摘  要:  介绍了TSX 37-10 型号PLC在煤矿定重载荷生产中的应用以及硬件结构和软件设计。论述了美国Wonderware公司的工控组态软件InTouch的特点，并以该系统为例讲述了InTouch在煤矿生产监控中的应用。该系统可以自动控制外围设备运行，并且可以实时显示提升的煤的重量和累计提升重量和次数等，还具有声光报警等功能。实际的应用表明，该系统安全可靠，稳定性好。

1 引言

在现代控制系统中,随着现代化管理水平的不断提高，plc和组态软件的有效结合在煤矿生产领域中得到越来越广泛的应用[1]。

组态软件是面向监控与数据采集的软件平台工具,具有丰富的设置项目,使用方式灵活,功能强大。本系统组态软件采用intouch。该组态软件是美国wonderware公司factorysuite套装软件的一个主要组成部分，它为以工厂和操作人员为中心的制造信息系统提供了可视化工具，为制造信息系统集成了操作人员所需的各种信息，在食品加工、半导体、石油和天然气、汽车、化工、医药、纸浆和造纸、运输及公共设施等行业都有着广泛应用[2]。

2 系统的基本组成和原理

本系统选用schneider自动化公司的modicon tsx micro系列的tsx 37-10 型plc。i/o模块分别选用tsx dmz 28dt；tsx aez 802；tsx dsz 08r5[3]。中间继电器选用欧姆龙24v直流继电器。上位机选用研华工控机。

基本原理框图如图1所示。

图1 基本原理框图

2.1 重力传感器

重力传感器放在主井的定量斗底部，承受定量斗的重量，工作原理为：将液体密封在重力传感器内，当定量斗装煤过程中重量增加时，液体压力也随之升高，压力传感器随液体压力的变化输出4-20ma的电流信号，经屏蔽电缆传送给plc的模数转换模块aez802，由plc处理数据并显示。

压力变送器与aez802输入端的连接如图2所示。

图2 压力变送器与aez802的连接

2.2 显示面板

显示面板由发光二极管，数码管等组成。用74ls373驱动发光二极管显示空仓和外围设备运行状态等，4511驱动数码管显示当前重量和累计提升次数等。

电路板上有地址线和数据线，连接到plc的28dt模块的晶体管输出点。部分电路原理图如图3所示，实际效果图如图4所示。

图3 部分电路原理图

图4 实际显示效果图

2.3 台式隔爆箱

隔爆箱可任意安放在便于观察的位置，控制信号和外部信号（压力传感器的电流信号，箕斗到位信号等）通过防爆箱腔内七芯接线柱与plc的i/o端子连接，显示部分用整体防爆玻璃制做。

3 通讯部分

3.1 计算机对plc编程的通讯

系统编程软件采用pl7 micro软件，它提供了符合iec1131-3标准的指令表、梯形图和grafcet（顺序功能图）编程语言[4]。编程电缆选用usb接口的施耐德plc编程电缆tsxpcx3030，它带有主站 / 从站选择开关，可连接plc 的ter和aux 通信口，最大通信距离可达2公里[3]。

3.2 上位机监控部分和plc之间的通讯

上位机和plc通讯模块选用sc-485来实现上位机的rs232接口到plc的rs485接口通讯规程之间的转换，以半双工方式工作,最高传输速率为115.2kbps。plc通讯口加隔离保护模块bh485g来提高rs485网络系统的抗干扰能力、可靠性和安全性能，解决通讯口易损坏的问题。需要注意的是，因为plc做从机，所以ter通讯口的5，7两信号线要短接。485连接图如图5所示。

图5 485连接图

3.3 组态软件intouch与外界设备之间的通讯

图6 intouch与i/o设备通讯框架示意图

通过一个通讯接口——i/o服务器（i/o server）来实现组态软件intouch与外界设备之间的通讯。i/o服务器可以理解为能和外界设备通讯的程序，intouch只要能和i/o服务器通讯，就可以达到和外界设备通讯的目的，如图6所示。这样做的好处是避开了硬件协议等繁琐的细节，让使用intouch进行二次开发的人员可以把精力放在控制和数据处理上，有效地提高工作效率。目前wonderware公司已经与多家第三方著名开发公司合作，提供了各种i/o服务器，支持目前主流的通信协议。而二者的通讯是两个应用程序之间的数据交换，intouch使用dde、fastdde、netdde以及 wonderware suitelink协议完成。在本系统中，使用的是modbus网络，所以需要安装modicon设备驱动程序mbe（modicon modbus ethernet），进行简单的topics配置后（打开wonderware factorysuite->io servers->modicon modbus ethernet进行配置），然后在intouch中，增加标记名，设置i/o数据类型，并设置访问名、节点名、应用程序名、主题名和项目名，就可以实现和modbus网络上的设备通讯了