基于plc和称重机的自动配料系统设计

的互锁技术确保配料的顺利进行。系统起动后，工控机向PLC发出开始加料信号，PLC控制变频器驱动电机进行快速加料， 同时， 工控主机通过串口持续不断的读取称重仪表的称重数据， 当重量值接近设定值时， 工控主机向PLC发出停止加料的控制指令，此时，PLC控制变频器进行慢加，通过事先估计出传送机构上原料的残余， 设定值和实际加料的差值和传送机构上原料的残余相当时，PLC真正发出停止指令，该指令由变频器执行， 从而控制电机停机， 停机后传送机构上的原料无残余，配料精度符合要求。流程如图1所示。

　　3 工控主机软件设计

　　工控机主要完成的任务如下：

　　(1)提供配料过程的动画显示。

　　(2) 向PLC发出控制指令， 读取PLC的运行状态。

　　(3)读取称重仪表上的称重信号，并将称重值在显示器上显示，根据称重数据，向PLC发送指令。

　　(4) 数据库和报表， 保存配料数据， 打印报表。

　　(5)配方的增加与修改。

　　(6)配料故障辅助报警等其他功能。

　　3.1 配料软件的界面设计

　　上位工控机使用紫金桥组态软件设计人机界面，工业控制组态软件实际上是一种能由用户根据自己的需要进行二次开发的软件开发平台。我们可以根据工艺要求在该平台上对整个监控系统开发出友好的人机界面，操作员通过该界面可以与现场设备进行实时交互。 紫金桥软件是HMI/SCADA工业自动化组态软件，它提供了一个高度集成化、可视化的开发环境。

　　该软件具有如下一些特点：

　　(1)多种通信功能。 紫金桥组态软件 [3] 支持如下通信功能：

　　1)支持RS232、RS422、RS485等串口通信方式，并支持无线电台、电话拨号、电话轮询拨号等方式。

　　2)以太网通信同时支持有线以太网和无线以太网。

　　3)所有设备的驱动程序均支持GPRS、CDMA、GSM等移动网络标准。

　　(2)方便的开发系统。丰富的组件和控件构成强大的HMI开发系统;增强的过渡色与渐进色功能，从根本上解决了很多同类软件在过多使用过渡色、 渐进色时严重影响画面刷新速度和系统运行效率的问题; 更加灵活多样的矢量子图， 使得制作工程画面更快捷;提供面向对象编程方式，内置间接变量、中间变量、数据库变量，支持自定义函数和自定义菜单。

　　(3)开放性。紫金桥组态软件的开放性表现在如下几个方面：

　　1)支持Excel以VBA的方式访问数据库。

　　2)软件为开放式体系结构，全面支持DDE，OPC， ODBC/SQL， AcTIveX，DNA标准。以OLE，COM/DCOM、 动态链接库等多种形式提供外部访问接口， 便于用户利用各种常用开发工具 (如： VC++、VB等)进行深层的二次开发。

　　3)紫金桥组态软件I/O驱动程序的体系结构为开放式结构，其接口部分源代码完全公开，用户可以自行开发新的驱动程序。

　　(4)数据库功能.紫金桥组态软件内置了实时数据库，而且实时数据库又内置多种功能块，来完成数据处理与存储，可实现累计、统计、控制、线形化等多种功能。

　　(5)支持多种设备及总线。支持国内外大部分知名厂家生产的PLC、调节器、智能仪表、智能终端、智能模块;此外，还支持Profibus，Can，LonWorks和Modbus等标准的现场总线。

　　3.2 系统的 I/O 点数

　　紫金桥组态软件用实时数据库点来表示I/O点。经过分析，系统需要三个I/O点，两个数字控制点用来通过PLC控制电机的起、停，因此这两个点的数据链接选择分别为PLC的两个数字量输入输出通道。一个模拟点用来表示从称重仪表上读取的实时数据，因此，该点的数据链接为称重仪表的测量值。

　　4 通信程序设计

　　通信程序设计主要包含三部分，第一部分为主机与PLC的通信;第二部分为主机与称重仪表的通信;第三部分为PLC与变频器之间的通信。

　　4.1 主机与 PLC 的通信

　　组态软件一般都内置了主流PLC的驱动程序，首先在紫金桥组态软件中新建一个PLC虚拟设备，该虚拟设备的型号必须和使用的真实PLC的型号一致，如果在组态软件中找不到所需的PLC的型号，则可以委托软件厂家免费开发一个新的该型号PLC驱动。虚拟设备用来映射真实的设备，这里，我们使用的PLC是SimensS7-300，设定主机通过串口1和PLC通信。

　　4.2 主机与称重仪表的通信

　　针对称重仪表，我们使用的是杭州四方的称重仪表，为了使仪表和组态软件很好的通信，我们特别委托紫金桥公司为该仪表开发了驱动程序。首先我们从组态软件的驱动列表中选择一个我们需要的设备类型，并针对该类型，建立一个虚拟设备，用来映射真实的称重仪表，然后设定仪表与计算机的通信端口及通信协议。

　　4.3 PLC 与变频器之间的通信

由于配料车间有多种原材料，为了配料方便，我们设置了多个传送带，所以配