一、前言 紡織行業(yè)分為前紡及后紡，后紡就是印刷和織布工藝；前防則是原棉，疏棉工藝完成，以下將介紹前紡的詳細(xì)工藝，前紡主要是梳棉——并條——粗紡——細(xì)紡——絡(luò)筒；其中工藝國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備為：化阡機(jī)-精梳機(jī)-氣流紡-細(xì)紡機(jī)-絡(luò)筒機(jī)；目前國(guó)際上影響力較大的紡織機(jī)制造商為瑞士的力達(dá)及蘇拉；國(guó)內(nèi)知名企業(yè)為精緯集團(tuán)（細(xì)紡機(jī)）, 鄭州紡機(jī)，青島宏大（絡(luò)筒機(jī)），榆次紡機(jī)（細(xì)沙機(jī)）；國(guó)內(nèi)用于紡織機(jī)控制基本上利用西門(mén)子200系列PLC。而目前較先進(jìn)及全工藝全自動(dòng)紡織機(jī)為日本的噴氣及劍桿織機(jī)；要大力的提高生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本，需要一個(gè)合理的自動(dòng)控制。因此下面將會(huì)介紹UniMAT產(chǎn)品在紡織行業(yè)中應(yīng)用。 二、紡織機(jī)工藝及設(shè)計(jì)要求 紡織機(jī)控制要求：1.中斷計(jì)數(shù)2.控制電機(jī)啟停3.4個(gè)回路PID調(diào)節(jié)5.網(wǎng)絡(luò)集成功能6.文本顯示功能或觸摸屏7.所以電氣元件的使用環(huán)境0～80℃8.繼電輸出穩(wěn)定9.電磁干擾影響小10.模擬量輸出控制3～4變頻器11.EM277組網(wǎng)絡(luò)12.通信口必須2個(gè)13.其中要支持自由口通信及網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)通信14.MUDBUS及PPI通信11.CPU需帶暫存卡12高速計(jì)數(shù)為8～10 整個(gè)控制系統(tǒng)由PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)組成。設(shè)備選用S7-400 系列PLC，CPU 為CPU412-2DP，作PROFIBUS 主站，其自身的I/0 由ET200M 組成；C 設(shè)備，D 設(shè)備，選用ET200M 遠(yuǎn)程I/0 方式作A 設(shè)備的PROFIBUS 從站；B 設(shè)備和E 設(shè)備選用S7-200系列PLC，并配EM277，直接作為A 設(shè)備的智能從站。A 設(shè)備與工程師站的聯(lián)接及與管理層聯(lián)網(wǎng)方式同方案一，操作員站同樣選用TP37。A、C、D 設(shè)備的手動(dòng)調(diào)試?yán)靡粋€(gè)TP170B 就近聯(lián)接完成。A、B、C、D、E 各設(shè)備的信息都必須通過(guò)一塊CP443-1 以太網(wǎng)卡傳送到工程師站及管理層網(wǎng)絡(luò)，存在一個(gè)數(shù)據(jù)通訊的瓶頸問(wèn)題，數(shù)據(jù)交換的實(shí)時(shí)性及速度都受到限制。另外，鑒于TP37 的能力，操作員站只能用于參數(shù)設(shè)置及少量數(shù)據(jù)顯示用，而無(wú)法完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存檔、報(bào)表生成等進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理功能，并且圖形的動(dòng)態(tài)顯示效果也不理想。而西門(mén)子WinAC 產(chǎn)品的特點(diǎn)正好解決了這些問(wèn)題。 WinAC 不僅僅是一個(gè)可編程序控制器，它將自動(dòng)化控制和人機(jī)界面集成在一個(gè)PC 平臺(tái)上，在進(jìn)行自動(dòng)化控制的同時(shí)，完成大量的數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)處理及可視化處理。基于上述原因，對(duì)第二種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了改進(jìn)。首先，考慮到生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，用WinAC 產(chǎn)品中的插槽型PLC Slot 412 代替原來(lái)的S7-400PLC 的CPU412-2DP，配合使用電源擴(kuò)展板，并外接24 伏直流電源，使控制系統(tǒng)可獨(dú)立于PC 機(jī)的操作系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。其次選用西門(mén)子嵌入式觸摸面板工業(yè)PC 機(jī)IL70 作為PC 平臺(tái)，其集成的TCP/IP 以太網(wǎng)口直接與工程師站及管理層聯(lián)網(wǎng)，另外在IL70 上運(yùn)行WinCC 人機(jī)界面軟件，使操作員站能完成更強(qiáng)大的功能。 IL70 作為WinAC Slot 412 的運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)也作為操作員站，并通過(guò)集成的TCP/IP、網(wǎng)口與工程師站及管理層聯(lián)網(wǎng)。IL70 上運(yùn)行的WinCC 人機(jī)界面軟件通過(guò)OPC 客戶(hù)機(jī)方式從WinAC 的OPC 服務(wù)器端存取控制引擎中的數(shù)據(jù)。