三菱PLC和iFIX軟件在涂膠生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

【摘要】
　　介紹了以三菱的PLC和GE的IFIX的組態(tài)軟件為核心的涂膠生產(chǎn)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)在功能、性能和控制精度都是在生產(chǎn)線(xiàn)上的典型應(yīng)用，投入運(yùn)行后提高了生產(chǎn)線(xiàn)的工作效率。
　　
　　【關(guān)鍵詞】
　　PLC　IFIX　上位機(jī)
　　
　　　　在生產(chǎn)的過(guò)程中，各參數(shù)對(duì)涂布的質(zhì)量有很大的影響，這些數(shù)據(jù)包括溫度、張力、瓦斯?jié)舛鹊龋磕z制程參數(shù)反映到產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)在只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員書(shū)面記錄涂膠參數(shù)，由于機(jī)器事件的發(fā)生存在實(shí)時(shí)性，采用人工登記不能及時(shí)準(zhǔn)確地反映各種異常數(shù)據(jù)，影響生產(chǎn)效率。為此設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線(xiàn)的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控，并保存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　
　　1　系統(tǒng)概述
　　　　系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、PLC、現(xiàn)場(chǎng)儀表和軟件四部分組成，系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖：
　　
　　　　整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)分為CP4、CP5、CP6、CP7、CP9、CP10六個(gè)部分，采用六套三菱QｎA(yù)ｓ系列PLC進(jìn)行控制，均采用以太網(wǎng)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，PLC采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的信號(hào)和控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，大部分為4－20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并完成與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換。上位機(jī)部采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器和工作站之間采用10M~100M的以太網(wǎng)通訊技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴MI界面由GE FUNUC（GE Fanuc自動(dòng)化軟件）的IFIX3.5C組態(tài)完成。
　　
　　2　系統(tǒng)的主要功能
　　1． 數(shù)據(jù)采集功能　通過(guò)PLC完成現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)的采集。
　　2． 設(shè)備控制功能　通過(guò)PLC能夠控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
　　3． 顯示功能　通過(guò)上位機(jī)的界面可以形象地反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)和實(shí)時(shí)地顯示現(xiàn)場(chǎng)儀表的值。
　　4． 報(bào)警功能　通過(guò)上位機(jī)的IFIX組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)采集到的參數(shù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
　　5． 數(shù)據(jù)保存功能　可以將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)保存一定的時(shí)間，以便于分析和處理
　　6． 報(bào)表打印功能　打印出的報(bào)表與原來(lái)手動(dòng)操寫(xiě)的表格一樣，增加了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和增加了工人的工作效率。
　　3硬件設(shè)計(jì)
　　采用三菱QｎA(yù)ｓ系列PLC，各套PLC的點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)如下表：
　　
　　　　考慮到以后系統(tǒng)的擴(kuò)展，各種模塊的通道都有一定的余量。PLC的以太網(wǎng)通訊模塊配置有RJ45接口，方便網(wǎng)絡(luò)的連接。該系統(tǒng)PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，配置靈活，功能齊全，運(yùn)行可靠，具有良好的適應(yīng)性和抗干擾能力，而且指令豐富，可以很方便地進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯控制。
　　　　服務(wù)器和工作站的計(jì)算機(jī)采用HP系列，采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器和工作站之間采用10M~100M的以太網(wǎng)通訊技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴７?wù)器完成對(duì)溫度、張力、風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)的采集。工作站以表格、圖形和動(dòng)畫(huà)的形式將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)的表現(xiàn)出來(lái)，并完成對(duì)數(shù)據(jù)的記錄、查詢(xún)和報(bào)表。系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)的定義自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，并實(shí)時(shí)反映在計(jì)算機(jī)屏幕上，同時(shí)也可將目前操作現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的報(bào)警以聲光形式發(fā)出，通知操作人員對(duì)報(bào)警信息做出相應(yīng)的處理。
　　
　　4硬件的優(yōu)化措施
　　1． 服務(wù)器和上位機(jī)配備山特的UPS，以保持電源的穩(wěn)定性，在掉電情況下仍然可以維持服務(wù)器和上位機(jī)的運(yùn)行。
　　2． 對(duì)PLC采用凈化電源供電，提高了電磁兼容性。
　　3． 采用合理的布線(xiàn)方式，信號(hào)線(xiàn)和電源線(xiàn)分開(kāi)，以免信號(hào)線(xiàn)受到干擾。
　　4． 通訊線(xiàn)采用超五類(lèi)屏蔽雙絞線(xiàn)，防止通信過(guò)程中受到電磁的干擾。
　　
　　5軟件設(shè)計(jì)
　　5.1 PLC軟件設(shè)計(jì)
　　　　使用三菱的GX Developer編程軟件，用梯形圖的形式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行編程。
　　
　　5.2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
　　　　在服務(wù)器上和上位機(jī)上安裝有WINDOWS　XP系統(tǒng)，用GE公司的IFIX進(jìn)行人機(jī)界面開(kāi)發(fā)時(shí)都是在XP系統(tǒng)下進(jìn)行，軟件的架構(gòu)采用IFIX的C/S結(jié)構(gòu)，因此兩臺(tái)計(jì)算機(jī)可以在相同的時(shí)間進(jìn)入不同的系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立的操作，此操作不會(huì)影響到對(duì)方的機(jī)器，該種軟件架構(gòu)可以使系統(tǒng)很容易的進(jìn)行擴(kuò)充，目前系統(tǒng)同一時(shí)間可完成對(duì)多套系統(tǒng)的操作，以后在要求同一時(shí)間對(duì)更多的系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)僅僅增加工作站就可以完成該要求，而服務(wù)器端不需要做任何的改動(dòng)。服務(wù)器安裝IFIX　SCADA無(wú)限點(diǎn)運(yùn)行版，IFIX的數(shù)據(jù)庫(kù)在服務(wù)器上，采集和記錄的最快速度可以達(dá)到1秒，上位機(jī)共享服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此上位機(jī)選擇IFIX運(yùn)行版即可。
　　　　IFIX開(kāi)發(fā)的人機(jī)界面分為主畫(huà)面和各分系統(tǒng)，主畫(huà)面是整條生產(chǎn)線(xiàn)的一個(gè)總貌，然后再細(xì)分為烘箱系統(tǒng)、張力系統(tǒng)、DIE系統(tǒng)。同時(shí)還有趨勢(shì)曲線(xiàn)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)警和報(bào)表的界面。報(bào)表采用EXCEL電子表格，可以保持表格和原來(lái)的表格相似。下圖為人機(jī)介面的主畫(huà)面。
　　
　　
　　５結(jié)論
　　　　新的系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，大大提高了生產(chǎn)效率，更好地保存了生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，便于日后進(jìn)行分析。