基于组态软件WINCC的配料监控系统开发与设计

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基于组态软件,WINCC,的配料监控系统开发与设计,在新型墙材工业中，各种原料的,称重、配比和混合,是新型墙材生产流程中非常关键的环节，会直接影响到最终墙材成品的质量。原有的,PLC,配料自动化监控系统对于保障配料过程的精确性和可靠性等具有重要作用，但依然存在诸如数据处理能力弱、,人机界面,不太友好等不足。,人机界面,人机界面（,HumanMachine,Interaction,，简称,HMI,），是人与计算机之间传递、交换信息的,媒介和对话接口,，是计算机系统的重要组成部分。,上世纪最伟大的,10,项人机界面装置,扩音器、按键式电话、方向盘、磁卡、交通指挥灯、遥控器（,据说，遥控器的开发源于人们对于电视商业广告的反感。美国顶峰公司（,Zenith,）的总裁尤其痛恨电视节目频频被广告打断的现象,）、阴极射线管（,阴极射线管（,CRT,）是德国物理学家布劳恩（,Kari Ferdinand Braun,）发明的，,1897,年被用于一台示波器中首次与世人见面。）、,液晶显示器（,电视机和计算机屏幕,）、鼠标,/,图形用户界面,（道格拉斯,恩格尔巴特在,60,年代发明了鼠标和图形用户界面）、,条形码扫描器、,组态软件,WINCC(SIMATIC,WinCC,是第一个使用最新的,32,位技术的,过程监视系统,，具有良好的开放性和灵活性,),具有开发平台友好、功能丰富等特点，可直观展现现场生产状态，并支持多种数据库用于存储过程、事件等重要数据。,因此，基于组态软件,WINCC,开发和设计配料监控系统，可进一步改进存在的不足，提高配料系统的易用性和可靠性，更好地满足工业现场需要。,1.,配料工艺概述,在某新型墙材生产项目中，采用的主要原料有山砂、石灰、石膏等，其配料过程整体上可以分为生石灰入仓、砂石料入仓、混合料入仓、成型料入仓等,4,个主要生产环节，涉及生产设备有：料仓、定量给料机、皮带输送机、消化仓等，工艺过程如图,1,。,山砂经过破碎后进入沙仓：生石灰、石膏经过破碎、粉磨后进入料仓，储存待用。,经连续式计量皮带称计量后的砂、,螺旋式计量称,计量的粉状生石灰和石膏等原料，按需要的质量配比，输送至双轴搅拌机搅拌混合后，输送到消化仓内，进行大约,6h,消解熟化。,消解好的原料经过轮碾机进行二次碾压混合，进一步提升原料塑性急混合均匀性，然后输送入成型料仓，供后续压制成型阶段使用。,配料监控系统可监控各配料设备状态参数，并具有手动,自动等控制模式，课模块化配置控制单元。,2.,配料监控系统开发,2.1,系统层次结构,所设计的配料自动化系统可分为：,现场操作控制、过程控制和管理层,等,3,个不同层次模块，如图,2,配料,操作层控制模块,应用先进的,S7-200PLC,控制系统，实现现场各生产环节的有机衔接、重要生产参数的自动检测与控制、减少能源及物料消耗、降低生产成本；,过程控制模块,通过专用的,WINCCV6.2,组态软件对中央监控机进行组态，通过总线通讯的模式，将配料操作层的设备运行状态和现场数据，直接传至中央监控机，使管理者完成对现场生产装置的管理和控制，并自动生成生产、故障等统计报表；,管理层控制模块,通过增加网络访问模块，可使企业异地管理者或技术工程师对生产装置的运行状态进行远程的控制和管理。,2,2,现场设备监控分析,PLC,现场操作控制系统选用,S7-216CN,，使用,STEP 7 MIROWWIN_V4,专用软件,PLC,编程，组成功能模块和仪表如表,在配料过程中，,PLC,主要工艺控制流程为,：,生石灰,石膏入仓阶段,：生石灰石膏经,鄂式破碎机,（图片）破碎，进入,雷蒙磨机,（图片）磨辗到工艺要求后，经空气提升机提至石灰料仓存放备用。各生产设备启、停采用生石灰料仓高、低位料位,开关量控制,（手,自），当料仓高位时该设备组启动禁止并报警，当料仓低位时具有启动提示功能。,砂石料入仓阶段,：砂石经振动筛筛选后，由输送皮带送入对辊机碾碎，进入提升皮带机，送入砂石料仓备用。