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摘要：本文结合MCGS组态软件、托利多B520配料称重仪表和西门子S7200PLC构建了一个配料称重控制系统，利用MCGS自带的配方功能，可以任意读写和增减配方，以及任意导出和下载配方，配方数目由硬盘存储空间决定，本设计含100个配方；利用MCGS与S7200 PLC通过串口RS-485实现连接和通讯，来远程控制PLC完成设备级的动作控制及相关信号的处理；利用MCGS与托利多配料称重仪表通过串口RS-485实现连接和通讯，来实时监控和采集现场信号和处理；利用MCGS软件制作的画面流程，可以任意的选择物料的配料顺序，每一种物料也可以多次的进料选择，每一次配料最多进料6次，实际结果表明控制效果良好。
关键词：MCGS组态软件； PLC ；B520配料称重仪表
中图分类号：C35文献标识码： A
配料称重控制系统是一种在线测量动态计量系统，集输送、计量、配料、定量等功能于一体，在冶金、建材、化工、饲料加工等行业中得到广泛应用。设计开发自动配料优化控制系统，对于改善劳动条件、提高产品质量和生产效率具有十分重要的现实意义。
MCGS组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，本文讨论了MCGS在配料控制系统中的应用。
1 配料称重控制系统的组成
1.1配料系统结构
如图1所示，8个不同品种的物料存储仓，根据配方要求按次序的控制各自的进料绞龙，根据目标值重量送出一定重量的物料进入称重混合器，通过混合搅拌电机进行搅拌，搅拌到设定的时间后称重混合器的排料门打开，放出混合后的物料，再通过出料绞龙把混合好的物料送到下一个包装环节。
图1 配料系统结构图
1.2配料系统控制原理结构
如图2所示,MCGS触摸工控机通过串口RS485和配料称重仪表B520进行通讯连接，能够实现新建、保存和下载产品配方、能够实现实时监控、采集和处理数据及状态显示、能够实现对历史配料称重数据的查询和打印报表、还可以U盘导入导出配方和远程控制等功能。配料称重仪表B520本身只有0-9个配方，共10组配方选择，通过MCGS配方表添加了0-99个配方，一共100组配方，配方总数还可以根据需要在软件里增加。
MCGS触摸工控机通过串口RS485和S7200 PLC进行通讯连接，来实现对现场磁性开关、行程开关等元件的信号状态显示、对电机、电磁阀等设备级的动作控制处理。
图2 配料系统控制原理图
1.3MCGS组态软件
MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，用户在MCGS组态环境由完成动画设计、设备连接文件与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，在运行环境中完成对工程的控制工作。本系统使用版本为MCGS7.6嵌入版。
2 MCGS组态设计
MCGS组态过程一般如下：新建工程 -構建实时数据库-生成图形界面-定义动画连接-主控窗口组态-设备窗口组态-运行策略组态-测试。
2.1设备组态
（1）莫迪康 ModbusRTU
从设备工具箱中先将通用串口父设备加入设备组态窗口，双击通用串口父设备，其基本属性设置：设备名称为通用串口父设备0、初始工作状态为启动、最小采集周期1000ms、串口端口号为COM2、通讯波特率为9600、数据位8位、停止位1位、无校验。
再加入设备莫迪康ModbusRTU，莫迪康ModbusRTU指的是和配料称重仪表B520通讯设备。双击设备莫迪康ModbusRTU，设备属性值设置：设备名称为设备0、设备地址为1、其他为默认值。
通道连接：读写4WB0002通道连接变量为“设备0-读写4WB0002”。
设备调试：读写4WB0002通道是指仪表显示的实际重量范围为-3000.0-3000.0，通道变量“设备0-读写4WB0002”，就会随着实际显示重量而显示。
通道数据处理:因为通道读写4WB0002显示的数值是没有小数位的，读过来的数值都比实际大10倍，通过工程转换设置：输入最小值为-30000、输入最大值为30000、工程最小值为-3000、工程最大值为3000、在显示输出格式你选择1位小数。
其他的通道与变量连接和上面类似，不在详解，具体连接如图3。
图3 设备0通道与变量连接
（2）西门子-S7200PPI
