工业陶瓷烘房PLC控制系统

尹春鹏，孙昌会

（郑州市电子信息工程学校，河南 郑州 450007）

1 主要研究内容

文章简单介绍了工业陶瓷烘房控制的相关知识，对本课题“工业陶瓷烘房PLC控制系统”进行系统的设计。本系统包括数据采集与控制模块，设备管理与控制，数据分析与绘制模块，数据操作与维护模块，系统参数设置，用户管理这六大模块。

2 软件需求

工业陶瓷烘房PLC控制系统要求能够对多个陶瓷烘房的温度进行监测、读取，在微机控制端可以对点火，风机的开启和关闭进行控制，对不同权限的用户设置不同的权限，保护系统的安全，对使用控制系统的用户进行严格的安全监测，并能够对采集温度数据进行存储、读取，数据库的恢复与备份，数据报表的打印，能够对人员进行管理，对交接班进行记录。能够与多种PLC通讯运行，提供基本的微机系统功能。能够对采集周期，时间参数，口令设置与修改，打印机参数等进行设置。

工业陶瓷烘房PLC控制系统要实现上述需求，需要实现两部分的功能，①从下位机数据采集，用来采集陶瓷烘房当前的各项数据；②上位机的软件部分，对从下位机上采集的数据进行分析，实现更进一步的功能。

由于本系统比较简单，所用的开发软件成本不高，所用的开发人员不多。所要运行的平台对硬件要求也不高。所以本系统的开发所用的成本就很低，加上本系统可以长期使用，那么它的投资效益比远大于100%，所以在经济上是可行的。

3 数据采集

数据采集与控制模块中核心技术是借鉴计算机高级编程中的多线程的思想来设计开发，在PLC中可以设计多个循环任务，它类似于高级语言的线程，每个循环任务程序都可以它自己的运行内存、句柄和系统资源。

系统核心模块程序由5个循环任务程序构成：PLC调度控制管理任务程序、协议宏外设通讯任务程序、数据处理任务程序、数据存取任务程序和数据显示任务程序。

通过OMRONCPM2AH板卡对数据进行采集与输入输出，并在将这些数据通过特殊的通讯协议传给上位机软件。

4 软件管理

为了达到需求，为了能够对采集的数据进行分析与绘制，实现数据分析的绘制，实现数据分析与绘制模块，根据当前温度状况选择点火，或是开关风机进行温度的控制来确保陶瓷烘房合适温度，设置设备管理和控制模块。通过数据采集周期等设置进一步控制陶瓷烘房正常运行。实现温度曲线，动态记录，模拟显示。为了实现与数据库的连接，能够保存读取温度数据，实现数据库的备份与恢复，能够进行对数据曲线的报表打印，实现了数据库的备份与恢复，能够进行对数据曲线的报表打印，设置数据操作与维护模块。还需要在上位机软件设计用户管理模块，通过对工作人员权限的分配，使系统更加安全保密，并实现了简单的人员管理。

5 系统运行要求

系统软件：Win9x/Me/NT/2000/XP。

数据库管理系统：DBMS。

硬件要求：奔腾200Mhz以上；内存：128M以上。

6 功能模块设计

本系统整体被划分了六大模块：数据采集与控制、设备管理与控制、数据分析与绘制、数据操作与维护、系统参数设置、用户管理模块。

（1）数据采集与控制模块：本模块对陶瓷烘房温度，湿度等参数进行采集检测，通过PLC控制系统控制点火，开关风机，进行温度和湿度的控制。

（2）设备管理与控制模块：本模块是上位机软件中对点火和开关风机的手动控制开关，实际上还是PLC系统控制设备的开关。

（3）数据分析与绘制模块：本模块通过与PLC系统通讯，对采集到的数据信息进行分析，进行跟踪曲线显示，动态显示各烘房温度动态，并且能够动态的绘制与显示温度动态曲线。

（4）数据操作与维护模块：本模块对数据曲线进行浏览，存储，编辑。并且能够对历史数据进行保存，清除，恢复，能够对数据进行打印。

（5）系统参数设置模块：本模块能够对上位机软件进行人性化设置，能够对数据的采集周期，曲线刷新周期进行设置，仪表设置参数，能够对不同的PLC控制系统进行配置，增加了系统的兼容性，更加方便使用。打印机设置能够对打印参数进行设置，使打印格式符合一致。

（6）用户管理模块：能够对人员进行添加删除，通讯录进行管理，进行口令设置，给不同的用户分配不同的权限，保证了系统的安全性。

7 PLC控制系统概要设计

根据陶瓷烘房控制总体特点，可将各个独立运行的实体进行集中管理，设计成由若干个温区形成分布式控制系统，也就是将整个系统控制分割成若干子系统，每一个子系统由多个控制器下位机来负责具体的控制工作，操作人员使用该子系统中的集中操作站，一览整个系统情况，并可参与各个子系统的控制运行，监视各个控制站的报警和故障处理进程。

整个系统核心部分由一台功能强大的PLC（又称上位机）与终端显示设备、多个下位控制器（又称下位机）组成。其中上位机与多个下位调节器是通过RS485总线形成的一个功能强大的异步协议宏通讯网络。每一个下位机具体控制点火开关或者风机的开关。

本系统通过下位机采集陶瓷烘房的温度数据，通过一定的通讯协议与上位机软件进行通讯，上位机可以控制多个陶瓷烘房，对采集来的数据进行分析绘制，比较简单，从理论上采用这种结构是可行的。

由于以前没有接触过工业方面的东西，总是感觉十分棘手，所以不是轻而易举就可以完成的，同时也花费了大量时间和精力。本文研究的是“工业陶瓷烘房PLC控制系统”，研究过程严格按照软件工程的软件设计步骤进行的。从需求分析，到功能模块设计，最后到系统模块的详细设计及具体实施，整个过程比较细致。在个人看来，此系统具有很大的实用性，对于现实的工业加工方面有一定的作用。