飼料產(chan) 業(ye) 是現代養(yang) 殖業(ye) 發展的物質基礎，同樣也是中國的一個(ge) 朝陽產(chan) 業(ye) 。目前在西部高原偏遠地區仍然有為(wei) 數眾(zhong) 多的中小型飼料加工企業(ye) 采用老式的繼電器接觸控製係統，其控製係統存在加工自動化程度較低、生產(chan) 效率相對較低和可靠性較差等問題。隨著工控技術快速發展，對原有飼料企業(ye) 進行技術改造顯得很有必要。ＰＬＣ目前已經廣泛應用於(yu) 工業(ye) 控製現場，該技術用於(yu) 飼料生產(chan) 線控製，具有控製功能強大、可靠性高、邏輯性強、編程簡單等優(you) 點；觸摸屏是實現人機交互的橋梁，通過觸摸屏這一人機交互界麵可對設備進行控製和狀態監控，具有可靠性高，避免或減少機械開關(guan) 磨損，提高設備使用壽命的優(you) 點，二者結合是現代工控的一大趨勢。
１小型飼料生產(chan) 線控製係統改造實例
１．１飼料生產(chan) 控製係統的組成
某小型飼料生產(chan) 廠擬在基本不改動現有飼料生產(chan) 設備情況下對電控係統進行改造，現有設備情況：８台卸料機、８台定量秤及傳(chuan) 送帶和混合機。８台卸料機對應８台定量秤，以上１８台設備均由不同型號的電動機進行驅動。因此在控製係統中，控製對象為(wei) 不同型號的電動機，根據電動機功率的大小，電動機的啟動和停止分別采用不同的方式。由於(yu) ８台卸料機和８台定量秤采用小功率的電機，所以采用直接啟動和停止。傳(chuan) 送帶和混合機采用功率較大的電機，所以采用星三角減壓啟動和反接製動。
該係統上位機采用WinCCＦｌｅｘｉｂｌｅ２００８組態軟件開發監控界麵，下位機采用西門子S7-200係列的ＰＬＣ完成控製功能，中間利用ＭＰＩ電纜進行通信。在飼料生產(chan) 控製中，ＰＬＣ不僅(jin) 要控製設備的啟動和停止，同時將輸出狀態反饋給上位機。通過上位機動態畫麵顯示設備的具體(ti) 狀態和對設備進行控製。
在飼料生產(chan) 控製係統中，主要的組成部分有：人機交互模塊ＨＭＩ、ＰＬＣ模塊、被控對象，如圖１所示。

