單學(xué)軍

(上海恒逸聚酯纖維有限公司，上海 201424)

紡絲裝置采用紐馬格技術(shù)，共有4條生產(chǎn)線(xiàn)，每條生產(chǎn)線(xiàn)采用一套西門(mén)子的S7-300 PLC，通過(guò)DP連接3臺(tái)ET200S和3塊觸摸屏，每臺(tái)ET200S和觸摸屏完成8個(gè)位的環(huán)吹空調(diào)風(fēng)量調(diào)節(jié)和監(jiān)視工作。一條線(xiàn)有24個(gè)位，需要3塊觸摸屏，整個(gè)紡絲生產(chǎn)裝置共有12塊觸摸屏。

觸摸屏由于長(zhǎng)期使用，設(shè)備老化嚴(yán)重，存在屏幕顯示暗淡、花屏，顯示畫(huà)面殘缺不全，觸摸位置不準(zhǔn)確及屏幕沒(méi)有響應(yīng)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響工藝人員的日常操作，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。觸摸屏數(shù)量多，維護(hù)成本高，維護(hù)過(guò)程中拆卸觸摸屏?xí)r，PLC自動(dòng)處于STOP模式，造成生產(chǎn)裝置排廢。為了徹底解決原系統(tǒng)存在的問(wèn)題，筆者擬采用一臺(tái)PC機(jī)來(lái)替代12塊觸摸屏。

1 紡絲環(huán)吹空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案①

原環(huán)吹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。原觸摸屏的主要功能有：風(fēng)量的手動(dòng)、自動(dòng)控制方式切換；風(fēng)量的測(cè)量值模擬棒圖顯示和數(shù)值顯示；風(fēng)量設(shè)定值輸入，模擬棒圖顯示和數(shù)值顯示；風(fēng)量輸出顯示，風(fēng)量輸出手動(dòng)控制；PID參數(shù)設(shè)置；延時(shí)時(shí)間設(shè)置；最大偏差設(shè)置；實(shí)際風(fēng)壓顯示；風(fēng)量高/低報(bào)警信息顯示；儀表回路斷路、壞值報(bào)警顯示；風(fēng)量閥位保持、全開(kāi)/全關(guān)手動(dòng)控制；風(fēng)量趨勢(shì)顯示；風(fēng)量傳感器參數(shù)設(shè)置。其中風(fēng)量傳感器參數(shù)設(shè)置包括：量程上限設(shè)定；量程下限設(shè)定；傳感器實(shí)際值顯示；傳感器調(diào)整值設(shè)定；傳感器延時(shí)時(shí)間設(shè)定；高報(bào)設(shè)定、高報(bào)延時(shí)設(shè)定、高報(bào)允許/禁止控制；低報(bào)設(shè)定、低報(bào)延時(shí)設(shè)定、低報(bào)允許/禁止控制；傳感器斷線(xiàn)檢測(cè)允許/禁止控制。

為了做到對(duì)原來(lái)PLC改動(dòng)最小，采用通過(guò)MPI接口和上位機(jī)通信的方式，把4套S7-300PLC整合在一個(gè)系統(tǒng)下，改進(jìn)后的環(huán)吹系統(tǒng)如圖2所示。

圖1 原環(huán)吹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 改造后環(huán)吹系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

具體改造的步驟分為：

a. 將完全獨(dú)立的4套PLC主機(jī)，通過(guò)MPI接口用電纜連接在一起，PLC的MPI地址分別修改為A1線(xiàn)MPI地址為3；A2線(xiàn)MPI地址為4；B1線(xiàn)MPI地址為5；B2線(xiàn)MPI地址為6。

b. 新增加一臺(tái)PC機(jī)和一塊CP5611接口卡,安裝WINDOWS XP以后，安裝WINCC 7.0和有關(guān)驅(qū)動(dòng)軟件。

c. CP5611接口卡通過(guò)電纜和4套PLC主機(jī)的MPI連接。

2 系統(tǒng)軟件的組態(tài)

為了實(shí)現(xiàn)前面描述的觸摸屏功能，需要找出實(shí)現(xiàn)這些功能所需要的各個(gè)變量在PLC中的具體地址，這是改造能否成功的關(guān)鍵。該系統(tǒng)改造需要找出的變量地址有：風(fēng)量顯示；風(fēng)量設(shè)定；風(fēng)量輸出；風(fēng)量高報(bào)設(shè)定、高報(bào)延時(shí)設(shè)定；風(fēng)量低報(bào)設(shè)定、低報(bào)延時(shí)設(shè)定；風(fēng)量調(diào)節(jié)閥保持按鈕；風(fēng)量調(diào)節(jié)閥全開(kāi)按鈕；風(fēng)量調(diào)節(jié)閥全關(guān)按鈕；控制方式手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)；控制回路增益設(shè)定；增益時(shí)間設(shè)定；實(shí)際風(fēng)壓顯示；最大偏差設(shè)定；最大偏差延時(shí)設(shè)定；比例因子設(shè)定；報(bào)警允許/禁止按鈕；儀表斷路、壞值報(bào)警檢測(cè)允許/禁止按鈕。

