混凝土攪拌站生產(chǎn)控制軟件的改造及應(yīng)用

高豐

（徐州中聯(lián)混凝土有限公司 ，江蘇　徐州　221168）

混凝土攪拌站生產(chǎn)控制軟件的改造及應(yīng)用

高豐

（徐州中聯(lián)混凝土有限公司 ，江蘇徐州221168）

本文介紹了原混凝土生產(chǎn)控制部分存在的主要問題，改造后生產(chǎn)控制硬件構(gòu)成架構(gòu)及軟件的控制方式，并重點介紹了新軟件的控制功能，控制模式，擴(kuò)展應(yīng)用等特點。

混凝土；生產(chǎn)控制軟件；擴(kuò)展；特點

0　前言

攪拌站生產(chǎn)控制軟件作為攪拌站生產(chǎn)線的重要組成部分，在攪拌站正常生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、提高配料精度避免浪費及提高公司管理水平、生產(chǎn)數(shù)據(jù)對外互通等方面具有重要作用，為了更好地掌握生產(chǎn)控制軟件，提高公司的整體水平，我公司和江蘇瑞奇自動化公司合作開發(fā)一套混凝土生產(chǎn)控制軟件，把目前的生產(chǎn)控制軟件逐步更換，現(xiàn)已開發(fā)完畢，并在公司19條線上穩(wěn)定運(yùn)行，各種接口完全對接。

1　原生產(chǎn)控制軟件存在的主要問題

（1）公司的原生產(chǎn)控制軟件種類較為繁多，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)電腦死機(jī)、軟件崩潰，給生產(chǎn)維護(hù)、備件統(tǒng)一管理帶來很多困難。

（2）由于收購前維護(hù)主要由控制軟件廠家進(jìn)行（設(shè)有密碼），使公司人員無法掌握核心技術(shù)，這給公司進(jìn)一步軟件升級，特別是公司在提高統(tǒng)一化管理上（與 ERP 對接）形成阻礙，造成很多生產(chǎn)需要的信息無法正確上傳，給公司的管理推進(jìn)帶來較多不便。

（3）由于收購前原公司大多存在款項未付清現(xiàn)象，經(jīng)常出現(xiàn)站點控制軟件在正常生產(chǎn)情況下給遠(yuǎn)程鎖死，造成生產(chǎn)無法正常運(yùn)行，給生產(chǎn)運(yùn)行、產(chǎn)品保供帶來無法預(yù)知風(fēng)險。

（4）有些軟件多次未進(jìn)行更新?lián)Q代，已不適應(yīng)現(xiàn)在生產(chǎn)需要，且現(xiàn)在控制軟件已大多更新為全計算機(jī)鼠標(biāo)控制，無外裝控制按鈕，而公司控制軟件大多還在初級控制方式，與整個混凝土行業(yè)發(fā)展已不適應(yīng)。

（5）與建設(shè)局軟件（黑匣子）無法對接。

2　解決方案

（1）和瑞奇自動化公司合作自主開發(fā)一套生產(chǎn)攪拌站控制軟件，該軟件采用 Profibus 總線技術(shù)，基于 PLC＋一秤一表的架構(gòu)，靈活可靠，管控分離穩(wěn)定性高，軟件架構(gòu)如圖1所示。

（2）控制硬件組成：主要由西門子1214CPU 的 PLC 控制器，MODBUS RTU 通訊模塊，擴(kuò)展數(shù)字量輸入輸出模塊，24V 過度繼電器，一秤一表等組成，并安裝稱重儀表監(jiān)控及電腦操作臺。

圖1　軟件架構(gòu)圖

3　軟件特點

（1）控制器和稱重儀表與上位監(jiān)控電腦的通訊采用以太網(wǎng)，通訊速度高，軟件對現(xiàn)場設(shè)備動作監(jiān)控的響應(yīng)速度快，無滯后感，稱重儀表信號也能及時響應(yīng)。

（2）采用工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方式，可以允許較遠(yuǎn)距離的監(jiān)控，允許一個廠區(qū)內(nèi)的多條生產(chǎn)線的控制集中在一個控制室內(nèi)，所有的操作人員集中操作，還可結(jié)合調(diào)度、實驗室人員，將便于企業(yè)管理，提高生產(chǎn)效率。

（3）這種架構(gòu)的控制軟件，監(jiān)控電腦中不需要插入板卡、不需要連接復(fù)雜的擴(kuò)展設(shè)備，不需要在電腦中安裝復(fù)雜的各類驅(qū)動程序，也不需要對電腦做任何特殊設(shè)置或過高要求，實現(xiàn)真正的管控分離。

（4）一秤一表的結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性比較大，故障點也比較分散，任何一臺秤出現(xiàn)問題均可以進(jìn)行單獨更換維修，設(shè)備升級改造，加秤也比較方便，只需加上一個表即可以實現(xiàn)加秤。

（5）當(dāng)生產(chǎn)有特殊需求，比如工藝改變、維修設(shè)備需要更換輸入輸出點等需要時， 可以自己進(jìn)行程序更改，數(shù)據(jù)維護(hù)，不需通過廠家進(jìn)行。

（6）建有本地數(shù)據(jù)庫，當(dāng) ERP 或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常，能夠正常生產(chǎn)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄。

為了提高生產(chǎn)效率、簡化操作流程、降低維護(hù)難度，控制軟件設(shè)計上還具有如下方面的優(yōu)點：

（1）操作簡單便捷

圖2　主生產(chǎn)界面

由圖2主生產(chǎn)界面可以看出：

A、主生產(chǎn)界面即可安排生產(chǎn)，不需要界面的切換，簡化了操作員的操作；

B、軟件全自動運(yùn)行，只需要根據(jù)任務(wù)安排好生產(chǎn)，鼠標(biāo)點擊一下啟動生產(chǎn)按鈕，其余軟件自動完成包括自動振動和自動破拱，直到軟件自動響鈴提醒生產(chǎn)完成。

