西门子PLC与WinCC在散粮筒仓监控系统中的应用
华晟，姬翠翠，盛战，张敏
(河海大学机电工程学院，江苏 常州 213002)
摘要：设计了一种基于西门子可编程逻辑控制器（PLC）与WinCC相结合的分布式散粮筒仓监控系统。系统以西门子S7-300系列PLC与ET200M组成下位机，以安装有WinCC控制程序的工控机作为上位机，通过结构化编程对监控系统进行设备启停和进出仓线路设计，建立了相应的人机界面，实现对整个控制系统的集中管理和实时监控。
关键词：散粮筒仓；可编程逻辑控制器；WinCC；监控系统
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-509X(2019)05-0046-05

筒仓系统在粮食集散生产作业中由于具有集散速度快、专业性强且受天气因素影响小等特点，在越来越多的港口得到应用。目前筒仓系统存在的问题有设备繁多且各设备之间通讯复杂，系统工作环境恶劣，粮食粉尘多、颗粒小、水汽重等，如何有效监控筒仓系统成为解决我国粮食物流的核心问题。黄国庆等通过对筒仓群中筒仓布置形式进行分析，解决了筒仓群布置、设备以及筒仓系统结构对监控系统的影响。王海鹰等设计的散粮筒仓控制系统，能够适应高温、高粉尘的恶劣坏境，可靠性高，可以有效地对整个粮食集散作业进行控制，但是不能直观地对生产场地进行监管。孙桂国等设计的现代粮食物流控制系统，抗干扰能力强、易于改造、维护方便，但是在控制的实时性以及人机交互方面尚有不足。为了能有效、实时地监控整个散粮筒仓系统，本文采用基于西门子PLC（可编程逻辑控制器）与WinCC的分布式监控系统方案。

1 散粮进出仓流程
粮食集散的过程主要有散粮进仓和散粮出仓。散粮筒仓系统的设备主要有用于运输粮食的气垫皮带机、刮板机、斗式提升机以及辅助设备（如电子料斗秤等），生产作业的流程为：进仓作业时，粮食通过气垫皮带机经料斗秤后运输至斗式提升机，由斗式提升机将粮食提升到一定高度，再通过气垫皮带机和刮板机运输到筒仓内。出仓作业操作流程相当于进仓作业的逆向操作。具体流程如图1所示。

图1 粮食进出仓流程

2 监控系统硬件构成设计
系统以西门子S7-300 PLC与ET200M组成下位机，以安装有WinCC控制程序的工控机作为上位机进行协同工作。

2.1 监控系统的组成
散粮筒仓系统的生产作业包括船、车到筒仓（卸船、车），筒仓到船、车（装船、车），筒仓到筒仓（倒仓）。生产作业过程中需要监控的对象包括气垫皮带机，斗式提升机，犁式皮带机，托辊皮带机的电流、气室压力、速度和跑偏量等工作状态的反馈量；刮板机、关风器、风机（主要包含普通风机、气垫风机、仓顶的换气风机、仓底的通风机）的启停控制；电子料斗秤的料位反馈量；犁刀平台电机和犁刀电机的位置信息等工作状态的反馈量。所有控制量均可在上位机上进行实时设置、调控和监视。整套系统拥有模拟量输入点93个，数字量输入点562个，数字量输出点189个。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51505126）
作者简介：华晟(1994—)，男，硕士研究生，主要研究方向为机电一体及其自动化、自动化控制，2247394131@qq.com.