全部裝置一共有96個(gè)控制回路，上述各種模擬量和開(kāi)關(guān)量共有2 496個(gè)，這些變量必須在WINCC中定義，只有這樣在WINCC組態(tài)的流程圖畫(huà)面上才能對(duì)相關(guān)點(diǎn)進(jìn)行操作。

WINCC軟件組態(tài)步驟分為：

a. 運(yùn)行WINCC 7.0；

b. 啟動(dòng)項(xiàng)目管理器；

c. 創(chuàng)建單用戶(hù)項(xiàng)目；

d. 為新創(chuàng)建的項(xiàng)目命名；

e. 選擇保存路徑；

f. 設(shè)置計(jì)算機(jī)屬性；

g. 選擇需要啟動(dòng)的運(yùn)行系統(tǒng)和起始畫(huà)面。

建立WINCC與PLC之間的MPI通信的過(guò)程為：

a. 在PC機(jī)的擴(kuò)展槽插入CP5611卡，在PC機(jī)的控制面板中選擇“設(shè)置PG/PC接口”，打開(kāi)設(shè)置對(duì)話(huà)框的“為使用的接口配置參數(shù)”下拉菜單，選擇“CP5611(MPI)”。

b. 在WINCC的變量管理器中添加“SIMATIC S7 Protocol Suite.chn”驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)選擇“MPI”通道單元。再單擊“MPI”，選擇“系統(tǒng)參數(shù)”，打開(kāi)“系統(tǒng)參數(shù)——MPI”設(shè)置對(duì)話(huà)框，在“單位”選項(xiàng)中“邏輯設(shè)備名稱(chēng)”選擇CP5611(MPI)。

c. 選擇MPI通信驅(qū)動(dòng)，右擊鼠標(biāo)選擇“新驅(qū)動(dòng)程序的連接”，每個(gè)連接只能連接一個(gè)CPU。連接4個(gè)CPU，一共需要建立4個(gè)連接。建立連接以后需要設(shè)置連接的屬性，修改PLC的CPU站地址：A1線(xiàn)為3；A2線(xiàn)為4；B1線(xiàn)為5；B2線(xiàn)為6。

改造過(guò)程變量比較多，為了方便管理與查找，按變量的不同類(lèi)型，創(chuàng)建相應(yīng)的變量組，在變量組中創(chuàng)建變量，變量組主要有：設(shè)定值變量組、測(cè)量值變量組、閥位輸出值變量組、手動(dòng)/自動(dòng)切換變量組、控制參數(shù)設(shè)定變量組、傳感器參數(shù)設(shè)定變量組及閥位控制變量組等。

3 組態(tài)畫(huà)面

為了保持原有風(fēng)格，流程圖界面和觸摸屏保持一致，唯一的區(qū)別是原來(lái)每塊觸摸屏一次只能顯示4個(gè)回路，一條線(xiàn)的控制回路分布在3個(gè)觸摸屏上。4條生產(chǎn)線(xiàn)共12塊觸摸屏。改造以后，充分利用了PC機(jī)顯示屏比較大，分辨率高的優(yōu)勢(shì)，對(duì)畫(huà)面布局重新設(shè)計(jì)，組態(tài)了總貌畫(huà)面、控制操作畫(huà)面、傳感器參數(shù)設(shè)定畫(huà)面、報(bào)警參數(shù)設(shè)置畫(huà)面、閥位控制畫(huà)面、歷史趨勢(shì)組態(tài)畫(huà)面、報(bào)警信息顯示畫(huà)面和用戶(hù)管理畫(huà)面。將96個(gè)控制回路整合以后的環(huán)吹空調(diào)總貌如圖3所示，A1線(xiàn)歷史趨勢(shì)顯示畫(huà)面如圖4所示，報(bào)警信息顯示畫(huà)面如圖5所示。

圖3 環(huán)吹空調(diào)總貌

圖4 A1線(xiàn)歷史趨勢(shì)顯示畫(huà)面

圖5 報(bào)警信息顯示畫(huà)面

4 結(jié)束語(yǔ)

本次改造，使用一臺(tái)PC機(jī)替代了12塊西門(mén)子的觸摸屏，顯示畫(huà)面更加直觀(guān)，全部工藝狀況一目了然，鼠標(biāo)操作方便快捷，比原來(lái)要在多個(gè)屏幕上操作變得更加輕松、維護(hù)更加方便。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工藝人員的實(shí)際使用，普遍反應(yīng)信息量集中，不需要東奔西走，降低了操作難度，歷史趨勢(shì)、報(bào)警信息的調(diào)用和歸檔信息量更大，更方便，各線(xiàn)的系統(tǒng)時(shí)間也達(dá)到了完全統(tǒng)一，方便數(shù)據(jù)的分析比較，達(dá)到了預(yù)期的效果。