由于WinAC、WinCC 在一個(gè)PC平臺(tái)上，因此這種數(shù)據(jù)交換方式速度快，數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)性好。 　　 WinCC 作為人機(jī)操作接口，完成整個(gè)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)提出的復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)顯示功能，并對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行存檔，生成報(bào)表，提供報(bào)警信息以及設(shè)備的維護(hù)信息。 　　 工程師站是一臺(tái)普通的PC 機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)與操作員站聯(lián)接。工程師站上也運(yùn)行一套WinCC 軟件，通過(guò)DCOM 配置，同樣以O(shè)PC 方式從WinAC 存取數(shù)據(jù)，并且某些權(quán)限比操作員站上的高。由于在操作員站上使用了WinCC 工業(yè)組態(tài)軟件，使管理層從該生產(chǎn)線(xiàn)獲取生產(chǎn)信息非常方便。WinCC 具備多種方式進(jìn)行網(wǎng)上數(shù)據(jù)交換，如可以運(yùn)用WinCC 的客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器方式，或WinCC 的Web 瀏覽器功能等等，為將來(lái)用戶(hù)廠(chǎng)的聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管理提供多種選擇。 　　 一臺(tái)移動(dòng)式的TP170B 操作面板，通過(guò)C 或D 設(shè)備上的ET200M 接口模板IM153 上的PROFIBUS 三通接頭直接聯(lián)接到系統(tǒng)的PROFIBUS 網(wǎng)上，對(duì)網(wǎng)上的任何一臺(tái)C 設(shè)備或D 設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作，使調(diào)試人員能在設(shè)備邊上直接進(jìn)行手動(dòng)調(diào)試。TP170B 上集成了生產(chǎn)線(xiàn)上所有A、C、D 各設(shè)備的手動(dòng)調(diào)試畫(huà)面，因此一臺(tái)TP170B 可完成所有設(shè)備的手動(dòng)調(diào)試工作。 　　 對(duì)于系統(tǒng)控制軟件，B、E 設(shè)備的控制程序由自身的CPU224 完成。A、C、D 設(shè)備控制程序由WinAC Slot 412 完成。其中A 設(shè)備中有兩路高速計(jì)數(shù)要求，由兩塊FM350-1高速計(jì)數(shù)模板完成。每個(gè)D 設(shè)備中有兩路壓力PID 調(diào)節(jié)，系統(tǒng)中一共有4 路PID 調(diào)節(jié)，鑒于Slot 412 的高速指令執(zhí)行速度，用S7 軟件PID 功能塊就可以完全滿(mǎn)足要求。 　　 系統(tǒng)控制軟件中的一個(gè)重要部分是完成用戶(hù)的多種工藝選擇要求。如圖一所示，紡織廠(chǎng)根據(jù)自己產(chǎn)品的工藝要求可以隨意組建生產(chǎn)線(xiàn)。如可以只購(gòu)買(mǎi)A、B、C、D 各1 套設(shè)備及若干E 設(shè)備組成一條生產(chǎn)線(xiàn)；或購(gòu)買(mǎi)A、B 及C 設(shè)備各1 套，D 設(shè)備2 套及若干E 設(shè)備組成一條生產(chǎn)線(xiàn)；或購(gòu)買(mǎi)1 套A 設(shè)備，B、C、D 設(shè)備各2 套，在運(yùn)行時(shí)可自由選擇是否開(kāi)1 套C 設(shè)備，或同時(shí)開(kāi)2 套C 設(shè)備等等。而生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)廠(chǎng)家為保證產(chǎn)品管理的統(tǒng)一性，要求只用一套控制軟件來(lái)完成生產(chǎn)線(xiàn)各種可能的配置的控制任務(wù)。也就是對(duì)他們的所有紡織廠(chǎng)用戶(hù)只提供一套控制軟件，由用戶(hù)自己在操作員站上設(shè)置生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際配備。 　　 這就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，即控制軟件必須包括生產(chǎn)線(xiàn)最大可能配置所有設(shè)備的控制任務(wù)以及組態(tài)配置，但當(dāng)某個(gè)設(shè)備在生產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)際不存在時(shí)，又必須保證整個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不出現(xiàn)故障。 　　 西門(mén)子STEP7 軟件提供了一種方法可以通過(guò)用戶(hù)程序，使PROFIBUS 從站自由地從網(wǎng)上斷開(kāi)而不影響主站的運(yùn)行。