日本在线www-日本在线播放一区-日本在线不卡免费视频一区-日本在线不卡视频-成人影院久久久久久影院-成人影院一区二区三区

1  引言

        PLC(Programmable Logical Controller)通常稱為可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，由于它有體積小、功能強、程序設(shè)計簡單、維護方便等優(yōu)點，特別是它適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性，維護方便等優(yōu)點，使它的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一。PLC既能實現(xiàn)開關(guān)量信號的邏輯控制，又能實現(xiàn)與計算機等智能設(shè)備之間的通信，而且還具有較強的數(shù)據(jù)處理能力。當(dāng)選配相應(yīng)的模擬量I/O模塊后，就可以實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場模擬量I/O信號的處理和生產(chǎn)設(shè)備的連續(xù)控制。

2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        筆者在北京卷煙廠和遵義卷煙廠的干冰膨脹煙絲系統(tǒng)中采用了分布式計算機控制系統(tǒng)，由西門子的SIMATIC系列PLC S7-4143DP、WinCC過程監(jiān)控軟件以及MP370作為人機界面操作站。系統(tǒng)下位機采用S7-4143DP型PLC構(gòu)成雙機冗余控制系統(tǒng)。上位機采用WinCC開發(fā)監(jiān)控應(yīng)用程序并構(gòu)成冗余監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用授權(quán)的方式區(qū)別工程師和操作員，日常操作和系統(tǒng)維護的分離使系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定運行。由下位機完成所有的系統(tǒng)控制程序，上位機完成工藝流程參數(shù)顯示、報警、統(tǒng)計、打印等功能。現(xiàn)場監(jiān)控采用MP370系列圖形化終端，該終端通過專用串口通信線或PROFIBUS-DP與PLC相連。該結(jié)構(gòu)既利用了PLC的可靠性和抗干擾能力強等優(yōu)點，又利用了工業(yè)軟件豐富、顯示功能強和輸入方便等優(yōu)點，并且系統(tǒng)具在良好的可擴充性。對于惡劣環(huán)境也有較強的適應(yīng)能力。網(wǎng)絡(luò)及硬件示意圖如圖1所示。

3  硬件設(shè)計

        它的硬件構(gòu)成主要有PLC、分布式的ET200S工作站、P+F現(xiàn)場總線、網(wǎng)絡(luò)、操作員與工程師站組成。為了使系統(tǒng)具有高可靠性，硬件組成采用冗余設(shè)計，PLC選用S7-4143DP，分布式工作站ET200S直接掛接西門子饋電器，饋電器的輸入輸出點可直接通過接口與ET200S的IM151模塊進行通訊。在檢測元件較多的單臺設(shè)備上采用了P+F總線系統(tǒng)，可利用P+F總線模塊對接近開關(guān)、光電管的輸入、輸出信號進行采集，各模塊之間通過P+F總線電纜連接。兩塊CPU之間通過專用的MPI網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)CPU之間的冗余。CPU和分布式工作站ET200S以及P+F網(wǎng)關(guān)之間通過PROFIBUS-DP總線相連構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)的冗余。CPU與操作員站、工程師站之間光纖連接，網(wǎng)絡(luò)由四塊光纖收發(fā)器與二條光纖構(gòu)成，構(gòu)成光纖的主環(huán)與副環(huán)，若主環(huán)某一點出現(xiàn)故障或斷線，則會立即啟動備用的副環(huán)，自動形成一個新的邏輯環(huán)路。上位機有工作站和服務(wù)器組成，監(jiān)視系統(tǒng)的運行情況。

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

4  軟件設(shè)計

        (1)  PLC程序設(shè)計

        STEP7編程軟件基于Windows95/98WindowsNT/2000，是為S7-300/400 PLC配置和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。通過STEP7用戶可以進行系統(tǒng)配置和程序的編寫、調(diào)試，在線診斷PLC硬件狀態(tài)，控制PLC的運行狀態(tài)和I/O通道的狀態(tài)等。STEP7的編程語言梯形邏輯圖、語句表、功能塊圖都集成在一個標(biāo)準(zhǔn)軟件包中，并且可以互相轉(zhuǎn)化，編寫簡便，易于掌握。

