婁玲玉+馮殿義+李紅斌
摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備,其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作,實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的
集成。
關(guān)鍵詞 PLC;純水制備裝置;PROFIBUS通訊
中圖分類(lèi)號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)13-0053-02
防凍液是一種功能繁多的冷卻液,應(yīng)用于很多領(lǐng)域,日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一,因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝,通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成,那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中,將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng),與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作,使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案:一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài),這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn),通訊速度慢;另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊,WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,此種方案通訊速度快,實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。
Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài),通訊速度慢,傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式,MPI通信距離短,傳輸速度慢;工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊,大大提高了成本;PROFIBUS是一種開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn),只需在從站S7-200 PLC加EM277,此種通訊克服了前兩種的弊端,通訊距離變長(zhǎng),傳輸速度變快,傳送數(shù)據(jù)量大,在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。
1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP,上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊,具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn);純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站,西門(mén)子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC,實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng),整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作
用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù),主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊,根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝,控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與
操作。
圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)
主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊,從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài),而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū),并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。
主站的硬件組態(tài)過(guò)程:在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目,首先需要選擇導(dǎo)軌,然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊;然后配置網(wǎng)絡(luò),雙擊2號(hào)槽下的DP,在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP,確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線,此時(shí)便可在總線下方掛從站;從站靠EM277掛入主站,需要安裝EM277 GSD文件,在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件,打開(kāi)PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277,從站便掛到了主站下方,保存編譯,最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2,從站EM277站地址設(shè)置為3,在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。
3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介
中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開(kāi)關(guān)及故障狀態(tài),還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出,當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5],防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備,而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程,在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。
圖3 純水制備監(jiān)控界面
4 結(jié)束語(yǔ)
在自動(dòng)化生產(chǎn)中,通訊方式有很多,PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選,主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量,減少設(shè)計(jì)者的工作量,生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠,防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力,提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。
參考文獻(xiàn)
[1]邵奇峰.基于SIEMENS EM277的PROFIBUS通訊[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào),2008.
[2]崔堅(jiān).西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[3]向曉漢.西門(mén)子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
[4]倪君.西門(mén)子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化,2006.
[5]西門(mén)子(中國(guó))有限公司.深入淺出西門(mén)子WinCC V6[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.
作者簡(jiǎn)介
婁玲玉(1987-),遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)在讀研究生。
馮殿義(1961-),教授,遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。
李紅斌(1988-),化工過(guò)程機(jī)械專(zhuān)業(yè)在讀研究生。endprint
摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備,其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作,實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的
集成。
關(guān)鍵詞 PLC;純水制備裝置;PROFIBUS通訊
中圖分類(lèi)號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)13-0053-02
防凍液是一種功能繁多的冷卻液,應(yīng)用于很多領(lǐng)域,日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一,因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝,通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成,那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中,將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng),與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作,使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案:一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài),這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn),通訊速度慢;另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊,WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,此種方案通訊速度快,實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。
Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài),通訊速度慢,傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式,MPI通信距離短,傳輸速度慢;工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊,大大提高了成本;PROFIBUS是一種開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn),只需在從站S7-200 PLC加EM277,此種通訊克服了前兩種的弊端,通訊距離變長(zhǎng),傳輸速度變快,傳送數(shù)據(jù)量大,在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。
1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP,上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊,具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn);純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站,西門(mén)子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC,實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng),整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作
用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù),主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊,根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝,控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與
操作。
圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)
主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊,從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài),而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū),并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。
主站的硬件組態(tài)過(guò)程:在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目,首先需要選擇導(dǎo)軌,然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊;然后配置網(wǎng)絡(luò),雙擊2號(hào)槽下的DP,在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP,確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線,此時(shí)便可在總線下方掛從站;從站靠EM277掛入主站,需要安裝EM277 GSD文件,在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件,打開(kāi)PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277,從站便掛到了主站下方,保存編譯,最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2,從站EM277站地址設(shè)置為3,在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。
3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介
中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開(kāi)關(guān)及故障狀態(tài),還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出,當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5],防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備,而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程,在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。
圖3 純水制備監(jiān)控界面
4 結(jié)束語(yǔ)
在自動(dòng)化生產(chǎn)中,通訊方式有很多,PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選,主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量,減少設(shè)計(jì)者的工作量,生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠,防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力,提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。
參考文獻(xiàn)
[1]邵奇峰.基于SIEMENS EM277的PROFIBUS通訊[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào),2008.
[2]崔堅(jiān).西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[3]向曉漢.西門(mén)子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
[4]倪君.西門(mén)子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化,2006.
[5]西門(mén)子(中國(guó))有限公司.深入淺出西門(mén)子WinCC V6[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.
作者簡(jiǎn)介
婁玲玉(1987-),遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)在讀研究生。
馮殿義(1961-),教授,遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。
李紅斌(1988-),化工過(guò)程機(jī)械專(zhuān)業(yè)在讀研究生。endprint
摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備,其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作,實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的
集成。
關(guān)鍵詞 PLC;純水制備裝置;PROFIBUS通訊
中圖分類(lèi)號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)13-0053-02
防凍液是一種功能繁多的冷卻液,應(yīng)用于很多領(lǐng)域,日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一,因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝,通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成,那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中,將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng),與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作,使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案:一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài),這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn),通訊速度慢;另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊,WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,此種方案通訊速度快,實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。
Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài),通訊速度慢,傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式,MPI通信距離短,傳輸速度慢;工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊,大大提高了成本;PROFIBUS是一種開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn),只需在從站S7-200 PLC加EM277,此種通訊克服了前兩種的弊端,通訊距離變長(zhǎng),傳輸速度變快,傳送數(shù)據(jù)量大,在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。
1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP,上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊,具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn);純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站,西門(mén)子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC,實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng),整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作
用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù),主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊,根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝,控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與
操作。
圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)
主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊,從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài),而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū),并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。
主站的硬件組態(tài)過(guò)程:在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目,首先需要選擇導(dǎo)軌,然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊;然后配置網(wǎng)絡(luò),雙擊2號(hào)槽下的DP,在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP,確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線,此時(shí)便可在總線下方掛從站;從站靠EM277掛入主站,需要安裝EM277 GSD文件,在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件,打開(kāi)PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277,從站便掛到了主站下方,保存編譯,最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2,從站EM277站地址設(shè)置為3,在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。
3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介
中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開(kāi)關(guān)及故障狀態(tài),還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出,當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5],防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備,而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程,在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。
圖3 純水制備監(jiān)控界面
4 結(jié)束語(yǔ)
在自動(dòng)化生產(chǎn)中,通訊方式有很多,PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選,主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量,減少設(shè)計(jì)者的工作量,生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠,防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力,提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。
參考文獻(xiàn)
[1]邵奇峰.基于SIEMENS EM277的PROFIBUS通訊[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào),2008.
[2]崔堅(jiān).西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[3]向曉漢.西門(mén)子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
[4]倪君.西門(mén)子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化,2006.
[5]西門(mén)子(中國(guó))有限公司.深入淺出西門(mén)子WinCC V6[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.
作者簡(jiǎn)介
婁玲玉(1987-),遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)在讀研究生。
馮殿義(1961-),教授,遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。
李紅斌(1988-),化工過(guò)程機(jī)械專(zhuān)業(yè)在讀研究生。endprint