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(北京星航機(jī)電裝備有限公司,北京 100074)

0 引言

近年來，國家大力推廣裝配式建筑。裝配式建筑是指用由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件在工地裝配而成的建筑，是把傳統(tǒng)建造方式中大量的現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式，是建筑工業(yè)化改革不可逆轉(zhuǎn)的趨勢[1]。

實(shí)現(xiàn)裝配式建筑最重要的是完成預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)的工廠化，即要有能夠滿足預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)要求的工業(yè)流水線[2]。常見的混凝土預(yù)制板是建筑施工中廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，種類主要包括疊合樓板、內(nèi)墻板、復(fù)合外墻板以及樓梯等[3]。

目前，混凝土預(yù)制板一般都在尺寸較大的模臺(tái)上生產(chǎn)，多個(gè)模臺(tái)在生產(chǎn)線各工位間循環(huán)使用[4]。因工位多、工藝流程特殊，有的操作可通過自動(dòng)化的單機(jī)設(shè)備完成，而有的工位需要人工干預(yù)。整個(gè)生產(chǎn)線占地面積大，面向多任務(wù)生產(chǎn)，控制系統(tǒng)復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)線主要通過現(xiàn)場安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)視，缺乏對生產(chǎn)過程有效的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、集中統(tǒng)一的監(jiān)視和自動(dòng)控制[5]。

本文構(gòu)建了一種基于計(jì)算機(jī)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線集中監(jiān)控系統(tǒng)，采用力控組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，完成了整個(gè)生產(chǎn)線全過程狀態(tài)監(jiān)測的人機(jī)界面。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)管理生產(chǎn)線產(chǎn)品工藝參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集并分析各分系統(tǒng)單機(jī)設(shè)備狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各工位運(yùn)行情況，控制各分系統(tǒng)按照運(yùn)行策略，完成產(chǎn)品工藝流程，從而達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的。

1 產(chǎn)品工藝流程

1.1 外墻板生產(chǎn)工藝

混凝土預(yù)制板生產(chǎn)工藝流程因產(chǎn)品種類不同而略有差異[6]。下面以最復(fù)雜的混凝土預(yù)制外墻板為例進(jìn)行說明。

如圖1所示，為外墻板生產(chǎn)工藝流程示意圖。首先完成二次養(yǎng)護(hù)的帶外墻板產(chǎn)品的模臺(tái)從養(yǎng)護(hù)房取出，移送到拆模工位進(jìn)行模具拆卸和清理，外墻板從所在模臺(tái)上吊下運(yùn)走，而模臺(tái)則在線上循環(huán)使用，進(jìn)入后續(xù)工位進(jìn)行清理、噴涂脫模劑以及模具安裝定位。

攜帶模具的模臺(tái)被移送至外頁板安裝區(qū)域，進(jìn)行網(wǎng)片和相關(guān)嵌件的安裝，隨后到一次澆筑工位進(jìn)行底層混凝土澆筑和振動(dòng)。然后，繼續(xù)前進(jìn)至后續(xù)工位進(jìn)行保溫板以及頂層鋼筋網(wǎng)片和嵌件的安裝。之后到二次澆筑工位進(jìn)行頂層混凝土澆筑和振動(dòng)，隨后再到下一工位進(jìn)行補(bǔ)料檢查。接著，完成兩次混凝土澆筑后的模臺(tái)依次按照工藝要求的溫度和時(shí)間完成靜置和一次養(yǎng)護(hù)，以及表面抹光處理，最后按照二次養(yǎng)護(hù)的時(shí)間、溫濕度在養(yǎng)護(hù)庫中進(jìn)行二次養(yǎng)護(hù)。完成二次養(yǎng)護(hù)后的產(chǎn)品取出脫模吊運(yùn)，如此循環(huán)往復(fù)。