        (2)  WinCC監(jiān)控軟件

        WinCC是基于32位操作系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮膽?yīng)用軟件，是一個較為實用且與SIMATIC產(chǎn)品無縫連接的組態(tài)軟件，可以實現(xiàn)控制界面設(shè)計、硬件組態(tài)、標(biāo)簽歸檔、報警歸檔、打印歸檔與用戶管理。另外WinCC擁有完備的工業(yè)圖形庫，如閥門、反應(yīng)罐、模擬傳統(tǒng)顯示儀表、管道等，方便了工程師設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的過程畫面。而且該軟件的WinCC冗余插件REDUNDANCY允許用戶同時運行兩臺并行的WinCC單用戶系統(tǒng)或服務(wù)器PC實現(xiàn)相互監(jiān)控。WinCC能夠在生產(chǎn)過程中危急情況的初發(fā)階段進行報告，這些信號既可以在屏幕上顯示出來，也可以通過聲卡用聲音表現(xiàn)出來。WinCC支持用幫助功能和操作指南來消除故障。某一WinCC工作站可專門用于過程控制以使那些重要的過程信息不被屏蔽。軟件輔助操作策略保護過程不會非法訪問，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無錯操作。如果有一臺服務(wù)器發(fā)生故障，第二臺服務(wù)器會接替并控制整個系統(tǒng)。當(dāng)有故障的服務(wù)器恢復(fù)運行時，第二臺服務(wù)器自動地為重新啟動的服務(wù)器復(fù)制所有的過程變量和信息，并且重新控制整個網(wǎng)絡(luò)。在正常情況下，兩臺WinCC站保持并聯(lián)運行，也就是說每個站都有自己的過程連接和數(shù)據(jù)存檔，WinCC冗余插件保證兩個系統(tǒng)和用戶專用的存檔數(shù)據(jù)自動的相互匹配。在本系統(tǒng)的開發(fā)過程中，筆者使用WinCC冗余插件實現(xiàn)了兩臺并聯(lián)運行服務(wù)器的冗余監(jiān)控。從而實現(xiàn)HMI對煙機的適應(yīng)能力。

        (3)  現(xiàn)場操作站

        現(xiàn)場操作站采用MP 370產(chǎn)品，它通過串口或PROFIBUS-DP與PLC相連，該操作站的開發(fā)軟件為ProTool。MP370可用來直接訪問連接的PLC和外圍設(shè)備以讀、寫數(shù)值，不必將附加編程單元或PC連接至PLC，就可以方便地監(jiān)控、修改PLC程序操作數(shù)。并且SIMATIC HMI符號庫是一個包含來自生產(chǎn)領(lǐng)域圖形的綜合庫，該庫延伸了為項目產(chǎn)生大量畫面和逼真表現(xiàn)外表的可能性，畫面圖形包含大量的類別范圍，例如：閥、電機、罐狀集裝箱、傳送帶、工廠建筑物、3DISA符號、冷卻和加熱系統(tǒng)等。使用畫面的編輯器，在任何SIMATIC HMI符號庫中的對象可以插入到當(dāng)前的畫面，并且根據(jù)自己的需要進行編輯，還可以制作配方畫面。該軟件完全基于面向?qū)ο蟛僮鞯脑瓌t，與日常工作規(guī)程一致，容易理解。用戶可以充分發(fā)揮自己的想象力，使用軟件系統(tǒng)提供的點、直線、矩形、棒圖、趨勢曲線以及位圖等圖形元素以及文本、變量、軟鍵盤、消息等對象，并且創(chuàng)建自己的字體來設(shè)計自己監(jiān)控畫面，如圖2所示。創(chuàng)建完自己的畫面后，進行編譯，編輯器將其轉(zhuǎn)換為終端可以理解的形式，編譯成功后選擇Download將該文件通過串口或網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接下載到終端。

圖2  監(jiān)控畫面

5  結(jié)語

    采用上述方案，筆者設(shè)計了北京卷煙廠和遵義卷煙廠的干冰膨脹煙絲系統(tǒng)，實際運行狀況表明：該方案具有明顯抗干擾能力，操作簡便易懂。從而使得裝置的安全性、可靠性得到了極大提高；對生產(chǎn)線的運行情況實時跟蹤，進行數(shù)據(jù)采樣，較大的提高了工廠的信息化程度，并取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。