OMRON SYSMAC CQM1H型PLC在焦化廠配煤系統中的應用

摘要:本文介紹一種基于組態軟件平臺下，采用歐姆龍Sysmac CQM1H型PLC等進行控制的自動配料控制系統，重點介紹PLC在配煤系統實施過程中的硬件組成、軟件實現及與上位機之間的通訊編程等，該系統自投產多年來一直運行穩定，控制精度較高，深受用戶好評。

關鍵詞: PLC 組態王 自動配料 通訊

Abstract:This paper specifies the Application On OMRON Sysmac CQM1H PLC In Automatic Matching Distributed Control System，mostly introduces hardware，software ,communication and programme ，the system stability and control precision are very good, the user is approve of it.
Key word： PLC Configuration Automatic Matching communication

1.引言

隨著科學技術的日新月異，自動化程度要求越來越高，原有的生產配料裝置遠不能滿足當前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產的可靠性、安全性，降低生產成本，減少環境污染、提高產品的質量及經濟效益是企業生成所必須面臨的重大問題。這里介紹OMRON Sysmac CQM1H型PLC在新鋼和合鋼焦化廠配煤系統改造中的應用。

2.系統結構組成及工藝過程

2.1 系統結構組成

電子皮帶秤自動配料系統主要由儲料倉、圓盤給料機、自動皮帶輸送機（內嵌電子皮帶秤）、現場操作盤、儀表控制柜、PLC控制柜、低壓開關柜、變頻器柜、工業控制微型計算機及組態軟件等部分組成，如圖1所示。

2.2 系統工藝過程

該焦化廠主要是對七個料倉，五種焦煤進行控制以達到較好的煉焦效果。系統的控制主要由PLC集中進行，系統運行時，下料控制主要是通過電子配料皮帶秤對圓盤給料機輸送的物料進行計量，由控制儀表接收信號，經處理后轉化為累計值和瞬時流量，并將累計值、瞬時流量信號由RS-485口傳送給工業控制機（上位機）、并以4～20mA模擬電流信號傳送給PID調節器，由變頻器去調節圓盤給料機的轉速，當流量增大時，降低圓盤給料機的轉速，反之提高圓盤給料機的轉速，從而使得幾種物料的流量和階段累計量均保持在設定的范圍內，進而得到可靠的產品質量。

3.PLC控制系統

3.1 PLC的選型

在選定PLC時，根據系統運行的要求，由于該系統涉及的設備較多，考慮到系統的通用性、可擴展性、性能價格比、售后服務等因素，在設計選型時，通過綜合考慮，筆者選用歐姆龍公司生產的用于分散控制的緊湊型CQM1H型可編程控制器，具體型號見表1：

表1 緊湊型CQM1H型PLC

3.2 OMRON CQMIH PLC的性能特點
（1）可靠性高。I/O均采用光電耦合，具有很強的抗干擾能力，能用于較惡劣的環境。
（2）體積較小。采用編程軟件代替硬件連接。
（3）通用性好。采用模塊化結構，如CPU模塊、電源模塊、通訊模塊、I/O模塊等。
（4）使用方便、靈活。在不改變硬件的情況下，修改軟件可實現不同的功能，大大減少調試的工作量，提高工作效率。
3.3 OMRON CQMIH PLC控制系統實現的功能
（1）用于控制該系統與周邊系統的連鎖控制；
（2）用于控制該系統中圓盤給料機、皮帶輸送機的順序啟停；
（3）用于檢測皮帶輸送機打滑、跑偏，并進行控制；
（4）用于監控圓盤給料機堵料，并進行報警；
（5）將系統的工作情況傳送給上位機，并由上位機進行集中控制。
（6）手動/自動控制
3.4 PLC控制系統
系統輸入輸出資源分配情況見表2。
表2 輸入輸出資源分配表

3.5 PLC控制系統的軟件設計
PLC控制系統是該配料系統的控制核心，該型號PLC使用于WINDOWS運行環境下的梯形圖編程軟件CPT，可直接完成梯形圖的編程，與輸入指令方式相比，大大減少輸入程序的工作量，直觀度較高，調試修改程序方便。
根據系統運行工礦，系統采用三級控制方式，即“現場/中央”控制，中央又分為“盤控/上位機”控制。正常運行時，“盤控/上位機”開關處于上位機狀態，當中控室發允許運行信號，主皮帶輸送機運行，在自動狀況下，點擊組態畫面上“系統運行”按鈕，系統按1#～7#秤的順序先后啟動1#～7#皮帶輸送機，接著啟動1#～7#圓盤給料機；停機時，點擊“系統停止”按鈕，系統按1#～7#秤的順序先后停止1#～7#圓盤給料機，再按順序停止1#～7#皮帶輸送機。啟動時間間隔和停止時間間隔在調試時已設定；在手動狀況下通過鍵盤點擊組態畫面上“1#皮帶啟動”按鈕，再點擊“1#圓盤啟動”按鈕；約5秒鐘后，點擊組態畫面上“2#皮帶啟動”按鈕，再點擊“2#圓盤啟動”按鈕；依次類推……停止時，同樣通過組態畫面，先點擊組態畫面上“1#圓盤停止”按鈕，再點擊“1#皮帶停止”按鈕，約5秒鐘后，點擊組態畫面上“2#圓盤停止”按鈕，再點擊“2#皮帶停止”按鈕，依次類推……。當“盤控/上位機”開關處于盤控狀態，禁止在組態畫面上進行操作，此時可任意操作1#～7#機組，但必須遵循啟動時，皮帶啟動優先，停止時圓盤停止優先的原則，盤控狀態一般使用于上位機處于故障或系統調試時。故障或進行電子皮帶秤校準時，應將“現場/中央”開關置于現場狀態，此時皮帶和圓盤的啟動停止完全由現場操作盤控制，不受中央連鎖控制，方便用戶檢修或校準，確保操作安全。同時系統還有打滑、跑偏堵料報警功能，皮帶處于一級跑偏時，發出聲響報警信號，處于二級跑偏或堵料時間超過60秒，不僅發出聲響報警信號，而且自動狀態下系統自動停機。緊急情況下，可按下“急停按鈕”，系統停止工作。
3.6 PLC與上位機的通訊連接及程序設計
由于上位機和PLC控制柜距離較遠，約100米左右，設計時我們采用RS-232/485方式進行數據通訊，PLC采用內置RS-232端口，通訊方式采用半雙工，同步啟動停止，波特率為9600，數據位7位，停止位2位，偶數位1位，點對點傳輸方式。
4.組態軟件
采用北京某公司組態軟件，256點。該組態軟件是在流行的PC機上建立工業控制對象人機接口的一種智能軟件包，真正的32位系統，它運行于WINDOWS98/WINDOWSNT4.0中文操作系統作為其操作平臺，充分利用WINDOWS功能，圖形界面較好。多任務、多線程，確保實時性，它能與OMRON CQMIH PLC進行通訊的通訊：讀取I/O狀態，發送I/O指令；直接從上位機上操作現場設備，并對現場設備的運行狀況進行監控及對采集的數據進行集中管理。其組態動力控制畫面如圖2所示。

5.結束語
通過現多年使用情況來看，采用OMRON Sysmac CQM1HPLC控制的系統可靠性好，操作簡單，維護方便，系統精度高，不但保證了產品的質量和產量，同時又克服了環境污染問題，為企業創造良好的經濟效益，深得用戶好評，該典型案例可推廣應用于建材、飼料、化工等行業。