圖1 外墻板工藝流程示意圖

1.2 生產(chǎn)線工位布置

根據(jù)外墻板生產(chǎn)工藝流程，結(jié)合廠房實(shí)際尺寸進(jìn)行生產(chǎn)線的工位布置，如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)線工位布置示意圖

為保證生產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)量要求，對于模具拆裝、鋼筋、網(wǎng)片等附件安裝工序設(shè)置多個(gè)人工工位并行展開操作。整個(gè)生產(chǎn)線設(shè)置四臺(tái)移線車完成出庫工位到拆模1、內(nèi)頁板1到移線1、移線2到緩沖、移線3到抹光四個(gè)位置的模臺(tái)擺渡。養(yǎng)護(hù)完成的產(chǎn)品出庫后，首先完成拆模和調(diào)運(yùn)，之后設(shè)置清洗工位完成模臺(tái)清洗和噴脫模擠，模臺(tái)完成清洗后經(jīng)過外頁板人工工位進(jìn)行鋼筋嵌件放置，然后設(shè)置一次澆筑工位，一次澆筑完成后設(shè)置保溫板工位，放置保溫板后經(jīng)過平移車擺渡，到達(dá)內(nèi)頁板人工工位，放置鋼筋嵌件后設(shè)置二次澆注工位，最后經(jīng)緩沖工位等待移線車送入靜置養(yǎng)護(hù)房。靜置養(yǎng)護(hù)房和一次養(yǎng)護(hù)房分開控制溫度和時(shí)間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般在2小時(shí)以內(nèi)，采用流水線先進(jìn)先出的方式布置工位。因?yàn)槎勿B(yǎng)護(hù)的時(shí)間比較長，一般在8小時(shí)以上，所以立體養(yǎng)護(hù)庫設(shè)置多層，可以同時(shí)容納幾十個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，同時(shí)節(jié)省廠房空間，滿足生產(chǎn)現(xiàn)場12小時(shí)工作制的生產(chǎn)節(jié)拍。

2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文構(gòu)建的生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集中管理， PLC分散控制的方式。根據(jù)上述工藝流程和工位布局，將整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)劃分為計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)、一次澆筑行進(jìn)分系統(tǒng)、二次澆筑行進(jìn)分系統(tǒng)、預(yù)養(yǎng)護(hù)分系統(tǒng)、立體庫分系統(tǒng)以及移線車、喂布料、振搗等單機(jī)分系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)通過力控組態(tài)軟件和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與各分系統(tǒng)PLC通信，獲取現(xiàn)場運(yùn)行信息，并經(jīng)過分析判斷，對各分系統(tǒng)下達(dá)控制指令。各分系統(tǒng)直接采集所負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的現(xiàn)場儀表信號，并控制電氣設(shè)備的運(yùn)行，各分系統(tǒng)之間不直接進(jìn)行信息交互[7]。系統(tǒng)硬件組成架構(gòu)如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)

生產(chǎn)線動(dòng)力系統(tǒng)采用TN-S電力系統(tǒng)，三相五線制，AC380V供電，400 kW用電容量，主要負(fù)荷為熱負(fù)荷、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷；計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)采用研華19寸平板電腦E7500,2.8 GHz主頻，4 GB內(nèi)存，搭載力控 ForceControl V7.0軟件，保證總控系統(tǒng)流暢運(yùn)行;工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)選用研華EKI-2528,8電口百兆滿足使用需求，工業(yè)級網(wǎng)線傳輸數(shù)據(jù)；各分系統(tǒng)PLC采用西門子1215C AC/DC/RELAY，各分系統(tǒng)底層執(zhí)行器件主要包括伺服電機(jī)、工頻電機(jī)、變頻器、位置傳感器、溫濕度傳感器、以及按鈕和指示燈等。

