摘要：本文主要內容為介紹永宏PLC及配套產品Zigbee等在采石場控制系統的應用。首先調查了關于礦場行業的現況，然后通過客戶所給予的控制要求對電氣部分進行選型；再者針對現場的機械分布為從站設點，最后完成程序的編寫與調試。同時還分享了調試過程所遇到問題及解決方法。

關鍵詞：永宏PLC   zigbee  采石場

一、項目簡介

1.1行業介紹

當前，我國社會經濟的飛速發展推動了城鎮的基礎建設的發展，使我國的建材行業尤其是小型露天的采石場得到了新的發展。露天采石場大部分多為私營企業，分布廣，基礎差，生產規模較小，開采技術落后，而且農民工居多，文化水平低，機械化程度也不高，勞動生產率極低；針對該現況，在行業內引入自動化控制理念，實現遠近程交互控制，不僅提高了整體的技術水平和生產效率，同時也確保了生產人員的人身安全問題。

圖1-1采石場

1.2客戶需求

（1）、在中控室可以控制整個采石場設備的運行情況；

（2）、實現遠程操作/就地操作模式切換；

（3）、設備的通訊介質為無線通訊模式；

（4）、可通過操作界面觀察各個設備的狀態及設定值等。

1.3解決方案

采石場的控制系統選用永宏的FBS系列的主機，通過擴展通訊板卡進行485的通訊聯機，其中485口連接一個zigbee模塊實現無線通訊的功能。監控系統主要由工控機上安裝的組態軟件實現監控、控制等。

1-2中控室圖

1.4方案背景

露天采石場的控制系統由中控室控制各個設備的啟停是通過通訊的方式進行主對從的控制，本系統如果使用硬件通訊即485的通訊為走電纜，這樣對于整套系統25個站點同時通訊最遠的距離大概為400-450米的距離，電纜的耗材成本相當高；考慮到經濟成本和系統的效率穩定，永宏的無線模塊FBS-CMZBR5正好能很好的解決項目存在的問題。

二、硬件設計

本系統控制器選用永宏FBS-20MAR2-AC主機；通訊選用FBS-CB55及FBS-CB25的混合通訊板卡、FBS-CMZBR5的485外接通訊模塊；系統的參數設置、運行狀態顯示、控制及監視等選用工控機和組態王實現，具體如結構圖示。

2.1硬件結構圖

圖2-1

如圖2-1所示，整個系統的電控部分都采用永宏產品，這就為整個采石場的控制系統提供了穩定性和兼容性相對較高的解決方案；永宏PLC對通訊本身具有通訊擴展能力強，其通訊速度快、穩定，兼容性高等特點，系統通過通訊控制變頻器的啟停。

2.3PLC電氣接線

圖2-2PLC控制部分電氣接線

三、軟件設計

3.1FBs-CMZBR功能及參數設置

3.1.1功能介紹

功能：FBs-CMZBR使用者可透過該無線傳輸器連結各種RS485／RS232設備，進行資料的傳輸。

開機：1、將設備端與電腦端的接線分別插入兩端FBs-CMZBR的接口，并將螺絲轉緊；如果電腦端沒有支援485，則需要外加一個485to232的轉接器連結到電腦。

2、將電源線插入FBs-CMZBR的電源接孔（24V供電），并將螺絲轉緊，即完成開機。

3.1.2軟件參數設置

QuanConfigurationUtility軟件的使用：

1）、軟件界面介紹

圖3-1QCU軟件界面圖

2）、zigbee參數修改設置

1.第一次打開QCU軟件后選擇好串口，將波特率改為9600，然后單擊OpenPort按鈕。

2.單擊EnterConfiguration（1B1B)，按鈕右側的顯示框會顯示OK字樣，如圖3-2。（注：下次聯機就得設定好前一次修改了的波特率）

圖3-2

3.進入設定模式后可進行設定；設定好之后請按下＂SaveConfiguration＂鍵以儲存設定；并按下＂ResetDevice”鍵，重開機后設定才會生效。

4.PLC主機對應的通訊PORT口參數要與zigbee模塊的通訊參數一致才能實現通訊。

3.2程序分析介紹

3.2.1指令151一般聯機功能使用

永宏PLC的151通訊聯機指令有3種模式：1、主從通訊；2、自由口通訊，主動；3、自由口通訊，被動。本系統為中控制PLC控制25個從站PLC動作，所以選用MD0。同時永宏PLC的通訊指令每個PORT口都有對應的特殊輔助繼電器，具體程序如圖3-3：

圖3-3

在主程序編寫完成后，需要進行數據傳輸的填寫；永宏PLC的程序編程主要都是使用填表的方式處理，所以對程序新建通訊表格并且增加對應筆數的數據通訊地址。

如上圖為添加表格的過程，選中151指令，按下Z鍵，彈出左測圖，填寫起始地址確定出現下一級列表；在圖的右側按下新建后彈出下一級表格，對該表格填值；每完成一次，聯機表格增加一筆；對于每筆通訊對應的值類型如下介紹：

仆站站號：1-254命令：讀取/寫入資料長度：1-64

主/仆站數據起始位置：X/Y0~X/Y255M0~M1911S0~S999T/C0~T/C255

WX/WY0~WX/WY240WM0-WM1896WS0~WS984

TR0~TR255CR0~CR199R0~R3839D0~D3999

本系統由于控制、監視的狀態為比較多，在程序編寫的過程中，注重了每個站的連續地址分配，方便用WM/WX/WY的數據類型進行傳輸，這樣可以減少通訊的筆數，提高通訊速度。

四、設備調試

圖4-1設備運行圖

4.1將zigbee模塊放到柜內，出現通訊不上

設備現場的通訊距離都是在200m以上，有些配柜是放在露天底下，而有些在鐵皮房子里面，由于鐵皮對于信號的屏蔽能力比較強，導致的通訊出現異常；同時，無線通訊的傳輸信號對于鐵的阻擋干擾較大。

解決方法：將zigbee模塊的天線架桿往高點引，同時在主站及通訊距離較遠的站用玻璃鋼的天線代替（發射功率14dBm）。

4.2從站反應速度慢

設備在中控室操作從站動作，設備需要過一段時間才能啟動。

解決方法：1、加大系統的通訊波特率；2、減少系統對通訊的干擾，如變頻器接地等；3、在一個房間內有放著10個從站，在這10個從站內選擇一個做次級主站，使其10個站做2級聯機，這樣可以加快系統的通訊速度；4、完善主站的程序，如位的處理用WX等處理，減少主站151的通訊筆數。

五、結束語

目前，開采石場的企業越來越多，由于近年來我國處于大力建設時期，城中村改造、高速公司、鐵路的建設、房地產建設等等，都需要優質的混凝土骨料，從中可看出開采石場前景是相當之好。

對于永宏PLC提供的配套設備及方案很大的縮減了開采石場的經濟成本預算，同時系統的安全穩定、兼容性達到了較高水平；所以永宏PLC在礦場中的應用能出促進礦場設備的發展。