1. 项目背景与需求分析
蜂窝煤作为我国城乡结合部地区重要的民用燃料，其生产线自动化改造需求日益增长。传统蜂窝煤生产主要依赖人工操作和机械联动控制，存在效率低、质量不稳定、安全隐患等问题。我们最近完成的这条年产2万吨蜂窝煤生产线控制系统，采用三菱FX5U系列PLC作为主控制器，搭配组态王6.55上位机监控系统，实现了从原料配比、成型压制到成品堆垛的全流程自动化控制。
这个项目的核心挑战在于处理生产线各工位的时序协调问题。整条生产线包含原料输送、混合搅拌、液压成型、干燥养护和自动码垛五个主要工段，共配置了23个电机、8个液压缸和46个传感器。系统需要实时监控原料湿度、成型压力、传送带速度等12个关键工艺参数，任何环节的延迟都会导致整线停机。
2. 控制系统硬件架构
2.1 PLC选型与配置
经过比选，我们最终选用三菱FX5U-64MT/ES作为主站PLC，主要考虑因素包括：
- 支持最多4个高速计数器（用于编码器反馈）
- 内置以太网端口便于与组态王通信
- 32点输入/32点输出的基本配置满足需求
- 运动控制指令集适合液压系统控制
扩展模块配置：
- FX5-4AD 模拟量输入模块（4通道）x2
- FX5-4DA 模拟量输出模块（4通道）x1
- FX5-32ER 数字量扩展模块（16入/16出）x1
2.2 传感器网络部署
生产线关键检测点配置：
- 原料仓：超声波料位计（0-5m量程）
- 输送带：增量式编码器（1000P/R）
- 混合机：PT100温度传感器（0-200℃）
- 成型机：压力变送器（0-20MPa）
- 干燥窑：温湿度一体传感器（0-100℃/0-100%RH）
所有模拟量信号采用4-20mA传输，通过屏蔽双绞线接入PLC。数字量传感器（接近开关、光电开关等）采用DC24V供电，信号线单独走线槽。
3. 软件设计与实现
3.1 PLC程序开发
使用GX Works3编程软件，程序结构采用模块化设计：
st复制// ST语言编写的成型压力控制程序
IF M8000 THEN // 运行标志
// 读取压力传感器值
CurrentPressure := TO_REAL(D100);
// PID运算
PID_Control(