港口流程设备控制系统改进

厉复兴 张焕煜 李 强

作者通联：日照港股份公司第一港务分公司设备技术科山东日照市黄海一路126号 276826

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一、存在的问题

日照港第一港务分公司共有84条流程，89台翻车机、皮带机及取料机等流程设备，根据使用经验，这些采用单一PLC技术的流程设备控制系统存在以下诸多问题。

（1）按单条流程进行设备的连锁编程，需要大量的互锁和连锁程序段。

（2）每次生产扩建添加新设备、新流程时，需要仔细阅读并大幅改动原有程序，难度大。

（3）PLC不擅长数据计算、循环控制和字符串赋值，每次涉及这类功能，都需要大篇幅程序。

（4）程序编写过程中产生大量的中间过渡点，占用PLC内存，减缓了PLC处理数据速度。

为此，公司结合数据库技术、高级汇编语言和原有PLC重新设计流程设备的控制方式。

二、流程设备控制系统改进

1.设计方案

依托数据库，在数据库表格中建立设备编号表、流程编号表、流程中设备顺序编号表。利用ODBC数据源管理器建立数据库与上位机之间的数据连接，上位机提取数据库表格中的信息。采用高级语言对提取的信息进行赋值、循环计算，通过上位机与PLC的连接，由PLC发送流程设备启动、停止指令，并采集流程设备信息，进行上位监控（图1）。

2.控制方式的建立

（1）利用 Microsoft Access表格建立日照港设备数据表格。①设备分列表（表1），对流程设备排序；②流程分列表（表2），对流程号排序；③流程中设备顺序分列表（表3），对每条流程的设备顺序编号，将每条流程的设备号从上游到下游进行顺序排列。

图1 流程设备控制系统设计流程

表1 设备编号

表2 流程编号

（2）结合上述设备数据表格，利用MicrosoftAccess建立关系型数据库（图2）。制作设备起始—结束列表（ 表 4），挑选出每个流程的起始设备和结束设备，如1#流程起始设备是 110#设备（2#翻车机），结束设备是114#设备（1#堆料机）。制作设备信息综述表格（ 表 5），对流程号、设备号、流程中设备编号进行综述，如1#流程顺序依次是110#设备（2#翻车机）、17#设备（3-4皮带机）、80#设备（3-3皮带机）、16#设备（3-2皮带机）、84#设备 （3-1皮带机）、14#设备（1#堆料机）。

3.使用 ODBC连接数据库

基于Window自带的ODBC数据源管理器，通过ODBC数据源系统DNS建立Window与日照港设备 Microsoft Access表格的连接（图3）。上位机使用SQL语言，可利用ODBC直接读取、填写数据表格中的数据。

表3 设备顺序编号

图2 关系型数据库

表4 设备起始—结束列表

表5 设备信息综述列表

图3 ODBC数据源管理器

4.上位机编程

（1）在上位机创建每条皮带机的启动、停止点，并建立上位机与PLC的通信。

（2）在上位机建立组态画面。以CIMPLI-CITY编程软件为例建立上位画面（图4）。

图4 上位画面

利用图4脚本VB语言编写循环语句，通过起始和终点设备选出流程号及其流程设备。

利用SQL语言通过ODBC数据源管理器打开设备开始—结束分表格，选择流程号。

通过选出的流程号，利用SQL语言选择前3个设备进行显示，由操作人员确认流程是否正确。

操作员点击流程启动按钮，将对应流程里的所有设备进行赋值。上位机采用VB语言的循环语句赋值，PLC同时收到整流程所有设备的启动、停止信号。

5.PlC程序控制

（1）流程设备PLC启动控制。利用上游皮带机的启动信号作为本条皮带机的启动、运转连锁（图5）。

（2）流程设备PLC停止控制。流程皮带机的皮带机长度/皮带机转速=顺序停机的设定时间（图6）。

图5 启动PLC控制方式

图6 停止PLC控制方式

流程设备控制系统改进后，新设备的添加只需在数据库表格中进行，避免了因添加设备进行大篇幅修改程序的工作。控制程序按照软件特点进行优化分配，上位机擅长处理画面和高级语言，PLC擅长开关量信号，确保软件发挥出特长，有效简化了程序段长度。