2.3集中式控制系統(tǒng)
選用VIPA-300S PLC，系統(tǒng)的組成為：
? 300S-CPU：VIPA 314-6CF02
? 300V數(shù)字量輸出模板：VIPA 322-1BL00
? 300V數(shù)字量輸入模板：VIPA 321-1BL00
? 300V模擬量輸入模板：VIPA 331-1KF01
? 300V模擬量輸出模板：VIPA 332-5HD01
2.4分布式控制系統(tǒng)
選用VIPA-515S 板卡式CPU為主站, 安裝在控制室的工控機(jī)內(nèi)：
現(xiàn)在系統(tǒng)的組成為：
? 500S-CPU： VIPA 515-2AJ00
? 200V-DP模板： VIPA 253-1DP01
? 200V數(shù)字量輸出模板: VIPA 221-1BF00
? 200V數(shù)字量輸入模板：VIPA 222-1HF00
? 200V模擬量輸入模板：VIPA 231-1BD53
? 200V模擬量輸出模板：VIPA 232-1BD51
VIPA 200V從站：
采用200V I/O模塊，安裝在現(xiàn)場(chǎng)各控制箱中作為系統(tǒng)中的從站，對(duì)本單元設(shè)備進(jìn)行采集與控制。系統(tǒng)采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通訊，實(shí)現(xiàn)瀝青攪拌站過(guò)程控制。
3．PLC 的程序設(shè)計(jì)
VIPA PLC采用西門(mén)子STEP7編程軟件進(jìn)行編程，程序用梯形圖和語(yǔ)句表方式編寫(xiě)。程序包括計(jì)量控制,溫度控制,成品倉(cāng)控制等。
3.1 計(jì)量控制
計(jì)量控制是攪拌站控制最關(guān)鍵的部分，要求PLC A/D采集精度高,響應(yīng)迅速,稱(chēng)量控制準(zhǔn)確. CPU-314ST中集成的4路AD單元, 采集速度可達(dá)170次/秒,精度為12位,完全可以滿(mǎn)足工藝要求,我們利用其對(duì)石料、粉料、瀝青等稱(chēng)量值進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集,PLC根據(jù)生產(chǎn)配方對(duì)稱(chēng)量信號(hào)運(yùn)算處理后，由輸出模塊自動(dòng)控制石料秤門(mén)、粉料螺旋輸送機(jī)、瀝青泵等開(kāi)啟停止,進(jìn)行計(jì)量控制以及攪拌控制等。
程序設(shè)計(jì)了6種石料計(jì)量、3種粉料計(jì)量、1種瀝青計(jì)量、１種添加劑計(jì)量.為了提高計(jì)量精度,各計(jì)量程序中編制了落差自動(dòng)修正功能,計(jì)量中即有靜態(tài)修正又有動(dòng)態(tài)修正控制; 為了提高油石比精度,瀝青計(jì)量采用二次計(jì)量方式,先按設(shè)定重量的120%稱(chēng)量,待骨料、粉料稱(chēng)量完成后，經(jīng)過(guò)二次運(yùn)算，再按配方進(jìn)行噴灑。石料計(jì)量采用雙料門(mén)控制；粉料計(jì)量螺旋采用變頻器調(diào)速控制，使計(jì)量級(jí)配更加準(zhǔn)確。
3.2 溫度控制
? 瀝青混合料溫度控制是關(guān)鍵生產(chǎn)工藝。精確控溫需要燃燒器，除塵器的聯(lián)動(dòng)配合。
? 石料采用燃燒器烘焙加熱,溫度高低由風(fēng)門(mén)大小調(diào)節(jié)同時(shí)受骨料含水量等外部條件影響。PLC采用內(nèi)置的溫度調(diào)節(jié)功能塊進(jìn)行控溫。
? 除塵器負(fù)壓是燃燒器燃燒效率的關(guān)鍵因素之一，PLC利用內(nèi)置 PID功能塊對(duì)負(fù)壓進(jìn)行控制。
3.3成品倉(cāng)控制
? 成品倉(cāng)是瀝青攪拌站的重要組成部分，成品倉(cāng)控制主要是運(yùn)料小車(chē)的卷?yè)P(yáng)控制，運(yùn)料小車(chē)根據(jù)指令在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)將成品料運(yùn)送至不同的倉(cāng)位。
? 小車(chē)卷?yè)P(yáng)控制關(guān)鍵是小車(chē)的精確定位。功能的實(shí)現(xiàn)是利用 CPU-314ST中集成的4路高速計(jì)數(shù)單元配合編碼器和變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.4功能擴(kuò)展與兼容
? 隨著道路施工工藝的不斷改進(jìn)更新，瀝青攪拌站外圍設(shè)備會(huì)不斷增加，一體化控制要求PLC具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。 CPU-314ST單機(jī)架32模塊的可擴(kuò)容量為攪拌站外圍設(shè)備的加入提供了便利的操作和可靠的保證。