从设备工具箱中先将通 用串口父设备加入设备组态窗口，双击通用串口父设备，其基本属性设置：设备名称为通用串口父设备1、初始工作状态为启动、最小采集周期1000ms、串口端口号为COM4、通讯波特率为9600、数据位8位、停止位1位、偶校验。
再加入设备西门子-S7200PPI，西门子-S7200PPI指的是和S7200 PLC通讯设备。双击设备西门子-S7200PPI，设备属性值设置：设备名称为设备1、设备地址为2、其他为默认值。
通道连接：读写TDUB131通道连接变量为“设备0-读写TDUB131”。
设备调试：读写TDUB131通道是指配料完成后在称重混合器里进行混合搅拌的时间.通过MCGS软件画面进行修改混合时间和显示混合时间，S7200 PLC是用来逻辑计时的，混合时间设置范围为0-5000s.通道变量读写TDUB131 是随着连接变量“设备0-读写4WB0002”写入值而改变。
通道数据处理:由于在S7200PLC里选择的是T131通点延时器，其基准值为100ms,在连接变量“设备0-读写4WB0002”写入100，但实际T131通点延时器只延时到10s,而不是100s，需要通过工程转换设置：输入最小值为0、输入最大值为50000、工程最小值为0、工程最大值为5000，通道处理完成后就可以实现对应。
其他的通道与变量连接和上面类似，不在详解，具体连接如图4。
图4 设备1通道与变量连接
2.2 运行策略组态
本系统具有配方实时数据存盘、操作记录存盘、导出历史的配方数据报表，需要在运行策略里面添加一些脚本程序。
在启动策略脚本里面写入了InputSTime = "2013-8-1 00:00:00 "，InputETime = "2050-12-31 00:00:00 "，设置导出历史配方的下限时间和上限时间。
在循环策略脚本里写入了
IF 设备0_读写40004_04=1AND 存盘 =0 THEN
!SaveData(配料实时数据存盘 )
存盘 =1
ENDIF
IF 设备0_读写40004_04=0 THEN
存盘 =0
ENDIF
设置了满足上述条件，执行配料的实时数据存盘。
在运行策略里设置的定时循环时间都是100ms。
3.界面效果
组态完毕进入MCGS运行环境， 进入生产准备组态画面里，可以看到当前的配方号、调用配方、配方编辑、配方下载、另存配方文件、U盘导入导出配方；还可以看到物料对应仓号选择等画面。
例如图5：配方选择的是小麦粉，第一步目标值的是500Kg,对应4号仓；第二步目标值是 300kg, 对应7号仓；第三步目标值是 300kg，对应9号仓；第四步目标值是300 kg，对应10号仓；第五步目标值是 300kg，对应4号仓；第六步目标值是 300kg，对应11号仓；总重量为2000Kg。通过配方下载到配料称重仪表，如果有需要添加新的配方可以再配方编辑里面添加。
在物料对应仓号选择画面里：在1步里选择的是4#仓、在2步里选择的是7#仓、在3步里选择的是9#仓、在四步里选择的是10#仓、在五步里选择的是4#仓、在六步里选择的是11#仓。
由上述可以看出，在一个配方里，同一种物料可以进料多次，进料顺序可以根据配料需要任意选择。
图5 生产准备画面
进入监控流程图组态画面里，可以看到与实际相对应的8个储料仓、8个进料绞龙、称重混合器、出料绞龙等监控连接动画，还包含启动、停止、循环等操作画面。如图6对应生产准备时使用的是4号仓，7号仓，9号仓，10号仓，11号仓已准备完毕显示画面。
图6 监控流程画面
4 结语
本配料称重控制系统利用MCGS软件采用自带的配方功能，把原有10个配方号变成100个配方号，配方总数还可以根据需要在软件里增加。利用MCGS软件制作的画面流程，可以任意的选择物料的配料顺序，每一种物料也可以多次的进料选择，每一次配料最多进料6次。
本文的创新点：设计了配料称重系统，详述了利用MCGS进行数据采集、数据处理及输出控制的开发全过程，实现表明系统运行可靠、操作简便、速度快、控制精度高。本系统已用在上海某面粉厂，根据面向不同的客户已存储了55种配方，产量比原来提高25%,精度提高由原来的千分之五提高到了千分之4，整体运行效果良好。
参考文献
[1]张桂香. 机电类专业毕业设计指南. 南京. 机械工业出版社. 2005.73-81
[2]吴中俊,黄永红. 可编程序控制器原理及应用.北京.机械工业出版社. 2004.137-140
[3]许缪编.电机与电气控制.北京. 机械工业出版社.2005
