1 导言
全主动计量配料操控体系在各职业的运用已层出不穷，如:冶金，有色金属，化工，水泥建材，食物等职业。它是制品出产的首要环节，特别是有接连供料要求的职业，其配比的进程操控直接影响了制品的质量，它是企业获得最佳经济效益的先决条件。尽管职业各自不同的工艺特色对配料操控要求也不同，但其高牢靠性，先进性，敞开性，免保护性，可扩展性是各职业所寻求的共同方针。跟着it技能的遍及运用，工厂主动化将直接进入e年代，其间计量主动化scada 也是一个重要的环节。
2 体系功用
根据以上方针，咱们为某职业龙头企业规划、制作了一套全主动的多种类混合配料计量、预计量、运送、金属检测、包装计量、分选计量等功用的机电一体化出产线。其间动态计量秤，经过二级现场总线，会同plc，hmi/ipc无缝地组成三位一体的闭环动态配料体系，其间工控机经hub及以太网连入工厂erp/mis。整个配料进程严厉依照所挑选的配方比和流程进行，并有多级报警记载，完结不同质料混匀给料及物流操控，完结了管控一体化，优化了进程操控的功用和功率。它将是一种现在根据fcs配料计量监控体系的先进解决方案，契合开方性的计量主动化开展趋势。
本体系工艺流程如图1所示。
图1 体系工艺流程
3 体系装备
本体系下位机选用了三菱电机的melsec-a2sh系列plc为主控器，并配以got-f940触摸屏为下位人机介面(hmi)，计量操控由12台上海大和衡器(shanghai yamato)的cfw定量给料机(constant feed weigher)组成。它们之间经过cc- link现场总线联网，以完结数据收集与操控，来确保体系的牢靠性和实时性。上位机部分挑选研华ipc610工控机作为监控站，配以 microsoft windows nt 4.0 for workstation操作体系和国际闻名的监控软件citectscada 5.30为 scada体系的软件渠道环境，体系软件具有丰厚的流程操作、监控、通讯、报警、办理、趋势、报表记载和冗余等功用，并具有较强的确诊才能。体系的硬件和软件是操控体系的有机体，以上装备确保了体系完好性、共同性、兼容性和成套性，适应在工业环境下能长时间安稳运转，并具有电、磁、震抗干扰的才能，确保了整个体系的安全运转要求。
体系具有如下功用特色:
·监控出产现场的实时数据及工艺流程;
·阅读各实时/前史趋势画面;
·处理反映各种进程报警和前史报警;
·阅读查询/打印实时/前史出产报表;
·修正办理出产进程参数和情况;
·为企业决策者供给工厂底层实时数据;
本配料体系结构与网络装备如图2所示。
图2 配料体系结构与网络装备
3.1 下位机结构及组成
在本工程中所选用的12台cfw首要是来完结质料流量操控，其间心为cfc-200外表，它集调理与演算为一体的多功用计量操控器，其间 cpu为摩托罗拉68k系列，它集大和衡器拔尖的外表规划技能，具有满足的抗干扰功用、多样化接口、自确诊功用、自整定pi调理功用等专长，并配以上海大和c3级电阻应变式荷重传感器(loadcell)、安川电机的电流矢量型变频器616g5和德国sew高功用变频电机，组成一个完好的机电一体化产品，确保了计量和操控的准确性，其体系精度到达±0.2%。
下位机选用三菱melsec-a plc共2台组成双机冗余结构，它具有先进、高速、牢靠、大容量的特色，其间plc1为主控，plc2为后备冗余，当产生毛病时，便可实施主备plc间的无扰切换，也可作为将来工程扩大用。因为12台cfw散布较涣散，故挑选cc-link总线与plc相连。下位hmi为got940 lcd触摸屏，以确保工艺数据正确和及时在上位pc监控站和触摸屏上得到两层响应和显现，即便上位产生毛病或失效，也不影响整个流程操控。触摸屏的监控画面虽没上位hmi丰厚，但也根本掩盖整个体系的监控和操作。
3.2 cc-link概略
cc-link是三菱电机公司以高功用、低本钱、多厂商支撑为方针于1996年推出的第二代敞开式现场总线，是 control & communication link(操控与通讯链路)的简称，2000年11月，cc-link协会建立，专门担任 cc-link在全球的遍及和开展。