１．２飼料生產(chan) 控製流程
（１）８台卸料機工作
在飼料加工過程中，首先８台卸料機工作，開始進行卸料。
（２）８台定量秤工作
在卸料機工作的情況下，對應的定量秤開始稱量，當達到設定的稱量值時，定量秤開始工作，對應的卸料機停止工作，此時表示稱量完成，定量秤開始卸料。
（３）傳(chuan) 動帶和混合機工作
在飼料加工過程中，傳(chuan) 動帶和混合機的啟動和停止分為(wei) 手動方式和自動方式。手動方式是通過手動來實現傳(chuan) 動帶和混合機的啟動和停止。自動方式是在８台定量秤任意兩(liang) 台或兩(liang) 台以上工作後，傳(chuan) 動帶和混合機自動啟動，當８台定量秤全部工作後，傳(chuan) 送帶運行２ｓ後，反接製動停止工作，此時假設表示原料全部傳(chuan) 送完畢，則混合機運行一段時間後（混料時間可通過觸摸屏上的Ｉ／Ｏ域進行設置），反接製動停止通過，此時假設表示原料混合完畢。混合機停止的同時８台定量秤全部停止工作，同時卸料機開始工作，此時完成一個(ge) 工作循環。
２飼料生產(chan) 控製係統硬件設計［１－３］
２．１Ｉ／Ｏ點數的計算
根據小型飼料生產(chan) 控製係統的工藝流程和控製要求，本著實用和經濟的原則，飼料的稱量直接用定量秤實現（因為(wei) 該廠的飼料配方改變較少），該型號定量秤在到達設定稱量值時，會(hui) 輸出一個(ge) 開關(guan) 量信號，用這個(ge) 開關(guan) 量信號作為(wei) 卸料機的停止信號，這樣就把控製係統實現了簡化，因此，８台卸料機的啟動和停止共需要１６個(ge) 輸入點，８台定量秤的啟動共需要８個(ge) 輸入點，傳(chuan) 送帶和混合機的啟動共需要４個(ge) 輸入點，同時需要一個(ge) 急停輸入點，綜上所述共需要２９個(ge) 輸入點。
８台卸料機共需要８個(ge) 輸出點，８台定量秤共需要８個(ge) 輸出點，由於(yu) 傳(chuan) 送帶和混合機采用星三角降壓啟動和反接製動，所以共需要８個(ge) 輸出點，綜上所述共需要２４個(ge) 輸出點。
落料誤差通過實驗卸料機的速度等因素在設置
定量秤的稱量值時予以修正，使得落料誤差最小。
２．２ＰＬＣ選型
考慮成本和Ｉ／Ｏ點數等因素，選用西門子S7-200係列的ＰＬＣ，ＣＰＵ型號為(wei) ２２４ＸＰＣＮ。ＣＰＵ
２２４集成了１４個(ge) 輸入點和１０個(ge) 輸出點，所以采用一個(ge) 數字量擴展模塊ＥＭ２２３ＣＮ。共有３０個(ge) 輸入點和２６個(ge) 輸出點，滿足所需點數要求。為(wei) 保證控製係統及其ＰＬＣ程序的可靠性，擬利用實驗室的ＰＬＣ試驗箱做硬件控製係統和ＰＬＣ控製程序的驗證運行。
３軟件設計
３．１ＰＬＣ控製程序的設計
ＰＬＣ編程采用西門子編程軟件ＳＴＥＰ７Ｍｉｃｒｏ／ＷＩＮ３２Ｖ６．０。該軟件是基於(yu) Ｗｉｎｄｏｗｓ操作係統平台的應用軟件，用於(yu) S7-200創建可編程邏輯控製程序的標準軟件，可使用梯形圖邏輯ＬＡＤ、功能塊圖ＦＢＤ和語句表ＳＴＬ進行編程操作。使用該軟件可根據控製係統的要求編製控製程序並完成與(yu) ＰＬＣ的實時通信，進行程序的下載與(yu) 上傳(chuan) 及在線監控。根據控製要求，編程思路首先是卸料機的工作，將原料卸載到定量秤上，然後定量秤工作。當稱重量到達設定值時，卸料機停止工作，混合機和傳(chuan) 送帶開始工作，工作一段時間後，混合機和傳(chuan) 送帶停止工作，卸料機開始工作，完成一個(ge) 循環。具體(ti) 的程序流程如圖２所示，部分控製程序如圖３所示。

這段網絡采用的是符號尋址，是用來控製卸料機１的啟動和停止的，包括輸入映象寄存器和位寄存器。其中的卸料機１軟啟動是用於(yu) 組態軟件中的變量。當啟動卸料機１的開關(guan) 被按下或者組態中的軟啟動被置１時，卸料機１開始工作，並且工作狀態被保持，直到急停、停止卸料機１等被按下時卸料機１停止工作。
 

圖４所顯示的程序段，即網絡３２實現的功能是對混合機混料時間進行設置，地址ＶＷ８０對應的是觸摸屏上Ｉ／Ｏ域變量，采用傳(chuan) 送指令讀取Ｉ／Ｏ域變量的混料時間設定值，並采用整數乘法指令擴大１００倍，然後傳(chuan) 送給控製混合機工作時間長度的定時器Ｔ９８（１０ｍｓ定時器）作為(wei) 定時ＰＴ值即可實現。３．２組態程序的設計
首先根據控製需求選擇ＨＭＩ設備型號，進行畫麵的靜態設計，其次進行動畫連接設計，通過畫麵中的對象真實的描述外界對象的狀態變化，達到實時監控的目的。通過人機交互界麵可以對生產(chan) 設備進行控製，同時記錄工作循環的次數和用料總量。
考慮ＰＬＣ型號、控製要求和成本等因素，選擇ＨＭＩ設備型號為(wei) ＰａｎｅｌｓＴＰ２７０。ＴＰ２７０具有創新性的操作員控製和監視功能以及固有操作員麵板的優(you) 點，而且堅固耐用，穩定可靠，功能強大，性能卓越，簡單易用，價(jia) 格低廉等優(you) 點。
３．２．１控製畫麵的設計
控製畫麵主要是用來對１８台生產(chan) 設備進行控製和監控的。在ＨＭＩ設備中主畫麵可以實現設備的啟、停控製和狀態顯示，同時利用腳本來對加工流程進行簡單的模擬。在簡單對象中，選擇按鈕圖標，插入主畫麵中，同時設置該按鈕的屬性，用於(yu) 控製設備的啟、停和畫麵之間的切換；插入棒圖，編輯屬性，用於(yu) 顯示運行狀態；插入指示燈，編輯屬性，與(yu) 相應的變量連接，用於(yu) 各個(ge) 設備的狀態顯示。控製畫麵如圖５所示。

