设计进行了详细的讨论。

液位检测与控制系统 组态软件 PLC

一 概述：

组态王是国内有名的组态软件，山东泉林纸业有限责任公司涂料生产车间技改所用液位检测与控制系统组态监控软件就是组态王软件。配料与监控过程均是用组态王软件去自动实现，操作人员只需观看报警指示便可确定那种附料需要加注，加注后的过程由组态王软件去发出指令由现场设备自动进行。

组态王实现的画面生动有效，体现了友好的人机对话。本文主要叙述组态王实现自动液位检测与PLC控制的实现方法。

二 具体配置及实现方法：

1 系统硬件组成

1.1 工控机

本监控系统的主控计算机选用研华公司的IPC-610H系列工控机，其稳定性高，可满足控制系统在恶劣环境下长期不间断工作的要求。

1.2 通信模块

采用研华公司的ADAM4520通信模块，用于实现RS485与RS232通信协议的转换，实现计算机与远程模块的通信。

1.3 模拟量采集模块

采用研华公司的ADAM4017远程数据采集模块，通信接口为RS485，用于采集现场液位变送器的4～20MA电流信号。

1.4 数字量输入/输出模块

采用欧姆龙公司的PLC模块，C200HX 64位CPU，可以扩展出多个数字量和模拟量输入输出模块，并且与电脑RS232通讯线可以自己制做。

1.5 模拟量输入/输出模块

采用欧姆龙公司的C200HX PLC扩展模块与欧姆龙公司的24V继电器组成。

1.6 现场所用设备

螺杆泵（用于输送物料），气动阀门（控制进料），临近开关（接受阀门开关信号并传递），液位变送器，电磁阀等。

2 系统软件设计

工控机的系统软件平台选用Windows XP操作系统，应用软件的人机界面由组态王6.52”开发，后台的画面程序由“Visual Basic6.0”编写。组态王具有数据采集与控制功能，可以通过硬件驱动程序现场设备通信，完成数据采集和控制任务。其具有图形化用户接口，允许开发者使用图形化的组态方式进行系统配置，并可以定义图形对象的动态特性。组态王还提供了安全权限、报警及报警管理等功能。软件的结构如图所示。

2.1 实时数据库

实时数据库是整个系统数据处理的核心。为了使现场数据状况以动画的形式反映在屏幕上，同时操作人员在计算机前发布的指令要迅速地到达现场，必须建立实时数据库。实时数据库是联系上位机和硬件设备的桥梁，它包含了全部数据变量的当前值。数据库中的变量，包括I/O变量和中间变量在组态王的数据词典中进行配置。当系统运行时I/O变量的数据通过I/O驱动程序从硬件设备获取或向硬件设备输出。

2.2 控制程序

由于用组态王所提供的编程语言在脚本程序中编写控制程序较复杂，另外大量的参数和中间变量会占用组态王的点数，会使软件成本大幅提升。因此，底层画面部分由VB编写，在后台运行，它与人机界面之间通过DDE进行数据交换。系统运行时的应用程序，即高低液位中断报警服务程序的流程图，如下：

系统运行时分为两种控制状态：手动控制和自动控制。当选择手动控制模式时，操作人员应根据现场的实际情况做出判断，直接操作控制室内盘柜上的开关控制现场设备。当选择自动控制模式时，有开环控制和闭环控制两种方式。开环控制即高低液位控制，由操作人员根据经验制定控制计划，系统根据设定的液位参数自动地控制电磁阀连接的阀门开关及输入泵启停；闭环控制以液位变送器检测到的物料液位报警限作为反馈，系统根据智能控制算法实时地控制电磁阀连接的阀门开关及输入泵启停，而达到供料稳定。

此时，控制室内盘柜上的手动/自动切换开关在自动位置，启停按钮不起作用。

2.3 人机界面系统的人机界面由操作运行窗口、实时曲线窗口、历史曲线窗口、报警信息窗口、、参数设置窗口及帮助信息窗口等组成。为了安全、避免误操作，人机界面各窗口均全屏显示，液位设置添加密码。

（1）操作运行窗口系统操作运行窗口显示整个系统的全景画面，画面可以实时地显示出每个料罐的液位及报警限。

（2）分部画面以动画的形式模拟显示控制过程中电磁阀和电机等执行机构的运行状态，例下图：

（3）其他窗口

如参数设置窗口，在此窗口可以对系统的自动控制运行参数进行设置，包括液位上下限，权限密码等，其它功能窗口不再详述。

三 结束语

目前，我公司对此技改项目已投入应用，运行过程中除机械故障外，项目的软件部分及主要自动部件基本无故障，证明了此项目的可行性与易用性。并且此项目节约了大量的人力资源，解决了当今企业用工难题，生产成本大幅下降。可作为化工液体制造类一个成功的案例。

2011－7－25

作者：王国庆

地址：山东省聊城市高唐县泉林集团电仪车间

邮编：252800

邮箱：wanyanyu223@sohu.com