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【摘 要】采用西门子S7-200系列PLC和北京亚控公司KINGVIEW6.55版本监控软件对面粉自动包装监控系统进行硬件和软件设计，设计了一套面粉自动包装监控系统，具体设计了控制系统的硬件和软件，并对系统进行了调试。
【关键词】PLC 组态王 包装 监控
引言
面粉包装是面粉生产中的重要环节。以往采用机械称量、人工装袋，劳动强度大、速度慢，误差大，不能自动统计生产的数量，还存在在包装过程中影响面粉品质等诸多问题。近几年，面粉包装生产虽然采用继电器控制系统实现了自动化，但线路复杂，系统可靠性低，包装精度差，无法远程实时监控包装的整个过程，更无法自动统计打印相关生产包装信息报表，为了解决上述问题，在充分借监各种包装机械先进控制技术的基础上，设计了一套面粉自动包装监控系统。
控制系统由西门子s7-200PLC控制包装计量精度，通过上位机上的组态王软件监控面粉自动包装生产系统的运行状态，可随时根据生产要求修改控制参数，并可实时监控生产的整个过程和自动统计相关生产数据。
1 面粉自动包装监控系统硬件设计
面粉的自动包装流程是先由称重单元进行称重，然后由输送单元将其输送到缝口单元处进行封口处理，最后进行计数等。由其包装流程，设计其硬件组成分别由给料单元、称重料斗、称重传感器、夹袋机构等组成。动力设备给料电机、输送电机和缝口电机工作分别完成给料、输送和缝口，给料门、夹袋机构的动作均由运行比较平稳的气动系统来完成。气动系统主要包括各种换向电磁阀和单作用气缸，气缸控制自动包装过程的一系列动作。整个系统的运行由安装了组态王的上位机进行监控。
自动包装设备共需要有数字量输入端口10个，其中，存料斗料位信号2个，夹袋信号1个，卸料门信号2个，输送机减送信号1个，缝口机信号1个。数字量输出信号共需要9个。分别为给料机电机接触器控制1个，输送机电机接触器控制1个，缝口机电机接触器1个，卸料门控制电磁阀1个，卸袋控制接触器1个，给料机变频器启动接触器1个，输送变频器启动接触器1个。
系统共需要处理2路模拟量信号，1路为采集称重传感器的信号，另1路为采集给料门位置反馈信号。
主控单元采用了西门子公司的S7-200系列的PLC产品CPU224CN，另外需要添加一个模拟量扩展模块EM235。上位机采用普通台式电脑安装组态王6.55版本即可。整个系统的硬件组成如图1所示。
2 软件设计
软件设计包括下位机PLC的软件设计和上位机的软件设计。
2.1 下位机PLC软件设计
整个程序包括初始化、各设备的驱动及停止控制子程序、面粉包装称量控制子程序、故障事故报警等程序。
（1）初始化子程序。对所有使用中间继电器、定时器、计数器和数据寄存器等进行初始化处理，对一些需要初值的参量赋值。（2）面粉自动包装各设备的驱动及停止控制子程序。按照生产工艺要求，控制各设备的驱动与停止。（3）面粉包装称量控制子程序。对某一定量面粉包装品，为保证包装精度，采用“先快后慢，先大量后小量”的三级进粒方式，通过程序运算控制给料门的开度大小来实现。（4）故障和事故报警子程序。运行过程中，某台设备发生故障时，程序中设计了互锁保护环节，会启动相应停机程序并发出报警，这样避免了事故进一步扩大。
2.2 上位机组态软件设计
组态软件，又称组态监控软件。它是数据采集与过程控制的专用软件，使用户能够根据自己的控制对象和控制目的模块化任意组合，完成最终的自动化控制工程。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备，就能完成一个具有运画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存的工程。上位机软件采用北京亚控公司生产的通用性较强的组态王6.55版本软件，其软件结构如图2所示。