各生产设备采用,开关量控制,，其启、停受砂石料仓高、低料位开关量控制（手,自），当料仓高位时该设备组启动禁止并报警，当料仓低位时具有启动提示功能。,鄂式破碎机,雷蒙磨机磨,混合料入仓阶段,：,粉状生石灰采用螺旋定量给料机计量称重，砂石料经调速皮带定量给料机计量称重，补水采用三级水量控制，人工选定方式加入，按工艺重量配比，进入搅拌系统搅拌，达到标准时间后，由输送皮带送入消化仓消解陈化。各消化仓装配有高、低位料位开关，混合料的入仓可由系统自动分配，在一个仓满仓后，自动分配到下一个仓，采用模拟量和开关量控制。,成型料入仓阶段：,混合料在消化仓经过标准时间的消解陈化后，经调速皮带定量给料机计量称重，补水采用三级水量控制，人工选定方式加入，按工艺重量配比进入轮碾机轮碾，达到工艺要求时间后，由输送皮带送入成型料仓。在压机成型料仓满料时，自动停止向成型料仓输送料，采用模拟量和开关量控制。特别对于,皮带输送机,（图片）和皮带提升机设备而言，为保证各工艺阶段皮带机设备在下次启动时，不会因为物料堆积过重打滑，影响各皮带机正常启动运转，需要确保物料不要堆积在各皮带机上，在各设备组间设置一定的,联锁控制逻辑,，在后端设备停机指令下达后，需按照物料运行顺序要求，各皮带机和提升机先后自动运行,1,圈后停止。,皮带输送机,2.3,过程监控软件设计,WINCC6.2,组态软件包含有变量管理、图形编辑器报表编辑器、报警记录等多种模块，可快速生成一个符合要求的、针对特定工业现场的配料监控系统，从而实现对现场运行情况的监控管理，设计的备料监控系统软件功能如图,该配料系统具有配料工艺流程图、设备运行状态、故障报警和报表等不同的功能画面，配料主要工艺流程图所示，配料生产过程的整体物料流程，各生产设备的运行状态、过程等都有形象地表现。,单击该流程图子流程按钮，即可进入生石灰入仓、砂石料入仓、混合料入仓和成型料入仓等各生产环节,。同时，双击配料生产流程画面中的设备图标，则会弹出对应设备的控制窗口画面，便于修改设别的控制和工艺参数。,该配料系统提供了手动、自动,2,种控制切换模式,，通过不同级别的监控管理权限，在启停设备、工况发生变化、调整工作流程等情况下，可选用不同的过程控制方法；,现场重要参数设定有报警功能,，有新报警产生时，并自动记录报警发生时间、报警类型等信息。,要实现,WINCC6.2,对,S7-200PLC,的当前过程值的访问，需在,WINCC6.2,与,S7-200PLC,之间组态一个,通讯通道,。使用,WINCC6.2,自带有,PROFIBUS-DP,专用通道，直接在,WINCC6.2“,变量管理”中添加,“,SIMATIC”,通道,，再在“,SIMATIC”,通道下建立,WINCC6.2,与,S7-200PLC,之间的逻辑连接，最后在该逻辑连接下，使用,WINCC,变量管理器组态过程变量，,WINCC6.2,与现场,S7-200PLC,之间的数据变换可通过上述过程变量来完成。,2.4,数据和表报管理,在,SQL2005,数据库软件中建一个本项目专用的,wince,数据库，在该数据库中建名为,User-,datarecord,的用户使用记录表，如表所示。,在,WINCC6.2,软件中变量管理组态模块内部变量组中，定义,user-,logintime,等内部相关变量，编写记录用户使用数据的,Getlointime,(),等全局脚本函数，分别完成记录用户登录、推出、在线数据等功能。,在用户管理画面“用户使用记录数据报表”中插入,VB6.0,的,Listview,控件，并在该控件,columnheaders,属性中依次插入序号、用户名，登录时间，登出时间，在线时间，在线时间五列，通过“画面对象”的“打开画面”动作中加入下列,VBS,代码：,结束语,开发基于,WINCC6.2,的配料监控系统，可以,根据生产现场需要,，灵活使用多种方式，对配料生产过程中的各种被控设备对象和过程组态。从该系统测试和实际使用过程来看，,该系统式工艺设备运行过程的修改变得更加灵活方便，同时可对配料生产过程的重要参数进行记录、存档及报表打印，较好地实现了预期目标,。在以后的工作中，可进一步优化过程界面和丰富运行趋势分析功能，以更好地满足生产需求。,谢谢大家,