[4] 称重配料系统[Z] . 常州托利多电子衡器有限公司,2002
[5]MCGS参考手册和MCGS参考指南
[6]崔亚军. 可编程序控制器原理及程序设计. 北京：电子工业出版社.1999年3月
[7]洪镇南，李铁，王旭东．PLC与计算机通信的实现[J]．电气时代，2003
[8] 熊志奇. 微机自动化配料控制系统. 电子技
关键词：MCGS组态软件； PLC ；B520配料称重仪表
中图分类号：C35文献标识码： A
配料称重控制系统是一种在线测量动态计量系统，集输送、计量、配料、定量等功能于一体，在冶金、建材、化工、饲料加工等行业中得到广泛应用。设计开发自动配料优化控制系统，对于改善劳动条件、提高产品质量和生产效率具有十分重要的现实意义。
MCGS组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，本文讨论了MCGS在配料控制系统中的应用。
1 配料称重控制系统的组成
1.1配料系统结构
如图1所示，8个不同品种的物料存储仓，根据配方要求按次序的控制各自的进料绞龙，根据目标值重量送出一定重量的物料进入称重混合器，通过混合搅拌电机进行搅拌，搅拌到设定的时间后称重混合器的排料门打开，放出混合后的物料，再通过出料绞龙把混合好的物料送到下一个包装环节。
图1 配料系统结构图
1.2配料系统控制原理结构
如图2所示,MCGS触摸工控机通过串口RS485和配料称重仪表B520进行通讯连接，能够实现新建、保存和下载产品配方、能够实现实时监控、采集和处理数据及状态显示、能够实现对历史配料称重数据的查询和打印报表、还可以U盘导入导出配方和远程控制等功能。配料称重仪表B520本身只有0-9个配方，共10组配方选择，通过MCGS配方表添加了0-99个配方，一共100组配方，配方总数还可以根据需要在软件里增加。
MCGS触摸工控机通过串口RS485和S7200 PLC进行通讯连接，来实现对现场磁性开关、行程开关等元件的信号状态显示、对电机、电磁阀等设备级的动作控制处理。
图2 配料系统控制原理图
1.3MCGS组态软件
MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，用户在MCGS组态环境由完成动画设计、设备连接文件与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，在运行环境中完成对工程的控制工作。本系统使用版本为MCGS7.6嵌入版。
2 MCGS组态设计
MCGS组态过程一般如下：新建工程 -構建实时数据库-生成图形界面-定义动画连接-主控窗口组态-设备窗口组态-运行策略组态-测试。
2.1设备组态
（1）莫迪康 ModbusRTU
从设备工具箱中先将通用串口父设备加入设备组态窗口，双击通用串口父设备，其基本属性设置：设备名称为通用串口父设备0、初始工作状态为启动、最小采集周期1000ms、串口端口号为COM2、通讯波特率为9600、数据位8位、停止位1位、无校验。
再加入设备莫迪康ModbusRTU，莫迪康ModbusRTU指的是和配料称重仪表B520通讯设备。双击设备莫迪康ModbusRTU，设备属性值设置：设备名称为设备0、设备地址为1、其他为默认值。
通道连接：读写4WB0002通道连接变量为“设备0-读写4WB0002”。
设备调试：读写4WB0002通道是指仪表显示的实际重量范围为-3000.0-3000.0，通道变量“设备0-读写4WB0002”，就会随着实际显示重量而显示。
通道数据处理:因为通道读写4WB0002显示的数值是没有小数位的，读过来的数值都比实际大10倍，通过工程转换设置：输入最小值为-30000、输入最大值为30000、工程最小值为-3000、工程最大值为3000、在显示输出格式你选择1位小数。
其他的通道与变量连接和上面类似，不在详解，具体连接如图3。
图3 设备0通道与变量连接
（2）西门子-S7200PPI
从设备工具箱中先将通 用串口父设备加入设备组态窗口，双击通用串口父设备，其基本属性设置：设备名称为通用串口父设备1、初始工作状态为启动、最小采集周期1000ms、串口端口号为COM4、通讯波特率为9600、数据位8位、停止位1位、偶校验。
再加入设备西门子-S7200PPI，西门子-S7200PPI指的是和S7200 PLC通讯设备。双击设备西门子-S7200PPI，设备属性值设置：设备名称为设备1、设备地址为2、其他为默认值。
