前言当今，运用工业自动化技术和计算机应用技术对传统产业的改造，已成为提高企业竞争力的主要手段之一。工业自动化已经扩展到工矿企业的产品设计过程、制造过程、工艺控制过程和管理过程。

　　自贡硬质有限责任公司耐磨零件分厂专线湿磨组的球磨机主要用于对碳化钨、钴粉末的湿磨（以酒精为湿磨添加剂，合金球为研磨材料）。每次研磨的粉末量为220kg，合金球装入量为78kg，研磨时间依据工艺的不同需控制在2448h之间。整个车间现场噪音、振动都很大，动力配电柜在离现场lm左右的另一个房间内（该房间同时也是工人的休息室），所有球磨机的控制线路均在该房间的配电柜内。

　　因球磨工艺执行时间非常重要，如工人在无人监督的情况下随意提前或推迟球磨的时间，或出现异常停电的情况，工人未能及时发现并记录当时已经研磨的时间，均会造成球磨料的理化指标不合格，从而严重影响产品质量。基于该原因，为便于工艺监控，且在异常停电的时候仍能记录断电时的状态（己用时间、尚未完成的时间、球磨机是否正常停机等等），就需对球磨机的定时控制用计算机、PLC来进行全程监控，以确保球磨料的合格率。

　　二、系统构成根据系统工艺参数的要求，对冷却水温度以及压力、球磨时间等影响系统停机的关键参数进行实时控制，因此系统由两个独立的部分构成。一是设备操作和控制系统，二是设备视频在线监视和控制系统。采用的设备操作和控制系统包含电控柜、研华工控机、西门子S7系列PLC、UPS电源。设备视频在线监视和控制系统主要包含监视柜、高清晰监视器、摄像机、全方位云台及控制器。（见下图）三、系统主要功能（一）设备操作和控制系统：系统上位工控机采用研华产品作为监控站。系统配置如下：机箱IPC610主板IPC6186/CPUPI866/40G/128M/40CDR0M/，采用西门子MPI卡作为与PLC通讯进行数据交换。上位软件采用西门子WINCC（或组态王KingView）。其功能如下：A、工控机上设有9台球磨机的启动、停止按钮，当按钮有动作时能相应地显示按钮的状态。

　　显示当前球磨机运行状态信息，包括“运行”、“正常停车”、“异常停车”；C、显示总球磨时间、当前已用时间、剩余时间。

　　D、显示球磨的工艺流程图动画，在工艺图上亦显示当前的运行状态。

　　E、建立按钮起停时刻报表，以备查寻。

　　F、报警信息显示。

　　西门子S7系列PLC具有高性能的微型可编程序控制器，该产品具有结构小巧、运行速度高、易于扩展性能稳定可靠等优点。该系列PLC还提供了方便、简洁、开放的通讯功能，使用户易于组网，其通讯和实时性强。

　　本系统中PLC完成如下功能：A、接收工控机的操作命令，控制电机的起、停。通过在球磨机上安装接近开关，采集球磨机的实际运行时间。

　　B、接收工控机设定的球磨时间参数，准确控制球磨时间。

　　C、通过在球磨机上安装接近开关，采集球磨机的实际运行时间。

　　D、断电时自动记忆已球磨时间E、将设备的运行状态及时上传至工控机。

　　（二）视频在线监视和控制系统由于现场噪音大、粉尘重、振动大、工作温度高，为了改善操作工人的工作环境，在现场安装2台监视摄像机，操作工人在自已的工作间就可方便、清楚地看到现场球磨机的工作状况。同时，操作工还可在工作间通过控制柜上的云台镜头控制器遥控摄像机的角度、焦距，在二台彩色监视器上观察现场设备的工作状况。通过工控机上启动、停止按钮，工人在保证现场安全的前提下（通过摄像头监视后），可在休息室启动或临时停机。

　　四、程序设计由于上位系统采用工控机，它以WIND0WS2000/WIND0WS98为操作平台，充分利用了WINDOWS系统的图形功能，界面一致性好，易学易用。本系统方案我们采用西门子WINCC，设计出的人机接口界面友好、操作简便、动态感强。

　　下位PLC利用西门子SETPV7.0软件进行程序设计，它除了可以编制PLC程序外，还可以设定各种参数，进行在线监测和查询故障。PLC程序为整个系统的控制核心，正常情况将程序置为手动方，工控计算机为监视状态，但手动优先。

　　软件编制有如下功能- A、手动方式，可操作球磨机现场按钮进行球磨机的启、停。

　　B、在自动方式，可操作工控机上的模拟按钮进行球磨机的启、停。

　　C、球磨机启动后自动记录球磨机的运行时间（通过检测安装在球磨机上的接近开关信号来实现）。

　　D、当运行时间达到预定时间时正常停止。

　　E、如中途异常停电或人为断电，则记忆当时的时间及已经球磨的时间，当下次再来电后，再继续未完的工艺时间F、如多次停电则进行时间累积，*终累计的球磨时间达到预定时间时正常停止。

　　（*终累计球磨时间=工艺设定球磨时间）。

　　G、将PLC的运行状态及预定球磨时间、已用时间、佘下时间传送给工控机，在工控机上显示出来。

　　H、可检测球磨机的冷却水回路上的水压开关，在球磨机开始运行前，如冷却水未打开，则不允许开动球磨机。如球磨机在运行过程中没收到水压开关的信号，PLC应立即发出报警信息提示操作者，并在工控机上显示出报警原因。根据工艺执行到哪个阶段进行延时停机或报警。

　　五、结束语通过上述方案的论证，在适当的条件下，采用该方案能使产品的生产工艺得到有效的监控，产品质量将会得到较大的提高，彻底改变因人为因素造成对产品质量的影响。同时，由于采用了较为先进的摄像监控技术，操作人员在远离现场的情况下，亦可看到球磨机的工作状况。这样，不但减轻了操作者的劳动强度，还极大地改善了工作环境。充分利用PLC在开关量控制方面的控制优势，连接上位机以弥补数据管理和显示功能的不足，整个系统更加可靠、性能更加