《電子技術應用》
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基于PROFIBUS的車輛油漆噴涂生產(chǎn)線
網(wǎng)絡
摘要: 本系統(tǒng)采用一臺研華工控機,兩臺西門子觸摸屏tp177a,兩臺西門子s7-300系列plc,組成profibus-dp網(wǎng)絡。
Abstract:
Key words :

1  引言
               
  現(xiàn)場總線控制技術已經(jīng)被廣泛應用于汽車、石油化工、電力、樓宇自控等各個領域。其中profibus-dp是一種開放式、國際化、不依賴于設備廠商的現(xiàn)場總線標準,是一種高速低成本通信,近年來發(fā)展很快[1~3]。本文介紹將plc、工業(yè)組態(tài)軟件和profibus-dp現(xiàn)場總線應用于車輛油漆噴涂生產(chǎn)線,此生產(chǎn)線大大降低了投資費用,使設計、安裝、調(diào)試、維護的工作量顯著減少。
           
2  生產(chǎn)現(xiàn)場介紹
               
  該車輛油漆噴涂生產(chǎn)線有兩條獨立的生產(chǎn)線,生產(chǎn)線由預熱室,底漆噴涂室,底漆雙工位烘干室,面漆噴涂室,面漆雙工位烘干室和標記涂打工位組成。噴漆室由室體,供風,排風系統(tǒng),漆霧處理系統(tǒng),空氣凈化系統(tǒng),可燃氣體檢測報警系統(tǒng),三維工作臺,消防報警和自動滅火系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。烘干室由室體,加熱和熱風循環(huán)系統(tǒng),過濾裝置,廢氣處理系統(tǒng),可燃氣體檢測報警系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。涂裝線設有總控制室,配置主控臺,分控柜和配電柜,整條線的所有設備采用profibus-dp總線通過通訊接口將設備聯(lián)成網(wǎng)絡,通過工控機可在總控室遠程監(jiān)控每一臺設備。該生產(chǎn)線的工藝流程為:預熱,噴涂底漆,流平,底漆烘干,面漆噴涂,流平,面漆烘干,找補,涂打標記。
           
3  電控系統(tǒng)的基本組成
               
  本系統(tǒng)采用一臺研華工控機,兩臺西門子觸摸屏tp177a,兩臺西門子s7-300系列plc,組成profibus-dp網(wǎng)絡。
               
  應用觸摸屏的目的是為了啟停送風機,排風機,燃燒機等設備,監(jiān)控各設備是否正常工作,實現(xiàn)故障報警的功能,同時應用觸摸屏可以減少接線,便于維護。觸摸屏使用simatic wincc flexible 2008進行組態(tài),simatic wincc flexible 2008是siemens公司工業(yè)全集成自動化的子產(chǎn)品,是一款面向機器的自動化概念的hmi 軟件。wincc flexible用于組態(tài)用戶界面,以此來實現(xiàn)操作和監(jiān)視機器與設備。wincc flexible與wincc十分類似,都是組態(tài)軟件,而前者基于觸摸屏,后者基于工控機[4]。
           
  simatics7-300 plc具有運算速度快、功能強、通用性好、集成度高等特點,完全可以滿足此系統(tǒng)控制和工藝要求。plc的配置為cpu315-2dp一塊,ps307 5a電源一塊,開關量輸入模塊模塊(32點)5塊,開關量輸出模塊模塊(32點)3塊,共計256點,兩條線共計512點。在研華工控機的pci插槽加裝了一塊cp5611卡,用以實現(xiàn)pc與simatic s7之間的profibus通訊連接。工控機的監(jiān)控組態(tài)軟件選用力控force control  6.1。力控forcecontrolv6.1監(jiān)控組態(tài)軟件是北京三維力控科技根據(jù)當前的自動化技術的發(fā)展趨勢設計開發(fā)的高端產(chǎn)品,它具有報表打印、報警紀錄、趨勢曲線等多種功能,與力控早期產(chǎn)品相比,力控6.1產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理性能、容錯能力、界面容器、報表等方面有顯著提高。
           
4  系統(tǒng)組態(tài)設計
               
  step 7是用于對simatic可編程邏輯控制器進行組態(tài)和編程的標準軟件包。它是simatic工業(yè)軟件的一部分。它可以設置和管理項目,為硬件和通訊組態(tài)并分配參數(shù),管理符號,創(chuàng)建程序,將程序下載到可編程控制器,測試自動化系統(tǒng),診斷設備故障等[5][6]。此系統(tǒng)采用最新版本simatic manager step7 v5.4。根據(jù)設計要求利用此軟件進行的硬件組態(tài)如圖1所示。

            圖1  硬件組態(tài)     

  網(wǎng)絡組態(tài)為profibus-dp網(wǎng)絡,將上位機及下位機分別設置各自不同的網(wǎng)絡地址,聯(lián)接成網(wǎng)絡,網(wǎng)絡組態(tài)如圖2所示。

            圖2  網(wǎng)絡組態(tài)

  根據(jù)工藝要求,編寫用戶程序。用戶程序由組織塊ob,功能塊fb,fc,數(shù)據(jù)塊db組成。然后用simatic wincc flexible 2008組態(tài)觸摸屏,首先是設置變量,實現(xiàn)與s7-300的連接,接著制作監(jiān)控畫面,將變量與每個對象連接,組態(tài)完成后下載到觸摸屏。
               
  對于工控機的力控組態(tài)與觸摸屏組態(tài)基本相同,工控機要同時監(jiān)控兩條生產(chǎn)線的狀態(tài)。要先定義i/o設置,然后定義數(shù)據(jù)庫變量。最后是制作監(jiān)控畫面,并將變量與每個對象連接,相當于畫面中各個對象與現(xiàn)場設備相連。畫面上表示出當前設備運行情況,如啟停、運行、故障報警等信息并以不同顏色、動畫等表示。圖3所示是監(jiān)控畫面,畫面形象直觀為追查事故原因,提供可靠的信息。

            圖3  監(jiān)控畫面
          

 
5  結(jié)束語

  該車輛油漆噴涂生產(chǎn)線已在遼寧省某車輛廠建成運行近半年時間,此生產(chǎn)線大大降低了操作,維護人員的勞動強度,很大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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