本文在分析煤矿企业磅房称重流程的基础上,指出传统的利用继电器控制系统在称量过程中 存在的不足,提出了一种利用PLC智能控制器代替继电器控制系统对煤矿磅房称重系统改造 的方案。
1.引言
在煤炭行业,越来越多的企业采用了电子称重 的方式，即:采用专门的计算机辅助计量信息系统, 针对电子衡器计量信息进行局域网称量管理、因特 网远程称量管理和智能化查询与汇总。这样的系统 对提高管理水平、防止称重作弊、堵塞管理漏洞、降 低消耗、有效控制成本、规范生产秩序、提高工作效 率和经济效益,起到了非常积极的作用。
然而,现有煤矿电子称重系统的硬件模块主要 是传统的继电器系统，虽然其能够完成基本的任务, 但是其在使用的过程中存在稳定性差、使用次数不 高、过分依赖软件系统等缺点。
基于此原因,我们认为很有必要对煤矿现有的电 子称重系统进行改造升级,在投入最小的情况下，利 用PLC智能控制系统改造现有的功能模块,使其稳 定性和使用率得到很大的提高,并且通过PLC控制 系统可以实现其与煤矿中各种综合系统进行无缝的 实时连接,使各个经营销售系统进行统一的管理,促 进整个煤炭企业的生产、销售系统健康、稳定的发展。
2.磅房称重流程分析
2.1磅房称重结构分析
通过对煤矿现有磅房系统进行多次的调研,我 们对磅房的总体结构有了深入的了解,其示意图如 图1所示：

通过图1我们可以看出，已有的磅房称重系统 是由地磅传感器、摄像头、读卡器、指示灯、起落杆等 外部设备构成,外部的各种设备，通过各种数据线, 将采集到的各自信号传送到控制台、继电器控制系 统、或者硬盘录像机中，继电器控制系统和硬盘录像 机与总控制台再做二次接口，将所有的数据统一到 数据业务控制台中去。并且,通过实地调研分析,我 们知道磅房中的两个控制台软件已经进行联网，通 过网络服务器共享数据。
2.2磅房称重流程
整个称量过程如图2所示:车辆上秤之前,信号 灯为绿色，允许车辆上秤,称重车辆上秤后，秤台重 量稳定,远距离读卡器自动识别车辆身份,此时计算 机管理系统自动调出该车的车号及相关的预置信息 (如:车牌号、皮重、材料来源等等），称重仪表测出 车辆的重量、摄像机同时抓拍图片并传递给计算机系统,系统将称重结果以及图片对应存入数据库中, 打印机将这条记录的单据打印出来，语音提示车辆 车牌号及重量并提示车辆下秤,系统所有流程完成, 信号灯变为绿色。

3.利用PLC对磅房称重系统的改造
3.1利用PLC对磅房称重系统改造的基本步骤
(1)分析煤矿磅房中原有原继电器控制系统的 功能和各个继电器元器件的作用，对各个继电器元 器件的输入信号和输出信号分门别类，统计出所需 要的所有I/O点数,并且根据I/O点数的多少,选择 合适的PLC类型。
(2)根据煤矿磅房的实际信号接口情况，对所 有的输入、输出控制对象分配对应的PLC的输入/ 输出地址,结合煤矿磅房具体的设备、元器件编制出 输入/输出分配表,画出输入/输出端的逻辑接线图, 必要时列出中间信号的地址分配情况。
(3)根据煤矿磅房称重流程，写出PLC电路图 的逻辑关系式，并根据输入/输出地址分配表，用 PLC的内部继电器区域地址代替具体电器元件符 号,得到逻辑关系式,设计、编写梯形图。
(4)将程序下载到PLC,联机调试，以排除程序 中的错误。可采用软件仿真或者硬件仿真的方法进 行辅助调试。
(5)在PLC软硬件设计完成后，再对现场相关 的设备进行改造施工，完成后就可以进行整个系统 的联合调试,排除错误及系统漏洞,直至调试成功。
3.2PLC智能控制系统的硬件实现
由于煤矿磅房已经建立起相关的硬件系统，所 以，对磅房的改造主要通过对磅房中不合适的设备 进行改造和更换即可，这样既可以节省不必要的开 支，同时也能保证系统的稳定与可靠性。一般来说, 对于普通煤矿而言，具体改造的内容可以包含以下 几个方面：
(1)将继电器控制系统更换为PLC智能控制器;
(2)增加红外线车位检测装置；
(3)更换不匹配的视频采集卡；
(4)更换不稳定的工业监控机（可选）；
(5)更换远程读卡器（可选）。

图3煤矿磅房称重系统改造示意图
3.3PLC智能控制系统的软件实现
控制系统程序设计应根据当前信号灯、起落杆、 红外线检测装置以及磅秤压力传感器的技术参数, 进行综合的判断,确定磅房称重系统中当前计量的 准确性，明确PLC对应的输入设备/输出设备,确定 PLC的I/O 口分配,根据硬件方案提供的内容,编写 出系统梯形图。系统程序采用西门子公司的 STEP74.0编程软件进行编写。其判断信号灯、起落 杆、红外线检测装置的梯形图如下图4所示。

磅秤称重的判断梯形图如图5所示:

4.小结
PLC的功能强大、可靠性高、使用方便，使得 PLC已经成为当代工业自动化的主要设备之一。本 文用PLC取代旧的继电器控制系统,在投入较小的情况下，避免了旧的继电器控制系统稳定性差、使用 次数不高、过分依赖软件系统的缺点，为现有已经实 现电子称量的煤矿企业提供了一套切实可行的磅房 称重系统改造方案，有效地提高了煤矿磅房称重系 统的可靠性和经济效益。