面粉自动包装监控系统的组态监控设计，主要由以下4个部分组成：（1）自动包装线工艺流程。在控制室的个位机上把整个包装生产线上的工艺流程制作成动态画面，使控制人员一目了然地观察到组态软件控制的各种设备运转和物流的输送以及自动包装过程中的一些主要设备的运行参数等，非常直观。（2）选择何种包装规格、每袋的包装重量、包装袋数、整个自动包装过程中各个电机的运行状态、电流等实时数据和状态指示。组态监控软件对生产过程的主要工艺参数，进行自动采集和控制。控制人员通过此画面能直观观察相关自动包装数据的变化，并适时对系统的运行进行优化调整，有利于对包装生产质量的持续提高。（3）故障报警分析。组态软件设置了完善的报警停机功能，设置有存料斗低料位报警、夹袋故障报警、卸料门故障报警、输送机故障报警等报警，对生产过程中各参数都进行了实时监测，异常时自动报警、自动切换到故障分析界面，控制人员可以直接看到报警原因，以便采取应对措施。如果达到设定参数，生产线可以自动停车，以保证生产的安全，避免事故的发生。（4）自动包装线生产数据信息报表。对工艺参数实时采集并自动记录，形成实时数据报表和历史数据报表，可随时查询、打印、分析任何时间段的生产情况，便于强化生产管理。
结语
本文通过对面粉包装工艺的分析与研究，设计了以西门子s7-200PLC和KINGVIEW6.55为基础的面粉自动包装生产监控系统并进行了调试，调试结果证明系统运行工况良好，较好的实现了面粉包装生产的智能控制与监视。经过运行实践，表明此系统性能可靠、自动化程度高、操作方便。
参考文献
[1]李兰忖.面粉生产智能控制系统[J].粮油加工，2010（9）：83-86
[2]李兴飞.组态软件与PLC在面粉机控制系统中的应用[J].职业教育，2012（14）：148.
[3]张万忠，刘明芹.电器与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2011.
[4]寥常初.可编程控制器的编程方法与工程应用[M].重庆：重庆大学出版社，2008.
【关键词】PLC 组态王 包装 监控
引言
面粉包装是面粉生产中的重要环节。以往采用机械称量、人工装袋，劳动强度大、速度慢，误差大，不能自动统计生产的数量，还存在在包装过程中影响面粉品质等诸多问题。近几年，面粉包装生产虽然采用继电器控制系统实现了自动化，但线路复杂，系统可靠性低，包装精度差，无法远程实时监控包装的整个过程，更无法自动统计打印相关生产包装信息报表，为了解决上述问题，在充分借监各种包装机械先进控制技术的基础上，设计了一套面粉自动包装监控系统。
控制系统由西门子s7-200PLC控制包装计量精度，通过上位机上的组态王软件监控面粉自动包装生产系统的运行状态，可随时根据生产要求修改控制参数，并可实时监控生产的整个过程和自动统计相关生产数据。
1 面粉自动包装监控系统硬件设计
面粉的自动包装流程是先由称重单元进行称重，然后由输送单元将其输送到缝口单元处进行封口处理，最后进行计数等。由其包装流程，设计其硬件组成分别由给料单元、称重料斗、称重传感器、夹袋机构等组成。动力设备给料电机、输送电机和缝口电机工作分别完成给料、输送和缝口，给料门、夹袋机构的动作均由运行比较平稳的气动系统来完成。气动系统主要包括各种换向电磁阀和单作用气缸，气缸控制自动包装过程的一系列动作。整个系统的运行由安装了组态王的上位机进行监控。
自动包装设备共需要有数字量输入端口10个，其中，存料斗料位信号2个，夹袋信号1个，卸料门信号2个，输送机减送信号1个，缝口机信号1个。数字量输出信号共需要9个。分别为给料机电机接触器控制1个，输送机电机接触器控制1个，缝口机电机接触器1个，卸料门控制电磁阀1个，卸袋控制接触器1个，给料机变频器启动接触器1个，输送变频器启动接触器1个。
