基于西門子PLC產(chǎn)品和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在車輛油漆噴涂生產(chǎn)線中的應(yīng)用

1、引言

現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車、石油化工、電力、樓宇自控等各個(gè)領(lǐng)域。其中profibus-dp是一種開放式、國際化、不依賴于設(shè)備廠商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種高速低成本通信，近年來發(fā)展很快。本文介紹將plc、工業(yè)組態(tài)軟件和profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)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(fèi)用，使設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)的工作量顯著減少。

2、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)介紹

該車輛油漆噴涂生產(chǎn)線有兩條獨(dú)立的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線由預(yù)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(biāo)記涂打工位組成。噴漆室由室體，供風(fēng)，排風(fēng)系統(tǒng)，漆霧處理系統(tǒng)，空氣凈化系統(tǒng)，可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，三維工作臺(tái)，消防報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。烘干室由室體，加熱和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，過濾裝置，廢氣處理系統(tǒng)，可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。涂裝線設(shè)有總控制室，配置主控臺(tái)，分控柜和配電柜，整條線的所有設(shè)備采用profibus-dp總線通過通訊接口將設(shè)備聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，通過工控機(jī)可在總控室遠(yuǎn)程監(jiān)控每一臺(tái)設(shè)備。該生產(chǎn)線的工藝流程為：預(yù)熱，噴涂底漆，流平，底漆烘干，面漆噴涂，流平，面漆烘干，找補(bǔ)，涂打標(biāo)記。

3、電控系統(tǒng)的基本組成

本系統(tǒng)采用一臺(tái)研華工控機(jī)，兩臺(tái)西門子觸摸屏tp177a，兩臺(tái)西門子s7-300系列plc，組成profibus-dp網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用觸摸屏的目的是為了啟停送風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)，燃燒機(jī)等設(shè)備，監(jiān)控各設(shè)備是否正常工作，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警的功能，同時(shí)應(yīng)用觸摸屏可以減少接線，便于維護(hù)。觸摸屏使用simatic wincc flexible 2008進(jìn)行組態(tài)，simaTIc wincc flexible 2008是siemens公司工業(yè)全集成自動(dòng)化的子產(chǎn)品，是一款面向機(jī)器的自動(dòng)化概念的hmi 軟件。wincc flexible用于組態(tài)用戶界面，以此來實(shí)現(xiàn)操作和監(jiān)視機(jī)器與設(shè)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(jī)。

simaTIcs7-300 plc具有運(yùn)算速度快、功能強(qiáng)、通用性好、集成度高等特點(diǎn)，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(guān)量輸入模塊模塊（32點(diǎn)）5塊，開關(guān)量輸出模塊模塊（32點(diǎn)）3塊，共計(jì)256點(diǎn)，兩條線共計(jì)512點(diǎn)。在研華工控機(jī)的pci插槽加裝了一塊cp5611卡，用以實(shí)現(xiàn)pc與simaTIc s7之間的profibus通訊連接。工控機(jī)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(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)設(shè)計(jì)開發(fā)的高端產(chǎn)品，它具有報(bào)表打印、報(bào)警紀(jì)錄、趨勢(shì)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(cuò)能力、界面容器、報(bào)表等方面有顯著提高。

4、系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)

step 7是用于對(duì)simaTIc可編程邏輯控制器進(jìn)行組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。它是simatic工業(yè)軟件的一部分。它可以設(shè)置和管理項(xiàng)目，為硬件和通訊組態(tài)并分配參數(shù)，管理符號(hào)，創(chuàng)建程序，將程序下載到可編程控制器，測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng)，診斷設(shè)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(shè)計(jì)要求利用此軟件進(jìn)行的硬件組態(tài)如圖1所示。

圖1 硬件組態(tài)

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

圖2 網(wǎng)絡(luò)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(shè)置變量，實(shí)現(xiàn)與s7-300的連接，接著制作監(jiān)控畫面，將變量與每個(gè)對(duì)象連接，組態(tài)完成后下載到觸摸屏。

對(duì)于工控機(jī)的力控組態(tài)與觸摸屏組態(tài)基本相同，工控機(jī)要同時(shí)監(jiān)控兩條生產(chǎn)線的狀態(tài)。要先定義i/o設(shè)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(gè)對(duì)象連接，相當(dāng)于畫面中各個(gè)對(duì)象與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連。畫面上表示出當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行情況，如啟停、運(yùn)行、故障報(bào)警等信息并以不同顏色、動(dòng)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(yùn)行近半年時(shí)間，此生產(chǎn)線大大降低了操作，維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，很大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。