? 瀝青攪拌設(shè)備控制的智能化和人性化要求日益突出，過(guò)去生產(chǎn)的攪拌站就面臨著一個(gè)控制系統(tǒng)改造的問(wèn)題，對(duì)于舊的采用西門(mén)子PLC的控制系統(tǒng)應(yīng)用VIPA PLC改造快捷方便，減少了硬件改動(dòng)和軟件改動(dòng)。
4．上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)選用FameView工業(yè)組態(tài)軟件，采用以太網(wǎng)方式與VIPA-PLC通訊（100MHz），運(yùn)行在WINDOWS 2000 / XP環(huán)境下。隨著客戶(hù)對(duì)攪拌站工藝要求的提高上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)一般要求具有復(fù)雜的畫(huà)面功能，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和實(shí)時(shí)交互的配方報(bào)表，報(bào)警功能。上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于與PLC的無(wú)障礙快速通訊。VIPA PLC的以太網(wǎng)通訊模式對(duì)實(shí)現(xiàn)上述功能提供了完美解決方案。
a) 主畫(huà)面：生產(chǎn)流程監(jiān)控和計(jì)量監(jiān)控；
在生產(chǎn)過(guò)程中切換到其他控制畫(huà)面。
b) 控制子畫(huà)面：供料控制，設(shè)備控制，加熱控制等。
c) 生產(chǎn)設(shè)定：生產(chǎn)攪拌參數(shù)設(shè)定, 存儲(chǔ)配方和調(diào)用配方，在此系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了200個(gè)配方；可隨意地以文件形式另存在硬盤(pán)或軟盤(pán)中。
d) PLC狀態(tài)監(jiān)控：真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)的I/O狀態(tài)，利于故障的檢查和排除。
e) 數(shù)據(jù)管理：隨時(shí)記錄每一循環(huán)的稱(chēng)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存SQL Server 2000大型數(shù)據(jù)庫(kù)，便于匯總查詢(xún)和打?。焊鶕?jù)數(shù)據(jù)報(bào)表的內(nèi)容，可控制打印機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)逐行或逐頁(yè)打印。
f) 資料管理：主要是各種報(bào)警提示和維修保養(yǎng)相關(guān)的信息。
5．結(jié)束語(yǔ)
北京德基機(jī)械有限公司是生產(chǎn)瀝青攪拌站的專(zhuān)業(yè)廠家，原控制系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-400系列PLC。兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度我們也進(jìn)行了對(duì)比，原S7-400系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的掃描周期為7毫秒，采用VIPA-314ST CPU系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的掃描周期為2毫秒，再者通訊方式由原來(lái)的MPI通訊（187.5KHz）改為以太網(wǎng)通訊（100MHz），既提高了通訊速度又降低了成本（省略了5611通訊卡），上位機(jī)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫(huà)面也因此顯得更加流暢。
由于本系統(tǒng)完全兼容S7-300系列產(chǎn)品，其I/O模塊國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有量較高，技術(shù)成熟，既使生產(chǎn)過(guò)程中PLC控制系統(tǒng)硬件發(fā)生故障，也可以立即查明原因更換相應(yīng)器件，最大限度的縮小在線維修時(shí)間，采用VIPA-300S PLC不但降低了成本還提升了整套控制系統(tǒng)的性能，使全系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全、可靠、性能更優(yōu)異。