首先，在控制程序中，必須編制組織塊OB84、OB86、OB87、OB122，這些組織塊在系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，或I/0尋址故障時(shí)，由CPU 直接調(diào)用。如果控制程序沒(méi)有包括這些組織塊，當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中有從站斷開(kāi)，CPU 會(huì)直接進(jìn)入停止運(yùn)行狀態(tài)。因此，在Slot 412的控制程序中裝入了OB84、OB86、OB87、OB122。 　　 其次，STEP7 提供了一個(gè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)塊SFC12，利用SFC12，控制程序可以讀取DP從站的狀態(tài)，禁止DP 從站或激活DP 從站。當(dāng)CPU 啟動(dòng)時(shí)，如果是冷啟動(dòng)或暖啟動(dòng)，系統(tǒng)配置中的所有DP 從站被自動(dòng)激活。熱啟動(dòng)時(shí)，DP 從站保持原有狀態(tài)，即如果原來(lái)是激活狀態(tài)則保持激活，原來(lái)是禁止?fàn)顟B(tài)則保持禁止。如前所述，生產(chǎn)線(xiàn)的控制程序及配置是唯一的，也就是配置是按照生產(chǎn)線(xiàn)可能的最大配置做的，如果實(shí)際的設(shè)備配置與控制軟件中不同，下載后CPU 會(huì)出現(xiàn)故障。因此，在生產(chǎn)線(xiàn)按裝完成第一次正常通電時(shí)，初始化程序?qū)⑺蠸lot 412 的PROFIBUS 從站通過(guò)調(diào)用SFC 12 禁止掉，等Slot 412 正常運(yùn)行后，由操作員在操作員站上通過(guò)WinCC 人機(jī)界面軟件做出實(shí)際需要的配置?？刂瞥绦虼_認(rèn)這些配置后，再將存在的或選用的設(shè)備一一激活，以后當(dāng)CPU 重新啟動(dòng)時(shí)就會(huì)保持這種配置狀態(tài)，而無(wú)需再做激活或禁止工作。通過(guò)以上兩個(gè)處理，控制系統(tǒng)能在任何不同的配置下正常工作。 　　 目前，該項(xiàng)目調(diào)試正接近尾聲，所有控制軟件已基本調(diào)試完成，并達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。 　　 通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目可以發(fā)現(xiàn)，隨著PC 機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的快速發(fā)展，基于PC 的自動(dòng)化產(chǎn)品解決了傳統(tǒng)PLC 不足之處，它的大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，大容量的系統(tǒng)資源，方便的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，強(qiáng)大的可視化功能，快速的指令處理等能力，會(huì)使該類(lèi)產(chǎn)品在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，在擴(kuò)展I/O數(shù)字及模擬量點(diǎn)上較多，所使用的擴(kuò)展模塊為UniMAT 模塊。 （4）樓層召喚燈指示模塊：當(dāng)有樓層召喚登記（如01001）或已有該樓層召喚燈輸出（如00009）時(shí)，如果實(shí)際運(yùn)行樓層（40400）不等于召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出顯示亮；如果實(shí)際運(yùn)行樓層（40400）不等于召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出熄滅。 三、結(jié)束語(yǔ) 本文以?xún)|維自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的X5系列PLC為例，闡述了PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，分別描述了電梯控制系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，并給出了PLC的I/O接口配置及其軟件設(shè)計(jì)流程和梯形圖的編寫(xiě)。 通過(guò)X5系列PLC在某型號(hào)電梯控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，在廣大電梯使用客戶(hù)中獲得了良好的評(píng)價(jià)，并得到了多家生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)該系列PLC質(zhì)量和性能的認(rèn)可，該電梯控制系統(tǒng)只需要稍加改進(jìn)即可應(yīng)用于更高性能要求的電梯中。這一切都表明該系列PLC不僅可以滿(mǎn)足電梯對(duì)高可靠性的實(shí)際需求，而且在控制水平和性能完全可以替代進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品，并將突破電梯領(lǐng)域應(yīng)用到更為廣泛的行業(yè)，未來(lái)前景將更為廣闊。