為(wei) 了能夠模擬生產(chan) 過程中的工藝流程，在程序中采用了腳本代碼。腳本的觸發事件是“卸料機”變量數值的更改。當卸料機工作或定量秤工作後，主畫麵中對應的數值和圖形對象都會(hui) 發生變化。
部分腳本程序如下：
ＩｆＳｍａｒｔＴａｇｓ（"卸料機１"）＝ＴｒｕｅＡｎｄＳｍａｒｔ－Ｔａｇｓ（"定量秤１"）＝ＦａｌｓｅＴｈｅｎ
ＩｆＳｍａｒｔＴａｇｓ（"定量１"）－ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"稱量
值１"）＞１Ｔｈｅｎ
ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"稱量值１"）＝ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"稱量值１"）＋１
ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"卸料值１"）＝ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"卸料值１"）－１
Ｅｌｓｅ
ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"稱量值１"）＝ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"稱量值１"）＋０．１
ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"卸料值１"）＝ＳｍａｒｔＴａｇｓ（"卸料值１"）－０．１
ＥｎｄＩｆＥｎｄＩｆ
３．２．２數據報警畫麵的設計［４］
數據報警畫麵主要是用來選擇加工飼料的配方和配方中數據的顯示，同時可以進行報警顯示。報警分為(wei) 兩(liang) 種，一種是配方中數據設定值的報警，即當設定值高於(yu) 上限或低於(yu) 下限時，產(chan) 生報警；另一種是稱量設備稱量值的報警，即當稱量值高於(yu) 配方中的設定值時，產(chan) 生報警。在增強視圖中選擇報警視圖插入畫麵中，在屬性框中對其進行編輯，設置定量秤的上限值和下限值。數據報警畫麵如圖６所示。
 

３．２．３實時趨勢畫麵的設計
實時趨勢畫麵主要是為(wei) 了控製人員能夠查看稱量值的實時趨勢，可以通過圖形形象的顯示出各個(ge) 稱量值的趨勢，時刻掌握設備的運行狀態。在增強視圖中，選擇趨勢視圖插入畫麵中，在屬性框中對其進行編輯，將各條趨勢線與(yu) 變量相連，並編輯各條趨勢線的顏色。實時趨勢畫麵如圖７所示。

４飼料生產(chan) 控製係統的軟硬件調試
由於(yu) 實驗室中的觸摸屏是Ｓｍａｒｔ７００，所以將WinCCｆｌｅｘｉｂｌｅ２００８組態軟件中編輯的畫麵程序進行模擬仿真，點擊組態軟件中的編譯按鈕，對組態程序進行編譯並啟動模擬運行，出現初始畫麵；將寫(xie) 好的Ｓ７－２００程序下載到ＰＬＣ中，開啟Ｓｔｅｐ７軟件的在線監控。再對兩(liang) 者同時進行連接設置，設置連接的波特率、連接方式等。撥動實驗設備上的開關(guan) 或者按下組態畫麵中的按鈕，觀察試驗箱上的ＬＥＤ燈的變化和組態畫麵上相應的變化，檢測其性能是否滿足要求。
５結論
基於(yu) ＰＬＣ和組態軟件的飼料生產(chan) 控製係統，不僅(jin) 可以通過硬件來實現控製功能，同時可以通過良好的可視化界麵對生產(chan) 設備進行控製和監控。利用實驗室中現有的Ｓ７－２００ＰＬＣ實驗箱進行在線調試實驗，利用ＷｉｎＣＣｆｌｅｘｉｂｌｅ２００８組態軟件進行模擬調試實驗，結果表明，本設計可以達到預期的功能，對於(yu) 西部的中小型飼料加工企業(ye) 具有比較高的參考價(jia) 值。