基于组态王与PLC的卷烟工业监控系统

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1、基于组态王与PLC的卷烟工业监控系统The Monitoring System of the Packing Cigarette System based on Kingview and PLC本文来自2005年第1期“工业控制技术”上,已经被阅读过600次作者：中国海洋大学 信息科学与工程学院  杨 清  高德欣  刘  军关键词：组态王   可编程控制器   卷烟系统   通讯 1 引言   卷烟业在国民经济中占有举重轻重的地位，卷烟业实现自动控制具有重要的意义。而PLC作为一种新型的工业控制器，以其通用性好

2、，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性能价格比高等一系列优点，在工业控制中得到越来越广泛的应用，在卷烟行业中得到很大程度的推广。2 卷烟的工艺与流程   如图1所示，管道系统与卷烟设备相连，当高压离心风机运转时，会抽走管网中(包括除尘装置、烟砂分离器)的气体，形成负压，它作为抽取烟丝的动力来源，当管道上蝶阀打开时，卷烟机内的负压将烟丝吸入卷烟机，进行卷烟包装。管道内压力稳定时，单位时间内吸入卷烟机中的烟丝量也相对恒定，这样卷出的卷烟才能松紧适宜，质量合格。同时，管道系统中的烟砂分离器对流入管道的烟砂进行回收;涡管及滤

3、管除尘器对尾气进行除尘过滤，使之净化后再排入大气，减少对大气的污染。由于卷烟机负荷恒定的，所以也要求管道中负压恒定，我们通过变频调速方式调节引风机的转速，使负压达到控制要求。图1  卷烟工艺流程图3 控制系统结构   在本系统中，根据现场实际传输距离、网络传输速度、性能价格比等控制要求，选用了RS-232/485的串口通讯，其最大网络传输距离为500m。在图2给出本系统的网络结构图。图2   系统的网络结构图4 上位机系统设计   设计上位机监控系统方法很多，如可采用VB、Delphi和PB等可视化语言编写，也可

4、直接采用组态软件设计，用组态软件开发周期短，效率高，所以选用了国产的北京亚控公司的组态王6.5版。监控系统的开发中，通讯问题非常重要，下面详细给出组态王6.5与三菱FX-2N系列PLC之间通讯的详细设置步骤。首先在组态王中新建一工程，取名为“卷烟风力控制工程”，然后建立控制设备PLC。(1)在组态王工程浏览器的“设备”大纲项下，选择您要设置的I/O设备类型，在右侧目录内容显示区双击“新建”图标;(2)在“设备选择”中选择要安装串口设备的生产厂家、设备名称、通讯方式(见图3):图3  设备选择(3)在“设备名称”中

5、为将要安装的串口设备指定一个逻辑名称;(4)在“选择串口号”为安装的串行设备指定与计算机相连的串口号(见图4);图4  选择串中号(5)在“设备地址”为串口设备指定设备地址;(6)在“通讯参数”中设置通讯故障时的参数(见图5);图5 通讯参数配置(7)确认“设备信息总结”中的设备信息(见图6)。图6  设备信息总结通讯设置完成后，进行画面开发，在开发系统左侧的树型视图中选择“画面”，选择新画面选项，建立风机监控主画面、实时报警画面、历史报警画面、实时曲线画面、历史曲线画面、日报表画面等。上位机采用了冗余技术,设计

6、了双机热备功能，当主机出现故障时，备用机自动切换运行。5 下位机设计5.1 PLC控制程序流程   本系统采用三种控制模式即就地手动方式、PLC远程手动控制方式、全自动控制方式。前两种方式一般只在设备调试或维修时使用，系统主要以全自动操作方式为主。在这种方式下，各类小电机、风机等设备的开/停，各种工序的切换，都由PLC按照预先编制的程序自动控制。现场的泵类、风机、电磁阀等开关信号，风压值等模拟信号，通过PLC在上位机上显示。5.2 PLC部分主要控制程序   现场各个监控点的物理参数,由对应的一次仪表传感器或变送

7、器检测出来并变换为4～20mA电流信号，经过屏蔽电缆送到PLC内,PLC通过各种模块接口采样电信号;控制信号由PLC输出后4～20mA电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。PLC控制程序流程图见图7。图7  程序流程图下面以变频器控制程序启动为例，简要介绍。根据系统要求，任意时刻，只有一台变频器运行，另一台备用，当前运行的变频器出现故障时，另一台要自动投入运行，因此，采用了互锁来实现变频器的一开一备，图8中M5与M13实现互锁功能。图8示出PLC控制变频器的梯形图。图8  PLC控制变频器程序6 结束语   

8、本系统在某卷烟厂调试、试运行，情况良好。PLC的运用实现了生产过程的自动控制，减轻了操作工的劳动强度;高可靠性的PLC，其大量时间继电器和中间继电器的运用，使设备的故障率大大降低，提高了工作效率和经济效益。参考文献[1]三菱FX-2N系列PLC编程手册.日本三菱公司,1996.[2]组态王6.0使用手册.北京亚控自动化软件科技有限公司,2000.[3]袁任光.可编程序控制