生產(chǎn)線具備手動(dòng)和自動(dòng)控制功能。手動(dòng)模式下由各分系統(tǒng)設(shè)備本地通過人工操作實(shí)現(xiàn)本機(jī)設(shè)備的功能，手動(dòng)操作后現(xiàn)場狀態(tài)改變，切回自動(dòng)狀態(tài)時(shí)需要在計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)登錄界面做相應(yīng)狀態(tài)修改確保狀態(tài)一致；自動(dòng)模式下由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送動(dòng)作指令協(xié)調(diào)各設(shè)備的運(yùn)行與功能實(shí)現(xiàn)，各個(gè)分系統(tǒng)只接受計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)的指令，并將現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)及任務(wù)完成情況反饋給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行的“大腦”，提供人機(jī)交互界面用于管理生產(chǎn)線產(chǎn)品工藝參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集并分析各分系統(tǒng)單機(jī)設(shè)備狀態(tài)，并監(jiān)視整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行情況，調(diào)度各分系統(tǒng)按照工藝路線和運(yùn)行策略，完成線上產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程。

3 監(jiān)控軟件開發(fā)

采用力控ForceControl V7.0監(jiān)控組態(tài)軟件進(jìn)行工程的開發(fā)，其程序及組件包括工程管理器、人機(jī)界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、DB、I/O驅(qū)動(dòng)程序、控制策略生成器以及各種數(shù)據(jù)服務(wù)和擴(kuò)展組件等。利用其組件I/O驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)力控與PLC設(shè)備的通信，并對設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出或?qū)懭?。?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是組態(tài)軟件的核心，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等[8-11]。系統(tǒng)軟件創(chuàng)建的包括界面、腳本、動(dòng)畫連接等通過人機(jī)界面運(yùn)行系統(tǒng)來運(yùn)行，操作人員通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.1 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的人機(jī)界面包括一個(gè)登錄管理界面、一個(gè)運(yùn)行總監(jiān)控界面以及其他5個(gè)功能子界面。如圖4所示的登錄管理界面，包括用戶管理、生產(chǎn)線啟動(dòng)運(yùn)行的工藝參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)選擇及配置等，只有當(dāng)此界面確認(rèn)完畢后，才可以進(jìn)入到如圖5所示的運(yùn)行總監(jiān)控界面。其他所有子界面，包括登錄界面，都以標(biāo)題的形式在總監(jiān)控界面上顯示，用戶可以根據(jù)需要點(diǎn)擊對應(yīng)標(biāo)題，則彈出相關(guān)界面進(jìn)行查看，不影響生產(chǎn)線的運(yùn)行。例如點(diǎn)擊“養(yǎng)護(hù)狀態(tài)表”，對應(yīng)的子界面如圖6所示。

圖4 登錄管理界面

圖5 總監(jiān)控界面

圖6 養(yǎng)護(hù)狀態(tài)界面

產(chǎn)品種類區(qū)域，提供選擇當(dāng)前生產(chǎn)線準(zhǔn)備生產(chǎn)的產(chǎn)品類別，啟動(dòng)狀態(tài)區(qū)域可以對立體庫和除立體庫外行進(jìn)線啟動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行選擇，“繼續(xù)上次停機(jī)狀態(tài)運(yùn)行”選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接著上次正常停機(jī)時(shí)的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，正常停機(jī)后各個(gè)工位均沒有進(jìn)行手動(dòng)操作改變生產(chǎn)線狀態(tài)時(shí)使用?！叭斯な謩?dòng)輸入庫位信息”選項(xiàng)，在生產(chǎn)線進(jìn)行除自動(dòng)運(yùn)行以外的其他操作時(shí)需要更新立體庫狀態(tài)，系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)立體庫的初始狀態(tài)將以當(dāng)前輸入值狀態(tài)為依據(jù)?！跋到y(tǒng)初始化運(yùn)行”則是掃描整條行進(jìn)線上的傳感器信號來定位模臺(tái)的實(shí)際位置，從而更新計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)中模臺(tái)的狀態(tài)。

