本文介绍了机械厂一个配料混合机自动控制系统的设计，上位机采用PC机，下位机采用SIMATICs7—200的可编程控制器，描述了系统的硬件组成、软件设计和上下位机实现点对点的通讯方法．在实际生产中，该自动控制系统可以提高配料精度、产品质量和劳动生产率，可以消除误操作、实现混合机的升级换代．

目前国内的各类混合机的配料和上料，均是采用简单配料称重仪表控制加人工操作方式进行的．由于配料混合的精度和速度与产品的产量和质量直接相关，人工操作的配料速度较慢，而且操作不当容易造成产品的大量报废．随着计算机控制技术的日趋完善和普及，自动配料混合机上料配料过程实现计算机控制是必然的趋势．我们目前所研制的自动控制装置能实现配料的量比设定、流量的自动计量和自动控制，实现参数的在线修改和生产过程各参数的自动记录与打印，达到自动、稳定、高效配料的目的．消除了误操作的可能性，实现了混合机的升级换代．

1,湖和控制系统的组成
本混合系统的控制对象DSH双螺旋锥形混合机是机械厂生产的一种高效粉粒体混合设备，广泛应用于农药、化工、医药、涂料、染料、颜料、食品、冶金、建材等行业的粉料混合．在混合机的生产运行过程中，配料、下料和混合为并发过程．它采用模拟式称重传感器和称重显示仪作为检测变换设备，对筒体内物料总量的变化进行实时检测，并送到下位机的可编程控制器PLC中，PLC采用SIMATICS7—200．由PLC将它与上位机PC传送过来的设定值相比较，根据PLC中的控制算法所求得的控制输出量，通过交流变频装置分别控制各原料包喂料器电机的启停和转速，达到自动、稳定、精确配料的目的．

自动混合系统的软件部分由用VB语言编制的上位机监控软件和用PLC语言编制的下位机控制软件组成，监控软件包括模拟运行显示、配方设置、参数调整、生产记录统计打印、故障报表等七个操作界面．主要功能如下：

(1)实时监控混合机的工作状态、动画模拟现场工作情况；(2)向下位机发送命令参数，启停混合机，设置自动或手动操作模式；(3)实时监控混合机工作状况，故障报警，保存故障信息、日期、时间等以供分析；(4)设置配料配比参数，可保存多个配方，可在线修改、打印配比参数；(5)设置和存储系统的工作参数；(6)实时记录系统生产过程有关参数，可供操作人员查找某一时间段的生产记录；(7)可生成生产记录报表，统计各班次的生产状况．

配料软件包包括以下几个模块：(1)接收、显示模块，(2)故障监测与处理模块，(3)发送参数模块，(4)设置配方及配料参数模块，(5)生产过程的记录与统计模块．

配料混合机控制软件以PLC编程软件为平台，包括初始化、启动、停止、数据处理等七个子程序及接收数据等三个中断服务程序，其主要功能是：(1)接收从称重仪及上位机传来的数据并进行处理，(2)能进行手动及自动的操作与切换，(3)根据现场称重及系统设置参数启动和停止操作，(4)称重数据应满足实时性．

2，混合机上位机软件的功能
2．1，接受、显示模块

该模块使用VB通讯口的OnComm()事件，接受从下位机(PLC)发送过来的20个字节通讯数据，这2O个字节数据的格式为：第1字节为起始字符02H，第2、3、4字节为秤重仪传来的数值的小数点位置及单位，第5至10字节为系统毛重，第11至16字节为系统皮重，第17至19字节表示系统状态(具体格式见表1)，第20字节为终止符0DH．在OnComm()事件中取出下位机控制的称重仪净重与皮重，分析出系统各物料的实际称重及当前系统运行状态，在相应的文本框中显示．同时，动画模拟系统的工作现场．