系统共需要处理2路模拟量信号，1路为采集称重传感器的信号，另1路为采集给料门位置反馈信号。
主控单元采用了西门子公司的S7-200系列的PLC产品CPU224CN，另外需要添加一个模拟量扩展模块EM235。上位机采用普通台式电脑安装组态王6.55版本即可。整个系统的硬件组成如图1所示。
2 软件设计
软件设计包括下位机PLC的软件设计和上位机的软件设计。
2.1 下位机PLC软件设计
整个程序包括初始化、各设备的驱动及停止控制子程序、面粉包装称量控制子程序、故障事故报警等程序。
（1）初始化子程序。对所有使用中间继电器、定时器、计数器和数据寄存器等进行初始化处理，对一些需要初值的参量赋值。（2）面粉自动包装各设备的驱动及停止控制子程序。按照生产工艺要求，控制各设备的驱动与停止。（3）面粉包装称量控制子程序。对某一定量面粉包装品，为保证包装精度，采用“先快后慢，先大量后小量”的三级进粒方式，通过程序运算控制给料门的开度大小来实现。（4）故障和事故报警子程序。运行过程中，某台设备发生故障时，程序中设计了互锁保护环节，会启动相应停机程序并发出报警，这样避免了事故进一步扩大。
2.2 上位机组态软件设计
组态软件，又称组态监控软件。它是数据采集与过程控制的专用软件，使用户能够根据自己的控制对象和控制目的模块化任意组合，完成最终的自动化控制工程。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备，就能完成一个具有运画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存的工程。上位机软件采用北京亚控公司生产的通用性较强的组态王6.55版本软件，其软件结构如图2所示。
面粉自动包装监控系统的组态监控设计，主要由以下4个部分组成：（1）自动包装线工艺流程。在控制室的个位机上把整个包装生产线上的工艺流程制作成动态画面，使控制人员一目了然地观察到组态软件控制的各种设备运转和物流的输送以及自动包装过程中的一些主要设备的运行参数等，非常直观。（2）选择何种包装规格、每袋的包装重量、包装袋数、整个自动包装过程中各个电机的运行状态、电流等实时数据和状态指示。组态监控软件对生产过程的主要工艺参数，进行自动采集和控制。控制人员通过此画面能直观观察相关自动包装数据的变化，并适时对系统的运行进行优化调整，有利于对包装生产质量的持续提高。（3）故障报警分析。组态软件设置了完善的报警停机功能，设置有存料斗低料位报警、夹袋故障报警、卸料门故障报警、输送机故障报警等报警，对生产过程中各参数都进行了实时监测，异常时自动报警、自动切换到故障分析界面，控制人员可以直接看到报警原因，以便采取应对措施。如果达到设定参数，生产线可以自动停车，以保证生产的安全，避免事故的发生。（4）自动包装线生产数据信息报表。对工艺参数实时采集并自动记录，形成实时数据报表和历史数据报表，可随时查询、打印、分析任何时间段的生产情况，便于强化生产管理。
结语
本文通过对面粉包装工艺的分析与研究，设计了以西门子s7-200PLC和KINGVIEW6.55为基础的面粉自动包装生产监控系统并进行了调试，调试结果证明系统运行工况良好，较好的实现了面粉包装生产的智能控制与监视。经过运行实践，表明此系统性能可靠、自动化程度高、操作方便。
参考文献
[1]李兰忖.面粉生产智能控制系统[J].粮油加工，2010（9）：83-86
[2]李兴飞.组态软件与PLC在面粉机控制系统中的应用[J].职业教育，2012（14）：148.
[3]张万忠，刘明芹.电器与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2011.
[4]寥常初.可编程控制器的编程方法与工程应用[M].重庆：重庆大学出版社，2008.