PC構(gòu)件碼垛養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李?lèi)?ài)民 安淑女

摘 要：PC構(gòu)件自動(dòng)碼垛養(yǎng)護(hù)是PC構(gòu)件生產(chǎn)的一種高效生產(chǎn)方式。本文設(shè)計(jì)了一種基于組態(tài)軟件的PC構(gòu)件碼垛養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以S7-200 smart PLC為控制器，觸摸屏為人機(jī)界面設(shè)備。該系統(tǒng)降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了養(yǎng)護(hù)窯溫濕度的控制精度。

關(guān)鍵詞：碼垛;養(yǎng)護(hù)窯;PLC;觸摸屏

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.114

1 引言

PC構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)分為四個(gè)時(shí)期，分別是：靜置期，升溫期，恒溫期，降溫期。為了提高PC構(gòu)件的強(qiáng)度，混凝土澆筑后，應(yīng)將PC構(gòu)件的溫度上升到一定值，然后保持恒溫一定時(shí)間。在升溫和降溫的過(guò)程中，應(yīng)避免溫度的急劇變化。

PC構(gòu)件養(yǎng)護(hù)是將PC構(gòu)件在養(yǎng)護(hù)窯中存放，經(jīng)過(guò)靜置期、升溫期、恒溫期、降溫期等幾個(gè)階段使PC構(gòu)件凝固強(qiáng)度達(dá)到要求。養(yǎng)護(hù)窯由窯體、蒸汽系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。養(yǎng)護(hù)窯控制系統(tǒng)包括電氣控制系統(tǒng)、溫濕度傳感器、變頻器、上位機(jī)等組成。

2 PC構(gòu)件養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

PC構(gòu)件養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)由養(yǎng)護(hù)窯和碼垛機(jī)組成。碼垛機(jī)由平臺(tái)提升機(jī)和行走大車(chē)組成。平臺(tái)提升機(jī)變頻器驅(qū)動(dòng)碼垛機(jī)提升平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)。大車(chē)行走變頻器驅(qū)動(dòng)大車(chē)前進(jìn)、后退，將養(yǎng)護(hù)平臺(tái)送入養(yǎng)護(hù)窯。比例電磁閥進(jìn)行養(yǎng)護(hù)窯的溫度、濕度控制?？刂葡到y(tǒng)需要56個(gè)數(shù)字量輸入，35個(gè)數(shù)字量輸出，4個(gè)模擬量輸入，2個(gè)模擬量輸出。采用s7-200smart系列PLC作為控制器，選用一個(gè)CPU SR60（36DI/24DO）、一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM DR32（16DI/14DO）、一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM DI08（8DI）、一個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊EM AI04（4AI）采集養(yǎng)護(hù)窯溫度值和濕度值。

系統(tǒng)接收到上位機(jī)的發(fā)送的工藝參數(shù)后，通過(guò)溫度傳感器和濕度傳感器采集養(yǎng)護(hù)窯的溫濕度，采用PID控制方式，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽閥門(mén)，完成養(yǎng)護(hù)窯的溫濕度的控制。上位機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控溫濕度變化。

3 養(yǎng)護(hù)窯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)軟件部分包括下位機(jī)的PLC軟件和上位機(jī)的組態(tài)軟件。

PLC控制軟件包括初始化模塊、提升機(jī)和大車(chē)行走模塊、溫濕度采集模塊、溫度PID控制模塊等。初始化模塊將所有狀態(tài)復(fù)位到原始狀態(tài)。溫濕度采集模塊用來(lái)檢測(cè)和處理窯內(nèi)溫濕度，并上傳到上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示。溫度PID控制模塊控制升溫過(guò)程，使蒸養(yǎng)窯內(nèi)溫度以設(shè)定速率上升，無(wú)溫度階躍變化。

上位機(jī)組態(tài)軟件采用昆侖通態(tài)組態(tài)軟件。監(jiān)控養(yǎng)護(hù)窯溫濕度變化，和碼垛車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行碼垛車(chē)的手動(dòng)或自動(dòng)操作。采用昆侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面，型號(hào)為T(mén)PC7062KS。該人機(jī)界面是高亮度TFT液晶7英寸觸摸屏。

監(jiān)控界面由監(jiān)控主界面、歷史曲線主界面、密碼登錄界面、退出界面、手動(dòng)操作、自動(dòng)操作、庫(kù)位記錄等界面組成。手動(dòng)操作界面如圖2所示，手動(dòng)操作可進(jìn)行碼垛車(chē)的橫移的前進(jìn)、后退、橫向定位、上升、下降、垂直定位、養(yǎng)護(hù)窯門(mén)的開(kāi)啟、模板平穩(wěn)送入、送出分步動(dòng)作。

自動(dòng)操作界面分為自動(dòng)進(jìn)庫(kù)和自動(dòng)出庫(kù)兩種方式，自動(dòng)操作由于采用了程序預(yù)設(shè)功能，碼垛車(chē)可以按倉(cāng)位預(yù)設(shè)的次序運(yùn)行，使碼垛車(chē)按預(yù)設(shè)優(yōu)化路線運(yùn)行。使碼垛車(chē)運(yùn)行時(shí)間周期最短，確保碼垛車(chē)不影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行節(jié)拍。

自動(dòng)操作時(shí)，如果按下觸摸屏主界面的停止按鈕，自動(dòng)操作停止。操作臺(tái)上的進(jìn)庫(kù)允許旋鈕旋至允許位置時(shí)，允許碼垛機(jī)控制生產(chǎn)線的進(jìn)庫(kù)位的模臺(tái)送入碼垛機(jī)。操作臺(tái)上的出庫(kù)允許旋鈕旋至允許位置時(shí)，允許碼垛機(jī)控制生產(chǎn)線的出庫(kù)位，碼垛機(jī)把提升平臺(tái)上的模臺(tái)送出至生產(chǎn)線的出庫(kù)位置。

庫(kù)位界面可以顯示庫(kù)位編號(hào)、已養(yǎng)護(hù)時(shí)間、入庫(kù)時(shí)間等信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

文本介紹了養(yǎng)護(hù)窯控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用西門(mén)子S7-200smart PLC為控制器，使用昆侖通態(tài)人機(jī)界面TPC7062KS為上位機(jī)，完成養(yǎng)護(hù)窯溫度控制和碼垛機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。該系統(tǒng)不僅降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了養(yǎng)護(hù)窯系統(tǒng)的控制精度和產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張偉林.電氣控制與PLC綜合應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京人民郵電出版社，2009（05）：30-41.

[2]高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2010（10）：80-88.

[3]李聽(tīng).PC技術(shù)簡(jiǎn)介及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].建筑技藝，2014（06）：60-67.

[4]胡眠，陸俊宇.基于RFID的預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，5（03）：50-56.

[5]辛德勝，馬國(guó)生，王立伍等.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].混凝土，2000，9（01）：33-35.

[6]高志偉.立式混凝土預(yù)制板施工工藝推介[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，

2008，18（09）：43-45.

基金項(xiàng)目：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（2017-K9-037）

作者簡(jiǎn)介：李?lèi)?ài)民（1976-），男，江蘇徐州人，碩士，副教授，主要從事機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)與教學(xué)工作。