OMRON SYSMAC CQM1H型PLC在焦化厂配煤系统中的应用

分类：技术教程日期：2009-06-03 17:04:21 来源：欧姆龙（中国）有限公司

摘要:本文介绍一种基于组态软件平台下，采用欧姆龙Sysmac CQM1H型PLC等进行控制的自动配料控制系统，重点介绍PLC在配煤系统实施过程中的硬件组成、软件实现及与上位机之间的通讯编程等，该系统自投产多年来一直运行稳定，控制精度较高，深受用户好评。

关键词: PLC 组态王自动配料通讯

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

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产配料装置远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。这里介绍OMRON Sysmac CQM1H型PLC在新钢和合钢焦化厂配煤系统改造中的应用。

2.系统结构组成及工艺过程

2.1 系统结构组成

电子皮带秤自动配料系统主要由储料仓、圆盘给料机、自动皮带输送机（内嵌电子皮带秤）、现场操作盘、仪表控制柜、PLC控制柜、低压开关柜、变频器柜、工业控制微型计算机及组态软件等部分组成，如图1所示。

2.2 系统工艺过程

该焦化厂主要是对七个料仓，五种焦煤进行控制以达到较好的炼焦效果。系统的控制主要由PLC集中进行，系统运行时，下料控制主要是通过电子配料皮带秤对圆盘给料机输送的物料进行计量，由控制仪表接收信号，经处理后转化为累计值和瞬时流量，并将累计值、瞬时流量信号由RS-485口传送给工业控制机（上位机）、并以4～20mA模拟电流信号传送给PID调节器，由变频器去调节圆盘给料机的转速，当流量增大时，降低圆盘给料机的转速，反之提高圆盘给料机的转速，从而使得几种物料的流量和阶段累计量均保持在设定的范围内，进而得到可靠的产品质量。

3.PLC控制系统

3.1 PLC的选型

在选定PLC时，根据系统运行的要求，由于该系统涉及的设备较多，考虑到系统的通用性、可扩展性、性能价格比、售后服务等因素，在设计选型时，通过综合考虑，笔者选用欧姆龙公司生产的用于分散控制的紧凑型CQM1H型可编程控制器，具体型号见表1：

表1 紧凑型CQM1H型PLC

3.2 OMRON CQMIH PLC的性能特点
（1）可靠性高。I/O均采用光电耦合，具有很强的抗干扰能力，能用于较恶劣的环境。
（2）体积较小。采用编程软件代替硬件连接。
（3）通用性好。采用模块化结构，如CPU模块、电源模块、通讯模块、I/O模块等。
（4）使用方便、灵活。在不改变硬件的情况下，修改软件可实现不同的功能，大大减少调试的工作量，提高工作效率。
3.3 OMRON CQMIH PLC控制系统实现的功能
（1）用于控制该系统与周边系统的连锁控制；
（2）用于控制该系统中圆盘给料机、皮带输送机的顺序启停；
（3）用于检测皮带输送机打滑、跑偏，并进行控制；
（4）用于监控圆盘给料机堵料，并进行报警；
（5）将系统的工作情况传送给上位机，并由上位机进行集中控制。
（6）手动/自动控制
3.4 PLC控制系统
系统输入输出资源分配情况见表2。
表2 输入输出资源分配表

3.5 PLC控制系统的软件设计
PLC控制系统是该配料系统的控制核心，该型号PLC使用于WINDOWS运行环境下的梯形图编程软件CPT，可直接完成梯形图的编程，与输入指令方式相比，大大减少输入程序的工作量，直观度较高，调试修改程序方便。
根据系统运行工矿，系统采用三级控制方式，即“现场/中央”控制，中央又分为“盘控/上位机”控制。正常运行时，“盘控/上位机”开关处于上位机状态，当中控室发允许运行信号，主皮带输送机运行，在自动状况下，点击组态画面上“系统运行”按钮，系统按1#～7#秤的顺序先后启动1#～7#皮带输送机，接着启动1#～7#圆盘给料机；停机时，点击“系统停止”按钮，系统按1#～7#秤的顺序先后停止1#～7#圆盘给料机，再按顺序停止1#～7#皮带输送机。启动时间间隔和停止时间间隔在调试时已设定；在手动状况下通过键盘点击组态画面上“1#皮带启动”按钮，再点击“1#圆盘启动”按钮；约5秒钟后，点击组态画面上“2#皮带启动”按钮，再点击“2#圆盘启动”按钮；依次类推……停止时，同样通过组态画面，先点击组态画面上“1#圆盘停止”按钮，再点击“1#皮带停止”按钮，约5秒钟后，点击组态画面上“2#圆盘停止”按钮，再点击“2#皮带停止”按钮，依次类推……。当“盘控/上位机”开关处于盘控状态，禁止在组态画面上进行操作，此时可任意操作1#～7#机组，但必须遵循启动时，皮带启动优先，停止时圆盘停止优先的原则，盘控状态一般使用于上位机处于故障或系统调试时。故障或进行电子皮带秤校准时，应将“现场/中央”开关置于现场状态，此时皮带和圆盘的启动停止完全由现场操作盘控制，不受中央连锁控制，方便用户检修或校准，确保操作安全。同时系统还有打滑、跑偏堵料报警功能，皮带处于一级跑偏时，发出声响报警信号，处于二级跑偏或堵料时间超过60秒，不仅发出声响报警信号，而且自动状态下系统自动停机。紧急情况下，可按下“急停按钮”，系统停止工作。
3.6 PLC与上位机的通讯连接及程序设计
由于上位机和PLC控制柜距离较远，约100米左右，设计时我们采用RS-232/485方式进行数据通讯，PLC采用内置RS-232端口，通讯方式采用半双工，同步启动停止，波特率为9600，数据位7位，停止位2位，偶数位1位，点对点传输方式。
4.组态软件
采用北京某公司组态软件，256点。该组态软件是在流行的PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，真正的32位系统，它运行于WINDOWS98/WINDOWSNT4.0中文操作系统作为其操作平台，充分利用WINDOWS功能，图形界面较好。多任务、多线程，确保实时性，它能与OMRON CQMIH PLC进行通讯的通讯：读取I/O状态，发送I/O指令；直接从上位机上操作现场设备，并对现场设备的运行状况进行监控及对采集的数据进行集中管理。其组态动力控制画面如图2所示。