C、所有操作均可以通過鼠標(biāo)實現(xiàn)，包括振動、破拱、響鈴、小票（發(fā)貨單）打印等。避免操作員精力的分散；

D、生產(chǎn)界面信息顯示完整、界面直觀，不需任何操作即可看到配方、設(shè)定值、實時值、完成值、精度、含水率等信息。

E、生產(chǎn)操作日志：軟件內(nèi)建有完善的生產(chǎn)日志，記錄生產(chǎn)中發(fā)生的異常情況，確保生產(chǎn)安全。

F、完善的權(quán)限控制：根據(jù)需要，可以將軟件的權(quán)限設(shè)置到每一個功能點。

（2）提高生產(chǎn)效率

A、連續(xù)生產(chǎn)：只要生產(chǎn)隊列有沒生產(chǎn)的，無需人工干預(yù)即可實現(xiàn)自動生產(chǎn)，且能夠?qū)崿F(xiàn)前車沒有走，后車的任務(wù)已經(jīng)啟動生產(chǎn)，顯著提高了生產(chǎn)效率。

B、連續(xù)生產(chǎn)的任務(wù)第一盤自動禁止卸混凝土，確保運(yùn)輸車輛就位，防止意外發(fā)生。

C、骨料秤卸料多種投料方式，調(diào)試時可做到皮帶無空閑，提高皮帶輸送效率和整機(jī)效率。

D、在一個車任務(wù)中可安排上砂漿的生產(chǎn)，生產(chǎn)完混凝土后，響鈴?fù)ㄖ緳C(jī)生產(chǎn)砂漿，然后自動開始砂漿的生產(chǎn)，無需人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率。

E、換倉換秤功能：當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)某一個倉的原料不夠接下來的生產(chǎn)時，操作員可以通過“換倉換秤”功能，不用停止生產(chǎn)。

（3）易維護(hù)

A、故障報警：設(shè)備發(fā)生故障時，軟件可以進(jìn)行閃光報警；生產(chǎn)過程中，軟件會實時檢測軟件設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)不能滿足生產(chǎn)條件時，生產(chǎn)過程會被中斷，確保生產(chǎn)安全。

B、生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備的故障：卡門、漏料、門打不開、皮帶停轉(zhuǎn)等均可以在主生產(chǎn)界面上進(jìn)行顯示，并提示操作員檢查的方法和步驟。

C、對不影響流程的報警，操作員可以選擇先忽略，以繼續(xù)流程，擇時處理。

D、軟件由多個稱重儀表+BCS7控制器組成，每一個部分出現(xiàn)故障或損壞，均可以通過單獨的替換解決，降低設(shè)備維護(hù)費用和維護(hù)難度。

E、電腦中不插入任何東西，對電腦配置要求較低，任何一臺可以運(yùn)行 WIN7的商用電腦，甚至筆記本也可用于生產(chǎn)。

4　擴(kuò)展應(yīng)用

控制軟件專門開發(fā)了與 ERP 軟件和建設(shè)局控制軟件對接的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)及管理自動化、信息化、智能化，功能簡述如下：

（1）軟件可與我公司的 ERP 網(wǎng)絡(luò)化管理軟件實現(xiàn)整個攪拌站公司的網(wǎng)絡(luò)化辦公及管理。

（2）通過 ERP 軟件可以實現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的集中調(diào)度，由調(diào)度人員安排站生產(chǎn)的任務(wù)，并實現(xiàn)自動生產(chǎn)，現(xiàn)場操作人員只是監(jiān)看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

（3）在總調(diào)度室及相關(guān)人員計算機(jī)安裝了遠(yuǎn)控支持軟件，可以及時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)情況，從而避免了因生產(chǎn)現(xiàn)場較遠(yuǎn)而不能及時了解的不利狀況。

（4）開發(fā)了粉倉管制對接，砂石分離機(jī)中水使用對接，粉倉的袋收塵、高低料位等對接。

5　投資費用

（1）軟件開發(fā)：每套1萬元，含與 ERP 的對接費用。

（2）增加 PLC 軟件控制柜，含稱重儀表，每套約3萬元。原主回路柜繼續(xù)留用。

（3）因原電腦配置較低，全部重新更換為 I3-3240/4G/500G/集顯/雙 PCI /1個九針 COM 口的高配置計算機(jī)，每個約3000 元。

（4）其它投資：控制柜安裝，儀表布線，網(wǎng)絡(luò)接口等附件，約5000 元。

6　結(jié)束語

（1）通過對攪拌樓生產(chǎn)控制軟件改造后，給公司混凝土生產(chǎn)效率提高提供了有力保證，減少了大量的維護(hù)費用。

（2）因操作軟件的統(tǒng)一、操作畫面基本一致，操作員可以在不同站點之間互相操作、學(xué)習(xí)，對不同設(shè)備之間的優(yōu)缺點更加了解，也利于公司對影響效率的地方加以改進(jìn)。

（3）可及時從 ERP 看到生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，對影響產(chǎn)品質(zhì)量的不足之處可及時看到，質(zhì)量控制人員可及時對混凝土進(jìn)行調(diào)整，使產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，也更加穩(wěn)定，公司品牌形象也得到了較大提高，公司整體信息化管理上了一個新臺階。

［通訊地址］江蘇省徐州市新城區(qū)昆侖大道綠地商務(wù)城藍(lán)海B 棟1313室（221100）

高豐（1972―），男，工程師。