電鍍生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 | 121電鍍生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)段春霞，張怡軍（洛陽(yáng)理工學(xué)院，河南洛陽(yáng)）摘要：本文介紹了組態(tài)軟件和在電鍍生產(chǎn)線中的應(yīng)用，用組態(tài)軟件和設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，方便的完成自動(dòng)、手動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行控制及相互之間的切換；整個(gè)程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，具有調(diào)試方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，移植性好的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：組態(tài)；可編程控制器；電鍍生產(chǎn)線中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）A Supervising System in the Galvanization Production LineDUAN Chun-xia, ZHANG Yi-jun(Luoyang institute of

2、 Science and Technology, Luoyang 471003 ChinaAbstract: This paper introduces the application of configuration software and PLC in the galvanization production line. It can beoperated in manual in the continuous control. The system is based on the structured program.Keywords: MCGS; PLC; galvanization

3、 production line收稿日期：引言工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，同時(shí)在電鍍中氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，對(duì)人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機(jī)性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。目前國(guó)內(nèi)的電鍍工藝控制主要是使用順序控制器，由于其電路復(fù)雜，接口多，受外界干擾大，工作可靠性差，維護(hù)也困難。本文提出在電鍍生產(chǎn)線上采用基于組態(tài)軟件和的自動(dòng)化控制，不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，減少?gòu)U品率，而且還可以

4、提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和更好的保證工人的人身安全，有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵，核心部分是上位機(jī)組態(tài)控制的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、電鍍生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)控制柜、上升下降電機(jī)，左右運(yùn)行電機(jī)及位置檢測(cè)裝置組成。上位機(jī)計(jì)算機(jī)安裝在控制室，用以收發(fā)并顯示電鍍生產(chǎn)線的信號(hào)，記錄、存儲(chǔ)、顯示和控制現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。電鍍生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)控制柜安裝在生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)，在控制柜上可以手動(dòng)操作也可以自動(dòng)操作，電機(jī)及位置傳感器等安裝在電鍍生產(chǎn)線上，受現(xiàn)場(chǎng)控制柜控制?？刂葡到y(tǒng)的框圖如圖?；贛CGS 的上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)MCGS 概述（，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速

5、構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于（各種位平臺(tái)上）運(yùn)行，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯圖電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)框圖 | A 示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，它充分利用了圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。用戶的所有組態(tài)配置過(guò)程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，用戶組態(tài)生成組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶指

6、定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。一旦組態(tài)工作完成，運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)就可以脫離組態(tài)環(huán)境在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上獨(dú)立運(yùn)行。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)完成了系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的過(guò)渡，它們之間的關(guān)系如圖所示。由生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成，窗口是屏幕中的一塊空間，是一個(gè)“容器”，直接提供給用戶使用。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對(duì)象并調(diào)整畫(huà)面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù)以完成不同的功能。用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)件，同時(shí)可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視

7、化處理。主控界面設(shè)計(jì)主控界面是用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的如圖所示，是現(xiàn)場(chǎng)工藝過(guò)程的仿真畫(huà)面，在主控室計(jì)算機(jī)上可以實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的工藝流程。在電鍍生產(chǎn)線左側(cè)、工人將工件裝入行車的吊籃并發(fā)出自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，行車提升吊籃并自動(dòng)前進(jìn)。按工藝要求在需要停留的槽位停止（如需要在一號(hào)槽電鍍，就在此停止，依次類推），并自動(dòng)下降。再停留一段時(shí)間后自動(dòng)上升，如此完成工藝規(guī)定的每一道工序直至生產(chǎn)線末端，行車便自動(dòng)返回原位置，并由工人裝卸工件。MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)與下位機(jī)PLC 的通信通訊協(xié)議支持多樣的通訊能力，根據(jù)所使用，系統(tǒng)可以支持以下多個(gè)協(xié)議：點(diǎn)到點(diǎn)（）的協(xié)議、多點(diǎn)接口（）的協(xié)議及協(xié)議等。本系統(tǒng)采用西門(mén)子的通訊協(xié)議。通過(guò)上位機(jī)