通道连接：读写TDUB131通道连接变量为“设备0-读写TDUB131”。
设备调试：读写TDUB131通道是指配料完成后在称重混合器里进行混合搅拌的时间.通过MCGS软件画面进行修改混合时间和显示混合时间，S7200 PLC是用来逻辑计时的，混合时间设置范围为0-5000s.通道变量读写TDUB131 是随着连接变量“设备0-读写4WB0002”写入值而改变。
通道数据处理:由于在S7200PLC里选择的是T131通点延时器，其基准值为100ms,在连接变量“设备0-读写4WB0002”写入100，但实际T131通点延时器只延时到10s,而不是100s，需要通过工程转换设置：输入最小值为0、输入最大值为50000、工程最小值为0、工程最大值为5000，通道处理完成后就可以实现对应。
其他的通道与变量连接和上面类似，不在详解，具体连接如图4。
图4 设备1通道与变量连接
2.2 运行策略组态
本系统具有配方实时数据存盘、操作记录存盘、导出历史的配方数据报表，需要在运行策略里面添加一些脚本程序。
在启动策略脚本里面写入了InputSTime = "2013-8-1 00:00:00 "，InputETime = "2050-12-31 00:00:00 "，设置导出历史配方的下限时间和上限时间。
在循环策略脚本里写入了
IF 设备0_读写40004_04=1AND 存盘 =0 THEN
!SaveData(配料实时数据存盘 )
存盘 =1
ENDIF
IF 设备0_读写40004_04=0 THEN
存盘 =0
ENDIF
设置了满足上述条件，执行配料的实时数据存盘。
在运行策略里设置的定时循环时间都是100ms。
3.界面效果
组态完毕进入MCGS运行环境， 进入生产准备组态画面里，可以看到当前的配方号、调用配方、配方编辑、配方下载、另存配方文件、U盘导入导出配方；还可以看到物料对应仓号选择等画面。
例如图5：配方选择的是小麦粉，第一步目标值的是500Kg,对应4号仓；第二步目标值是 300kg, 对应7号仓；第三步目标值是 300kg，对应9号仓；第四步目标值是300 kg，对应10号仓；第五步目标值是 300kg，对应4号仓；第六步目标值是 300kg，对应11号仓；总重量为2000Kg。通过配方下载到配料称重仪表，如果有需要添加新的配方可以再配方编辑里面添加。
在物料对应仓号选择画面里：在1步里选择的是4#仓、在2步里选择的是7#仓、在3步里选择的是9#仓、在四步里选择的是10#仓、在五步里选择的是4#仓、在六步里选择的是11#仓。
由上述可以看出，在一个配方里，同一种物料可以进料多次，进料顺序可以根据配料需要任意选择。
图5 生产准备画面
进入监控流程图组态画面里，可以看到与实际相对应的8个储料仓、8个进料绞龙、称重混合器、出料绞龙等监控连接动画，还包含启动、停止、循环等操作画面。如图6对应生产准备时使用的是4号仓，7号仓，9号仓，10号仓，11号仓已准备完毕显示画面。
图6 监控流程画面
4 结语
本配料称重控制系统利用MCGS软件采用自带的配方功能，把原有10个配方号变成100个配方号，配方总数还可以根据需要在软件里增加。利用MCGS软件制作的画面流程，可以任意的选择物料的配料顺序，每一种物料也可以多次的进料选择，每一次配料最多进料6次。
本文的创新点：设计了配料称重系统，详述了利用MCGS进行数据采集、数据处理及输出控制的开发全过程，实现表明系统运行可靠、操作简便、速度快、控制精度高。本系统已用在上海某面粉厂，根据面向不同的客户已存储了55种配方，产量比原来提高25%,精度提高由原来的千分之五提高到了千分之4，整体运行效果良好。
参考文献
[1]张桂香. 机电类专业毕业设计指南. 南京. 机械工业出版社. 2005.73-81
[2]吴中俊,黄永红. 可编程序控制器原理及应用.北京.机械工业出版社. 2004.137-140
[3]许缪编.电机与电气控制.北京. 机械工业出版社.2005
[4] 称重配料系统[Z] . 常州托利多电子衡器有限公司,2002
[5]MCGS参考手册和MCGS参考指南
[6]崔亚军. 可编程序控制器原理及程序设计. 北京：电子工业出版社.1999年3月
[7]洪镇南，李铁，王旭东．PLC与计算机通信的实现[J]．电气时代，2003
[8] 熊志奇. 微机自动化配料控制系统. 电子技