圖5所示的總監(jiān)控界面，畫面是上述現(xiàn)場工位布置的濃縮。設(shè)計(jì)的圖形與現(xiàn)場傳感器或分系統(tǒng)控制變量進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)線啟動(dòng)運(yùn)行后，人機(jī)界面通過數(shù)字顯示、圖形色彩以及動(dòng)畫的形式反映實(shí)際生產(chǎn)線的運(yùn)行情況，包括養(yǎng)護(hù)房的環(huán)境狀態(tài)、產(chǎn)品在線上各工位的分布情況、每個(gè)工位當(dāng)前狀態(tài)以及單機(jī)設(shè)備工作情況等，操作者可在此處方便的對生產(chǎn)線進(jìn)行總體監(jiān)控。

進(jìn)入生產(chǎn)線運(yùn)行界面后，監(jiān)控工位狀態(tài)表顯示各個(gè)工位通信狀態(tài)、手/自動(dòng)狀態(tài)以及故障狀態(tài)，各個(gè)工位準(zhǔn)備就緒后點(diǎn)擊“啟動(dòng)運(yùn)行”按鈕，“自動(dòng)運(yùn)行”指示燈亮，整個(gè)生產(chǎn)線開始自動(dòng)運(yùn)行。

立體養(yǎng)護(hù)房中模臺(tái)由不同的顏色區(qū)分當(dāng)前狀態(tài)，白色為庫位中無任何產(chǎn)品，黑色表示產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)中；閃爍表示養(yǎng)護(hù)時(shí)間到等待出庫。在此區(qū)域24個(gè)庫位狀態(tài)、庫位編號和實(shí)時(shí)溫度以及碼垛車的運(yùn)行狀態(tài)都與現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)同步。

生產(chǎn)線上澆筑行進(jìn)分系統(tǒng)系統(tǒng)各工位以及靜置養(yǎng)護(hù)房和一次養(yǎng)護(hù)房各工位都對應(yīng)有工位的工作狀態(tài)提示，工位空閑時(shí)為背景為灰色，工作進(jìn)行中為背景為藍(lán)色；移線車開始擺渡時(shí)背景變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)有模臺(tái)移動(dòng)畫面同步顯示。

“養(yǎng)護(hù)狀態(tài)表”顯示24個(gè)庫位的當(dāng)前狀態(tài)信息以及產(chǎn)品具體養(yǎng)護(hù)時(shí)間；“養(yǎng)護(hù)溫度曲線”，界面可以查看實(shí)時(shí)溫度曲線及歷史溫度曲線。點(diǎn)擊“歷史查詢”時(shí)，需事先選擇查詢的起始時(shí)間、時(shí)間間隔及時(shí)間長度。比如需要查詢2015年4月15日下午2點(diǎn)開始以后8小時(shí)時(shí)間內(nèi)，每間隔1分鐘的溫度變化情況，在“歷史起始時(shí)間”里選擇輸入2015/4/15 14:00:00 ；“時(shí)間間隔”里輸入 1 分鐘；“時(shí)間長度”里輸入8小時(shí)后點(diǎn)擊“歷史查詢”即可完成查詢。

3.2 控制策略

生產(chǎn)線的控制策略與生產(chǎn)模式直接相關(guān)，因生產(chǎn)線許多工位需要人工干預(yù)和操作，其生產(chǎn)節(jié)拍有不穩(wěn)定的因素存在[3]。另外，實(shí)際生產(chǎn)中對產(chǎn)量需求的動(dòng)態(tài)性變化，模臺(tái)可能更換或維修，用戶對生產(chǎn)線的靈活性提出很多要求。為了適應(yīng)線上運(yùn)行模臺(tái)數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化、讓生產(chǎn)線啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)更靈活以及單機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)異常手自動(dòng)切換后，系統(tǒng)能保持連續(xù)性運(yùn)行等，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控程序采取了如下措施：