8、中的串行口和上的通訊單元建立串行通訊連接。西門(mén)子與計(jì)算機(jī)的串行通信連接有兩種方式：一種是利用的接口，這時(shí)可以直接用電纜與計(jì)算機(jī)建立連接，這種通信方式的地址為；而另一種是通過(guò)一個(gè)連接適配器與計(jì)算機(jī)連接，用適配器時(shí)地址由自己設(shè)置。由于串口通訊方式一般不超過(guò)米，而對(duì)于通信距離超過(guò)米的，需在上位機(jī)與之間加一個(gè)適配器，該適配器將通訊格式轉(zhuǎn)換為通訊格式使得可以遠(yuǎn)距離通訊，并提高抗干擾能力。串口父設(shè)備設(shè)置西門(mén)子設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備用來(lái)設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。要使上位機(jī)組態(tài)軟件能正確操作設(shè)備，必須設(shè)置好設(shè)備名稱、采集周期、初始工作狀態(tài)、地址、內(nèi)部屬性等。西門(mén)子常用的通信參數(shù)：波特率，偶校驗(yàn)，

9、位停止位，位數(shù)據(jù)位。串口父設(shè)備的通訊參數(shù)必須與的通訊參數(shù)一致，這樣才可以讀寫(xiě)西門(mén)子的各個(gè)繼電器區(qū)和寄存器，從而達(dá)到操作設(shè)備的目的。具體設(shè)置是在下位機(jī)的編程環(huán)境和組態(tài)軟件的設(shè)備窗口中完成的。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)初始化初始化對(duì)于每一套系統(tǒng)程序都是必需的，每一次上電或?qū)?qiáng)制復(fù)位都要初始化，主要是對(duì)在程序中使用到的各種計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、寄存器等圖組態(tài)工程結(jié)構(gòu)圖圖電鍍生產(chǎn)線主控界面設(shè)計(jì) | 123進(jìn)行復(fù)位和設(shè)置，同時(shí)保留上次運(yùn)行需要記憶的各種數(shù)據(jù)，完成運(yùn)行前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。PLC 系統(tǒng)的硬件選擇我們選用西門(mén)子公司的型，這種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、組成靈活、操作方便。其點(diǎn)為點(diǎn)，具有相應(yīng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制單元，自帶標(biāo)

10、準(zhǔn)接口，可與上位機(jī)進(jìn)行通訊，完全滿足要求，外部接線圖如圖所示。主程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、單周期運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行及主控室單周期運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行三種操作模式?，F(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、單周期運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行操作模式是在現(xiàn)場(chǎng)控制柜上完成，主控室單周期運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行是在主控室上位機(jī)主控畫(huà)上點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕實(shí)現(xiàn)的。主控室監(jiān)控采用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的監(jiān)控畫(huà)面可以實(shí)時(shí)觀察到電鍍生產(chǎn)線的每一步實(shí)時(shí)動(dòng)作，如釣鉤的上升、下降，工件在生產(chǎn)線上的前進(jìn)、后退等。整個(gè)工作流程是這樣的，原位：表示設(shè)備處于初始狀態(tài)，吊鉤在下限位置，行車在左限位置。自動(dòng)工作過(guò)程：?jiǎn)?dòng)吊鉤上升上限行程開(kāi)關(guān)閉合右行至號(hào)槽行程開(kāi)關(guān)閉合吊鉤下降進(jìn)入號(hào)槽內(nèi)下限行程開(kāi)關(guān)閉合電鍍

11、延時(shí)延時(shí)時(shí)間到吊鉤上升上限行程開(kāi)關(guān)閉合右行至號(hào)槽行程開(kāi)關(guān)閉合。由號(hào)槽內(nèi)吊鉤上升，左行至左限位，吊鉤下降至下限位（即原位）。連續(xù)工作：當(dāng)?shù)蹉^回到原點(diǎn)后，延時(shí)一段時(shí)間（裝卸工件），自動(dòng)上升右行，按照工作流程要求不停的循環(huán)。當(dāng)按下“停止”按鈕時(shí)，設(shè)備并不立即停車，而是返回原點(diǎn)停車。單周期操作：設(shè)備始于原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備工作一個(gè)周期，然后停于原點(diǎn)。要重復(fù)第二個(gè)工作周期，必須再按一下啟動(dòng)按鈕。當(dāng)按下“停止”按鈕，設(shè)備立即停車，按下“啟動(dòng)”按鈕后，設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行梯形圖見(jiàn)圖所示。結(jié)束語(yǔ)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，操作者可在主控室遠(yuǎn)距離操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并可監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了現(xiàn)場(chǎng)操作的惡劣的操作環(huán)境。系統(tǒng)還提供了緊急退回原位按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下原位按鈕，系統(tǒng)按照預(yù)先編好的退回原位的程序退出電鍍生產(chǎn)線，提高了系統(tǒng)的安全性。監(jiān)控結(jié)果可以形成歷史查詢，對(duì)電鍍工藝的提高提供了可靠的參考數(shù)據(jù)，更容易掌握電鍍生產(chǎn)線的規(guī)律，提高了電鍍生產(chǎn)線的使用壽命。因此使用