敞开式现场总线cc-link具有功用杰出、运用广泛、运用简略、节约本钱等杰出的优势。cc-link选用双绞线为衔接介质的主从结构，最多支撑64个从站，选用播送论询办法，最高可到达10mbps速度。plc或核算机作为cc-link主站，配以aj65sbt-rpt中继器最远间隔可达13.2km。网络总线最大的循环数据容量为2048个点，512个字;最大瞬时传送数据量为960字节。cc-link具有预定站功用、主动改写功用、即插即用功用和主站热备、子站脱离、站上线回复、监控测验等齐备的ras机能。cc-link在运用上，硬件开关设置、接线(3芯屏蔽线)和体系组态(参数设定即可)都十分便利和简略。
现在cc-link支撑多达360种设备，如:长途i/o、传感器、称重操控器、调理器、电磁阀、变频器、触摸屏等等。并得到220多家厂商支撑，如:松下电工、大和衡器、横河、西门子、digital、nec等等,cc-link也是现在仅有能与欧美现场总线规范抗衡的亚洲产品。
上海大和的定量给料机(cfw)是作为长途设备从站办法衔接cc-link现场总线的。
3.3 组态及编程
plc编程以三菱gx developer7.0为东西渠道, 选用符号化的梯形图编写，并充分考虑体系资源，多用宏运用，削减扫描时间，进步实时操控性。melsec-a plc为cc-link主站，由主站模块a1sj61bt11操控从站(cfc-200操控器)的运转和数据改写，在网络组态时，可将初始化程序经过plc来完结网络设备参数的设定，写入主站的eeprom中，在运转程序中，主从站之间的数据交流是主动链接更新的，主 cpu只需用from/to指令即可从缓冲存储器中存取从设备信息。
上下位机的通讯选用modbus通讯协议(rs485办法)，网络结构是主从结构，通讯介质为双绞线，它是modicon公司前期所引证开展,是一种经典敞开的串行通讯协议，在工业操控范畴运用十分广泛，是事实上的工业网络规范。它支撑21种功用代码，并可与工厂中其它很多厂商的不同产品进行通讯。本体系中选用的modbus协议是以rtu(binary) 格局封装，选用crc过错校验,能够较高的通讯功率传送信息。它的衍生协议 modbus/tcp可运用于ethernet设备间的通讯，契合当今网络开展趋势。
3.4 监控体系胪陈
监控体系是以citectscada 5.30 32位工控软件为开发和运转渠道，citect是国际领先的scada产品,它是根据 windows nt渠道用于散布式操控体系的scada软件，具有共同的“可弹性结构”,它向用户供给了极大的运用灵敏性和体系开方性，在工业主动化范畴有着广泛的运用，是当今优异的主动化软件之一。
(1) citectscada
citectscada内置一个cicode脚本的实时多任务程序语言，运用它所供给的丰厚函数库，可灵敏地开宣布杂乱的运用程序，这是它优于其它scada软件的特色之一。监控体系选用树型结构，具有多种画面调用手法，以便利操作运用。体系画面分菜单主页，配料总貌监控、设备监控、配方办理、趋势组记载、报警组记载、报表、操作日志、调试保护、协助等画面。为确保体系的安全牢靠运转，监控体系供给多级用户办理功用, 分为操作员、办理员和工程师三种权限，以确保体系的安全机制。在本配料监控体系的开发中，结合了实践工艺情况和充分运用citectscada的专长，首要完结了配方设置、流程挑选和切换、流程联锁、流程起动、次序中止、毛病中止、流程报警、总量的定量操控、配料流量调理及产值核算核算等功用。
(2) 体系界面
体系部分界面图如图3、图4、图5所示。
图3 配料体系界面
图4 配料总貌界面
图5 配方办理界面
citectscada采取了c/s结构办法，以输入/输出服务器(i/o server)办法经以太网链路(tcp/ip协议)连入工厂 erp/mis，citect供给了dde/netdde，opc，odbc/sql，com/dcom,ctapi等通用办法完结根据windows运用程序和i/o之间的数据交流。本配料体系中的前史数据以odbc/sql办法拜访数据库服务器microsoft sql server 7.0。而实时数据的交流,选用citectscada所供给的ctapi接口，它合适多种数据交流，运用更为灵敏，它避免了各运用程序的代码冗余，进步了内存的运用率，它以dll函数供给外部的运用程序(vb，vc++等)接口，运用户运用程序可直接对citectscada的tag变量进行操作，并支撑经过 tcp/ip的长途ole api功用。