1)整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)營調(diào)度由計(jì)算機(jī)總體監(jiān)控系統(tǒng)完成，各個(gè)分系統(tǒng)只接受計(jì)算機(jī)總體監(jiān)控系統(tǒng)的指令，并將現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)及任務(wù)完成情況反饋給計(jì)算機(jī)，各單機(jī)執(zhí)行的每一項(xiàng)動(dòng)作，都要有計(jì)算機(jī)總控系統(tǒng)給出動(dòng)作命令，這樣能夠確保所有單機(jī)有序的配合動(dòng)作，每一個(gè)部位的狀態(tài)計(jì)算機(jī)總體監(jiān)控系統(tǒng)都知道。

2)立體養(yǎng)護(hù)庫內(nèi)部的所有庫位不設(shè)置監(jiān)測模臺(tái)是否存在的傳感器，庫位狀態(tài)靠計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫組態(tài)的斷電保持性變量進(jìn)行存儲(chǔ)。

3)以立體養(yǎng)護(hù)庫為生產(chǎn)線的切入點(diǎn)，生產(chǎn)線啟動(dòng)時(shí)對立體養(yǎng)護(hù)庫進(jìn)行單獨(dú)確認(rèn)。計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)可在登錄界面選擇人工手動(dòng)輸入庫位信息選項(xiàng)，彈出如圖6所示界面可更改庫位信息。系統(tǒng)正常運(yùn)行后自動(dòng)根據(jù)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)更新內(nèi)部數(shù)據(jù)庫變量，不管退出系統(tǒng)還是斷電重新啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都能選擇繼續(xù)原來的狀態(tài)運(yùn)行。

4)立體庫外的生產(chǎn)線啟動(dòng)時(shí)設(shè)置初始化運(yùn)行和繼續(xù)停機(jī)狀態(tài)運(yùn)行兩種模式。針對生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)未運(yùn)行時(shí)，分系統(tǒng)可能單獨(dú)上電進(jìn)行機(jī)構(gòu)調(diào)整，線上模臺(tái)數(shù)量和存放位置有可能被人工改變等，這時(shí)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)入登錄界面，人工需要選擇初始化運(yùn)行，系統(tǒng)重新掃描更改線上各單機(jī)和工位狀態(tài)。反之，若整個(gè)生產(chǎn)線系統(tǒng)一直正常運(yùn)行，即使意外斷電，再次上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)也可選擇繼續(xù)原來狀態(tài)運(yùn)行模式。

5)每條支線分系統(tǒng)各工位的行進(jìn)電機(jī)通過分組切換由兩個(gè)變頻器驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)品從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位時(shí)，兩變頻器協(xié)同工作。所以，一條支線上同一時(shí)段只允許一個(gè)產(chǎn)品移動(dòng)，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)通過優(yōu)先級排序控制的方式處理各工位請求。

3.3 腳本程序

在力控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)中，程序的實(shí)現(xiàn)主要通過全局腳本的編寫來完成[5]。本文應(yīng)用最多的是添加若干個(gè)數(shù)據(jù)改變動(dòng)作和條件動(dòng)作的腳本程序，來完成全線的邏輯運(yùn)行。

其中，數(shù)據(jù)改變動(dòng)作腳本主要通過監(jiān)測數(shù)據(jù)庫組態(tài)的I/O變量和程序內(nèi)部變量的變化，在對應(yīng)條件滿足時(shí)觸發(fā)邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)換或變量的置復(fù)位。I/O變量關(guān)聯(lián)的動(dòng)作包括每一個(gè)傳感器被觸發(fā)時(shí)，都需要更新相應(yīng)的界面動(dòng)畫以及內(nèi)部變量狀態(tài)。通過內(nèi)部變量記錄生產(chǎn)線當(dāng)前工位是否空閑、如有產(chǎn)品狀態(tài)、該工位工作是否完成等，通過時(shí)刻刷新I/O變量以及內(nèi)部變量的值，為條件動(dòng)作腳本提供判斷依據(jù)，配合條件動(dòng)作腳本，計(jì)算機(jī)總體監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)生產(chǎn)線給出相應(yīng)的動(dòng)作命令。

