0引言

工业生产的自动化和信息化是现代工业发展的趋势。我国中小橡胶制品企业的配料生产工艺还停留在人工计量，无监测，无反馈，无历史记录的困境中，传统的配料生产过程中，先将原料分装在标定的料桶中。配料工人收到每天的生产作业表后，将依次对每种原料进行称重。根据配料的多少，先计算每种成分的重量，然后在各种成分的料桶中取料，送到电子称上进行称重，最后进行包装。在这个过程中工人工作繁重，出错率高，称重重量无监测，生产数据无纪录等不能保证企业的生产工艺。文中以PC机编程，可编程逻辑控制器(PLC)，现场总线技术等现代工控技术为基础，开发了以PC机为上位机，以PLC作为下位机的半自动化橡胶配料系统。在整个生产过程中，一旦生产计划制定完成，计算机将按照计划对每种原料进行称重，不再需要人工来干预。在这个过程中工人只是进行取料，由计算机通过电子称发来的数据校核重量，减轻了工人的工作负担，提高了工作效率。

1配料系统的设计

在这个系统中，装有各种原料的料桶安装在货架上。料桶背面装有气缸和电磁阀，料桶由气缸推动，当电磁阀接收到PLC指令后打开，将料桶从贷架上推出，工人这时才能从料桶中取料。PLC一方面与上位机通信，接收指令，一方面发送指令到各个电磁阀，控制每个料桶的进出。上位机PC发挥了计算机超强的计算处理能力和海量的存储能力，根据管理员的要求制订每天的工作计划，生成每种称重成分的标准重量和称重次序。避免了工人在计算上的失误。称重程序开始后，工人进行取料，放入电子称称重。当称量不合格时，计算机启动警告线程，这时下一个成分料桶不能打开，只有当重量合格后计算机才打开下一个料桶。此时计算机才将合格的重量数据进行保存。这个过程保证了生产工艺的稳定性，同时省去了工人查找下一个成分的工序，提高了生产效率。

2配料系统的功能分析与架构

上位机测控系统是整套自动配料系统的指挥和中枢系统。一般大型的DCS系统会采用组态软件如Intouch，KingView等来制作上位机程序画面。但是，组态软件价格昂贵，另一方面组态软件模块式的搭建方式不能保证模块间的无缝集成，系统的高效率，用户的特殊要求等需求。所以在本系统中采用VisualC++6.0来开发上位机软件，因为配料系统中的数据类别比较单一和简单，所以数据库采用ACCESS"。本系统的功能主要有以下几个方面。

2.1通信功能

现代控制系统中的问题，归纳起来就是3C(control，calculate，communicate)，这三个方面的问题。在本系统的通信协议中，采用工业上普通使用的MODB-US协议和RS-485总线。涉及到通信的几个硬件模块是电子称，PC机，PLC控制器.PC与PLC采用RS-485总线的电气规则，PC与电子称采用RS-232总线的电气规则，由于PC机的串口接口一般为RS-232的接口，所以在PC与PLC通信时需要做电平转换。在本系统中，PC与PLC是一个单向的通信，即PC向PLC写数据。每次发送的一帧数据包含以下个字节，按照MODBUS的规定，第1个字符是站号；第2个是功能码，因为是写数据，所以本系统中的功能码都是"05”；第3个字符是地址值，在本系统中一共有50个料桶，每一个料桶都有一对应的地址值；第4个字符是数值，当赋值为0xffff时为电磁阀开，赋值为0x0000时电磁阀为关闭；最后一个字符为CRC校验码。因为本系统中的通信比较简单，所以CRC校验采用的是查表算法。通信中的每帧数据格式如下：

站号；功能码；地址；数值；CRC码

2.2数据采集处理存储功能

本系统中的数据来自于电子称。在系统中设计了一个数据采集线程。当系统工作后，采集线程就一直等待串口数据输入。当有串口消息后，系统从采集线程切换到处理线程。在处理线程中，系统先从数据库读入当前成分的上限值和下限值，如果串口读入值大于上限值或小于下限值，那么系统将对所有料桶发送关断信号，这时工人将无法进行下一种成分的称量。直到称重值在标准范围之内，系统将称量值写入数据库，作为当日的生产记录。同时，开启下一个料桶。VC中提供了多种方法来访问数据库，本称重控制系统采用ActiveX数据对象中的ADO模型来对Access数据库进行访问，用SQL语句来实现操作。

在本系统中，设计一个专用的类来实现每日数据的重现。对每天的生产数据可以采用柱形图，饼图来形象的显示。系统和EXCEL可以实现数据交换，每天作业完成后，将ACCESS表单中保存的数据传给EXCEL，在EXCEL中完成一张当日生产记录的报表，打印的工作放在EXCEL中来完成。

3测控系统的特点

本系统运用了面向对象的编程思想，MODBUS通信协议，基于ADO的数据库访问操作方式等技术。系统中的各个模块的功能实现了封装，其中几个主要的功能模块设计了与其对应的类，在这些类当中，一些可能改造的行为函数做成了虚函数，提供了方便的接口，经少量修改和扩展就可以应用在不同的配料生产中。所以本系统具备扩展性强，布线工作量小，安装调试简单，投资小，性价比高等特点。

4结论

投入运行这一年多时间里，大大提高了工人的工作效率，。系统运行后，企业的生产实现了实时监控，产品的生产情况也实现了有据可查，系统的投入给公司增加了经济效益，对于企业生产工艺的改进也有很大的促进作用。