2．2，故障监测与处理模块

通过监测系统的净重和运行状态，可以分析出系统当前可能的故障．可能发生的故障及系统的当前状态见表1．

可能发生的故障及系统的当前状态
表l，可能发生的故障及系统的当前状态

若发现系统可能出现故障，应立即在操作界面中显示相关的故障信息，并询问是否立即停止系统的运行．若应答“是”，向下位机发送停止命令；否则，忽略此故障信息，系统继续运行．同时保存此故障信息的内容及发生时间等，生成故障表格以便查询．

2．3，发送参数模块

上位机(PC)向下位机(PIC)发送的参数包括系统的命令参数(如运行、停止、自动、手动等)及系统的状态参数(如三种物料的给定称量、三种物料的慢加值、三种物料的提前量、批次、混合机的搅拌时间、允许偏差值、三根螺杆的延时时间、包装给定值、包装出料的延时时间及包装提前量供18个)．为使通讯准确及时，发送数据设置为20个字节，其中第1字节为起始位，第2字节为二进制数，末位为1表示启动系统运行，倒数第二位为1表示停止系统运行．第3字节表示系统运行为自动方式还是手动方式，若为0表示系统自动，否则表示手动．第4字节至第19字节格式见表2所示．第20字节为终止符0DH．

第4至第l9字节的格式
表2，第4至第l9字节的格式

为使通讯端口不至于过分繁忙，保证通讯的准确性，将发送数据分成发送命令数据及发送参数数据两类．在按命令按钮时发送命令参数数据，在进入系统程序时先发送当前的系统参数值，若系统的相应参数更改，再发送新的系统参数．这样，在传输通道中，将大部分时间留作PLC传输给PC数据的时间，只有在程序启动、更改参数及按命令按扭时，才有数据从PC传送给PIC，这样就可减少由于数据传输冲突而造成的误操作．

2．4，设置配方及配料参数模块

此模块主要是对数据库进行操作，通过编程实现对配方数据库及配料参数数据库的增加、删除、编辑、保存、打印并检查是否有错误输入等．在错误数值输入及出现相同配方号时出示错误信息框．配方数据表格包括配方号，1、2、3物料的给定称量，三种物料的给定称量和，给定称量单位、操作员、操作日期进行定量称重配料．

2．5，生产过程的记录与统计模块

记录生产过程在工业生产中十分必要，它对规划生产规模，提高生产效率提供了基本数据．在一次作业中，要记录操作员、操作配方号、操作的起止时间、配料日期等．生产记录不得随意添加、更改和删除．还可按年份、月份、季度、半年、日期、班次、操作员等进行查询，并打印出相应结果．生产记录的统计可统计出各班次的生产状况，可按年份、月份、季度、半年、日期、班次、操作员等进行查询，并打印某一班次生产的某一物料或某一配方总的配料数．

3，通讯功能的实现
通讯是SIMATICS7—200的一个重要功能，它为用户提供了灵活的通讯功能．集成在S7200中的点对点接口(PPI)中，可用普通的双绞线作波特率为9600bps的数据通讯，或利用公司的PC／PPI电缆，将S7—200CPU与计算机或称重显示仪通过RS232口连接起来组成PC／PPI网络，实现点对点通讯．如果在一个网络有多于1个以上的主机，则可在编程计算机或由公司提供的编程设备中插入一块多点接口卡(MPI)．由于该卡本身具有RS232／RS485信号电平转换器，因此可使用一般的电缆连接．
4，结束语
本项目是与机械厂共同合作研制DSH双螺旋锥形混合机的自动配料控制系统，现已与DSH双螺旋锥形混合机配套成产品销售．此控制系统略加修改后，同样可应用于其他种类的配料混合机．从用户的运行结果来看，本系统具有运行稳定可靠、配料精度较高、操作简单方便、功能完善等优点．使用本系统不仅可以提高产品质量、缩短工艺流程、降低生产成本，而且可以改善劳动条件，提高劳动生产率．

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