條件動(dòng)作腳本包含了立體庫各庫位狀態(tài)監(jiān)控、碼垛車指令優(yōu)先級判斷、各支線模臺(tái)移動(dòng)優(yōu)先級判斷、單機(jī)運(yùn)行指令下達(dá)以及人機(jī)界面的動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)等。以二次澆筑支線模臺(tái)移動(dòng)的條件動(dòng)作腳本為例進(jìn)行說明，如圖7所示為其模臺(tái)移動(dòng)優(yōu)先級程序流程圖。系統(tǒng)每1秒鐘循環(huán)判斷一次動(dòng)作執(zhí)行的條件是否滿足，即當(dāng)該支線兩行進(jìn)變頻器狀態(tài)正常且空閑的條件滿足時(shí)，程序流程首先判斷最高優(yōu)先級的B1工位是否有模臺(tái)、B1工位是否有操作結(jié)束信號下達(dá)以及B2工位是否沒有模臺(tái)，若三者均滿足，則計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)會(huì)給該支線PLC下達(dá)將模臺(tái)從B1工位移送到B2工位的指令(line2_order賦值為1)，反之，流程進(jìn)入下一級判斷B2工位是否有模臺(tái)、B2工位是否有操作結(jié)束信號以及B3工位是否沒有模臺(tái)，若均滿足，則計(jì)算機(jī)會(huì)給支線PLC下達(dá)將模臺(tái)從B2工位移送到B3工位的指令(line2_order賦值為2)，反之，流程再進(jìn)入下一級判斷，如此循環(huán)直到最后一條語句判斷結(jié)束。該支線PLC執(zhí)行完當(dāng)前任務(wù)后，復(fù)位指令信號(line2_order賦值為0)，計(jì)算機(jī)才可能重新進(jìn)入該條件動(dòng)作腳本進(jìn)行程序掃描，再下達(dá)新的指令。

圖7 模臺(tái)移動(dòng)優(yōu)先級條件動(dòng)作流程圖

4 系統(tǒng)驗(yàn)證與分析

本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行過程中的總監(jiān)控界面效果如圖8所示。圖8中，可對生產(chǎn)線進(jìn)行啟停控制，生產(chǎn)線啟動(dòng)后可實(shí)時(shí)監(jiān)控全線的模臺(tái)數(shù)量及產(chǎn)品在各工位的分布情況，能夠動(dòng)態(tài)顯示模臺(tái)當(dāng)前的移動(dòng)狀態(tài)以及各單機(jī)的工作情況，同時(shí)養(yǎng)護(hù)房及養(yǎng)護(hù)庫內(nèi)的狀態(tài)一目了然，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)線全過程狀態(tài)監(jiān)測，達(dá)到了集中管理和監(jiān)控的目的。

圖8 總監(jiān)控界面實(shí)際運(yùn)行效果圖

經(jīng)過現(xiàn)場使用驗(yàn)證，本文基于組態(tài)軟件的混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)，既完成了人機(jī)界面對現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和畫面同步顯示，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的控制策略能夠有效的指導(dǎo)現(xiàn)場各單機(jī)協(xié)調(diào)有序的完成工藝流程，界面設(shè)計(jì)與現(xiàn)場布局對應(yīng)，畫面簡潔便于操作和管理，通過計(jì)算機(jī)總體監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一給出動(dòng)作命令的方式，避免了現(xiàn)場各單機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，某一部位出現(xiàn)故障時(shí)狀態(tài)無法銜接問題。

5 結(jié)束語

本文從研究混凝土預(yù)制板生產(chǎn)工藝流程和工藝布局入手，設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件和工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及監(jiān)控軟件的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品工藝參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理，以及生產(chǎn)線全過程狀態(tài)監(jiān)測的人機(jī)界面，達(dá)到了生產(chǎn)線集中管理、監(jiān)視和控制的目的。通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用反饋，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、靈活性好、實(shí)用性強(qiáng)，滿足用戶需

求，具有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值。