PC构件码垛养护控制系统的设计

李爱民 安淑女

摘 要：PC构件自动码垛养护是PC构件生产的一种高效生产方式。本文设计了一种基于组态软件的PC构件码垛养护控制系统，该系统以S7-200 smart PLC为控制器，触摸屏为人机界面设备。该系统降低了工人劳动强度，提高了养护窑温湿度的控制精度。

关键词：码垛;养护窑;PLC;触摸屏

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.114

1 引言

PC构件的养护分为四个时期，分别是：静置期，升温期，恒温期，降温期。为了提高PC构件的强度，混凝土浇筑后，应将PC构件的温度上升到一定值，然后保持恒温一定时间。在升温和降温的过程中，应避免温度的急剧变化。

PC构件养护是将PC构件在养护窑中存放，经过静置期、升温期、恒温期、降温期等几个阶段使PC构件凝固强度达到要求。养护窑由窑体、蒸汽系统、控制系统等组成。养护窑控制系统包括电气控制系统、温湿度传感器、变频器、上位机等组成。

2 PC构件养护控制系统硬件设计

PC构件养护控制系统由养护窑和码垛机组成。码垛机由平台提升机和行走大车组成。平台提升机变频器驱动码垛机提升平台升降运动。大车行走变频器驱动大车前进、后退，将养护平台送入養护窑。比例电磁阀进行养护窑的温度、湿度控制。控制系统需要56个数字量输入，35个数字量输出，4个模拟量输入，2个模拟量输出。采用s7-200smart系列PLC作为控制器，选用一个CPU SR60（36DI/24DO）、一个数字量扩展模块EM DR32（16DI/14DO）、一个数字量扩展模块EM DI08（8DI）、一个模拟量扩展模块EM AI04（4AI）采集养护窑温度值和湿度值。

系统接收到上位机的发送的工艺参数后，通过温度传感器和湿度传感器采集养护窑的温湿度，采用PID控制方式，自动调节蒸汽阀门，完成养护窑的温湿度的控制。上位机可以实时监控温湿度变化。

3 养护窑控制系统软件设计

控制系统软件部分包括下位机的PLC软件和上位机的组态软件。

PLC控制软件包括初始化模块、提升机和大车行走模块、温湿度采集模块、温度PID控制模块等。初始化模块将所有状态复位到原始状态。温湿度采集模块用来检测和处理窑内温湿度，并上传到上位机实时显示。温度PID控制模块控制升温过程，使蒸养窑内温度以设定速率上升，无温度阶跃变化。

上位机组态软件采用昆仑通态组态软件。监控养护窑温湿度变化，和码垛车运行状态，进行码垛车的手动或自动操作。采用昆仑通态研发的人机界面，型号为TPC7062KS。该人机界面是高亮度TFT液晶7英寸触摸屏。

监控界面由监控主界面、历史曲线主界面、密码登录界面、退出界面、手动操作、自动操作、库位记录等界面组成。手动操作界面如图2所示，手动操作可进行码垛车的横移的前进、后退、横向定位、上升、下降、垂直定位、养护窑门的开启、模板平稳送入、送出分步动作。

自动操作界面分为自动进库和自动出库两种方式，自动操作由于采用了程序预设功能，码垛车可以按仓位预设的次序运行，使码垛车按预设优化路线运行。使码垛车运行时间周期最短，确保码垛车不影响整个生产线的运行节拍。

自动操作时，如果按下触摸屏主界面的停止按钮，自动操作停止。操作台上的进库允许旋钮旋至允许位置时，允许码垛机控制生产线的进库位的模台送入码垛机。操作台上的出库允许旋钮旋至允许位置时，允许码垛机控制生产线的出库位，码垛机把提升平台上的模台送出至生产线的出库位置。

库位界面可以显示库位编号、已养护时间、入库时间等信息。

4 结束语

文本介绍了养护窑控制系统，该系统使用西门子S7-200smart PLC为控制器，使用昆仑通态人机界面TPC7062KS为上位机，完成养护窑温度控制和码垛机的自动运行。该系统不仅降低了工人劳动强度，而且提高了养护窑系统的控制精度和产品质量。

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基金项目：住房和城乡建设部科学技术计划项目（2017-K9-037）

作者简介：李爱民（1976-），男，江苏徐州人，硕士，副教授，主要从事机电一体化产品的研发与教学工作。