石揚(yáng)

(中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原 030024)

電鍍是一種工藝要求比較高的工種。其中工藝參數(shù)的記錄和處理是電鍍生產(chǎn)管理中一個重要工作。人工記錄的電鍍工藝參數(shù)延時性比較高，人為因素比較大，記錄不全面；而信息化系統(tǒng)是使用PLC進(jìn)行信號采集和傳輸，在工控機(jī)上使用組態(tài)王進(jìn)行生產(chǎn)線人機(jī)界面的設(shè)計和數(shù)據(jù)庫的建立，最終通過組態(tài)王中的報表系統(tǒng)對工藝參數(shù)以及人工操作進(jìn)行精確監(jiān)測，從而提高電鍍生產(chǎn)管理的準(zhǔn)確性。并且使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以改進(jìn)電鍍工藝。

1 信息化系統(tǒng)硬件選擇及流程

信息化系統(tǒng)由工藝信號采集系統(tǒng)、PLC中央控制系統(tǒng)、ControlLike通信系統(tǒng)[1][2]、工控機(jī)組態(tài)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及打印紙質(zhì)存檔系統(tǒng)組成。本系統(tǒng)硬件選擇見表1。

表1 系統(tǒng)硬件選擇

采用歐姆龍CJ1W型號的PLC，參數(shù)信號由測量儀表中的0～10 V電壓信號以及0～24 mA電流信號通過歐姆龍CJ1W-AD081-V1模擬量模塊傳輸?shù)絇LC的中央處理器中，PLC與PLC之間的網(wǎng)絡(luò)采用ControlLike模塊CLK21-EV1來進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，工控機(jī)選用研華工控機(jī)，組態(tài)系統(tǒng)選用組態(tài)王6.53版本進(jìn)行組態(tài)界面和數(shù)據(jù)庫的建立。信息化系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

圖1 信息化系統(tǒng)流程圖

2 信號采集系統(tǒng)的組成

電鍍工藝一般要求采集工作電流、工作電壓、工作溫度、工作pH值等幾種參數(shù)。這些參數(shù)由傳感器進(jìn)行采集，傳輸?shù)綔y量儀表中，儀表輸出信號通過屏蔽雙絞線，經(jīng)由模擬量輸入模塊，傳輸?shù)絇LC的中央處理器中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。本案例使用3臺PLC通信。PLC之間使用ControlLike模塊連接。

2.1 傳感器采集工藝參數(shù)信號

工藝參數(shù)中電流、電壓是由電鍍電源輸出的0～10 V電壓信號，使用屏蔽雙絞線，與歐姆龍模擬量模塊進(jìn)行連接。模擬量模塊DIP撥碼開關(guān)需要設(shè)置為電壓開關(guān)，并且在歐姆龍編程軟件CX-Programmer中設(shè)置I/O的模擬量模塊開關(guān)為0～10 V電壓信號。工作溫度與pH值可根據(jù)儀表的輸出不同來進(jìn)行不同設(shè)置，可為0～24 mA電流信號，也可為電壓信號，設(shè)置方式和步驟與工藝參數(shù)的電流電壓相同。

2.2 ControlLink網(wǎng)絡(luò)硬件連接及軟件設(shè)置

ControlLike 模塊分別設(shè)置單元號 1、2、3，如圖1所示使用屏蔽雙絞線進(jìn)行連接。其中高電位HL對應(yīng)連接，低電位LL對應(yīng)連接，地線G對應(yīng)連接。將1號ControlLike模塊的終端電阻撥碼開關(guān)設(shè)置為 ON.2、3號 ControlLike模塊設(shè)置為OFF。

在工控機(jī)上位端使用歐姆龍ControlLike專用的通信板卡3G8F7-CLK21-EV1與PLC系統(tǒng)進(jìn)行連接。將板卡插入工控機(jī)PCI插槽中，安裝驅(qū)動后，將板卡終端電阻設(shè)置為ON，并與3號ControlLike模塊對應(yīng)連接高電位HL、低電位LL與地線G。同時安裝FinsGateway軟件。

完成硬件連接后，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信測試。打開FinsGateway軟件，進(jìn)入FinsGateway Configuration系統(tǒng)，點(diǎn)擊測試板卡通信圖標(biāo)的按鈕CLK_PCIUNIT0，右鍵點(diǎn)擊，選擇Start，打開板卡，如圖2所示。

板卡通信正常則圖標(biāo)點(diǎn)亮。

然后選擇FinsGateway通信測試工具Commuication Test系統(tǒng)，如圖3所示。

圖2 Finsgateway板卡測試

圖3 Finsgateway通訊測試

在最上排 Reer Address中分別輸入0.1.0，0.2.0，0.3.0，對 3個 ControlLike模塊即 3個 PLC進(jìn)行通信測試，選擇Send鍵，如果有數(shù)據(jù)輸出，并且無錯誤提示，則說明工控機(jī)與PLC之間通信正常。

此時完成信息化系統(tǒng)信號采集的通信設(shè)置。

3 組態(tài)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫

完成信號采集系統(tǒng)的硬件連接與通信設(shè)置后，在工控機(jī)上使用組態(tài)王6.53版本對生產(chǎn)線進(jìn)行組態(tài)編程[3]。完成工藝要求的報表后使用ODBC數(shù)據(jù)源建立數(shù)據(jù)庫，并與組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。此時所采集的參數(shù)數(shù)值為生產(chǎn)線上的即時數(shù)值。

報表系統(tǒng)圖如圖4所示。報表可實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集，工件工作情況顯示與查詢，實(shí)時數(shù)據(jù)的打印功能。

匹配實(shí)時曲線圖更加直觀地顯示生產(chǎn)參數(shù)情況，如圖5所示。

在數(shù)據(jù)庫中可以顯示歷史參數(shù)值，如圖6所示。

也可以使用條件查詢對歷史數(shù)據(jù)各個參數(shù)進(jìn)行條件查詢，如圖7所示。

圖4 報表示例

圖5 實(shí)時曲線圖

圖6 歷史參數(shù)表

圖7 參數(shù)搜索

4 結(jié)束語

此信息化系統(tǒng)已經(jīng)于中國電子科技集團(tuán)公司第十二研究所電鍍車間正常使用。相比于舊式手工記錄電鍍工作情況來說，新型的信息化系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的記錄整個生產(chǎn)線的工作狀態(tài)和參數(shù)，并且由于數(shù)據(jù)庫的建立，可以根據(jù)電鍍工件情況改進(jìn)電鍍工藝，同時在生產(chǎn)管理方面能準(zhǔn)確記錄操作情況，提高生產(chǎn)管理效率。

[1] 魯明麗，文平.OMRON Control Link總線和PLC在隧道群監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報，2006.20(4)：88-91.

[2] 陳立軍，蘭建軍，劉瀟翔.Controller Link網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].東北電力學(xué)院學(xué)報，2004，24(2)：45-47.

[3] 亞控組態(tài)王kingview中級培訓(xùn)教程[Z].北京：亞控科技發(fā)展有限公司，2009.