摘要：橡膠三角皮帶的生產(chǎn)，大量使用平版硫化機和硫化罐，老設(shè)備的硫化時間控制是由時間繼電器顯示，由于操作工的隨意性，造成硫化時間難以保證，影響了三角帶的質(zhì)量。現(xiàn)采用WinCC＋S7-200組成集中監(jiān)控系統(tǒng)，能快速可靠的對每臺設(shè)備的硫化時間設(shè)定，并可實時監(jiān)控。 關(guān)鍵詞：WinCC S7-200 PC Access Abstract ：During the production of the rubber triangle leather belt, a great deal of machine with vulcanized usage flat plate and vulcanized bottle was used. The vulcanized time of the old equipment was controlled by time relay. Because of the random of the operator, the vulcanized time was hard to be controlled and also influenced the quality of the triangle. Now we use the monitor system which made up of WinCC+S7-200, can set the vulcanized time of each machine quickly and reliably and can make the supervision and control at the same time as well. Key Words: WinCC S7-200 PC Accese 一． 項目簡介 1． 上海方電科技發(fā)展有限公司是一家由繼續(xù)設(shè)計，計算機軟硬件及自動化專業(yè)等高級技術(shù)人員組成的科技公司，主要從事簾帆布浸膠機設(shè)備及涂層設(shè)備的設(shè)計、開發(fā)和制造。該項目于2006初確定，3月開始實施，5月完成交付使用。 2． 用戶單位：河南尉氏久龍橡塑集團有限公司，地處河南開封尉氏縣，年產(chǎn)三角帶以生產(chǎn)各種規(guī)格三角帶為主?，F(xiàn)有平版硫化機72臺，硫化罐50臺。久龍橡塑集團年生產(chǎn)三角帶達7000萬A米，處于行業(yè)領(lǐng)先地位。橡膠三角帶的質(zhì)量與硫化時間有關(guān)，硫化時間不能少，也不能太長。為保證質(zhì)量，采用了 硫化計算機監(jiān)控系統(tǒng)。 3． 三角帶的規(guī)格繁多，小型的，采用模具固定，在硫化罐中加壓、加熱并保持一定硫化時間一次完成。對大型三角帶，由于尺寸大，模具費用高，一般采用平版硫化機分段硫化。同時對6－8根三角帶進行硫化，一段硫化完成后，轉(zhuǎn)動三角帶到下一段。反復5－10次才能對整根三角帶都硫化一遍。為了更好的達到質(zhì)量要求，工藝要求進行2遍硫化，分別為一次硫化和二次硫化。兩次硫化時間各不相同。監(jiān)控系統(tǒng)要求能對所有的硫化機和硫化罐的硫化時間進行設(shè)定，同時能實時觀察實時硫化時間。硫化到時發(fā)出提示信號。對硫化時間不到或超過一定時間的設(shè)備，有報警輸出。保存每次硫化的設(shè)定值和實際時間值，便于進行質(zhì)量跟蹤。 4． 系統(tǒng)配置： DELL商用機一臺，配CP5611卡 操作系統(tǒng)：WinXP Professional SP2 S7－224 2臺，另配多個數(shù)字擴張模塊 軟件：WinCC V6.0 SP1中文版、S7-200 PC Access SP2。WinCC通過OPC方式，對S7－224進行讀寫，所有的控制由224完成。 5． 現(xiàn)場設(shè)備照片 二． 控制系統(tǒng)構(gòu)成 1． 硫化機車間共有72臺硫化機，每臺硫化機有壓力信號和2次硫化選擇信號兩點輸入，一點到時提示輸出。配1臺S7-224+DI/DO模塊，由于輸入點太多，采用動態(tài)掃描輸入。硫化灌車間共有50臺硫化灌，每臺硫化罐有一點壓力信號輸入，一點到時提示輸出。配1臺S7-224+DI/DO模塊。通訊口地址分別設(shè)定為3、4，波特率：187.5K。 上位機位于車間辦公室，PLC分別安裝于兩個車間，采用總線連接器和總線電纜與S7-224程控器相連，CP5611配置為MPI通訊，波特率：187.5K。電纜總長約200米。 2． 系統(tǒng)的硬件配置圖，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，應用中的監(jiān)視畫面。 硫化機硫化時間設(shè)定畫面： 硫化機實時數(shù)據(jù)顯示： 故障記錄： 硫化機歷史記錄： 3． 該項目初始時是用戶要求采用三菱FX2n程控器，經(jīng)做方案時發(fā)現(xiàn)由于該型號程控器可擴展點少，須選用4臺程控器。在編程方面，無法采用子程序，只能對每臺設(shè)備單獨編程。對比下來其編程工作量大，成本高。同時效果不理想。通過與用戶多次溝通采用了現(xiàn)在的配置，用戶感到使用方便，效果明顯。 三． 控制系統(tǒng)完成的功能 1. 對硫化機來說由于機臺數(shù)量多，筆者應用西門子程控器編程所特有的庫程序，將8臺設(shè)備為一組，先編制庫程序。為簡化編程，在庫程序中要求輸入編號，V區(qū)中為每個硫化機子程序保留30個字節(jié)暫存區(qū)，為每個硫化罐子程序保留20個字節(jié)暫存區(qū)，用于保存8臺機組的運行狀態(tài)、硫化計時、硫化時間到達輸出提示、硫化時間出錯輸出報警及及硫化過程結(jié)束輸出歸檔信號等。72臺硫化機共調(diào)用9次，編號為0－8。52臺硫化罐調(diào)用7次，編號0－6。 硫化機子程序輸入輸出要求： 輸入： 編號 雙字，根據(jù)編號分配緩存區(qū)地址 壓力信號字，輸入壓力和二次硫化信號，8臺硫化機共16位。 運行狀態(tài)雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，硫化機實際運行狀態(tài)，將當前輸入狀態(tài)保存，用于判斷邊緣。 時間設(shè)定雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化設(shè)定時間（字） 實際時間雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化實際時間（字） 硫化次數(shù)雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化次數(shù)（字節(jié)） 輸出： 報警輸出字，每臺硫化機2個位，分別代表一二次硫化時間故障 次數(shù)報警字節(jié)，兩次硫化次數(shù)不等時報警 完成輸出字節(jié)，硫化到時輸出提示信號 一次脈沖字，一次硫化卸壓時輸出5秒脈沖，用于歸檔 二次脈沖字，二次硫化卸壓時輸出5秒脈沖，用于歸檔 次數(shù)脈沖字節(jié)，當二次硫化信號消失時為二次硫化結(jié)束，輸出3秒脈沖，用于歸檔 2. 由于采用了庫程序，S7-224的編程比較簡單。需要注意的是符號定義，對符號采用連續(xù)成塊的定義。這樣既便于了PC Access的變量讀取，也方便WinCC的變量的添加和使用。 3. 庫程序的編制難點在于對8臺機組進行計時。信號輸入，每臺硫化機有2點輸入（壓力、二次硫化選擇）共16位一個字，時間設(shè)定采用間接尋址方法輸入地址，實際硫化時間也是采用間接尋址方法，輸出端不能輸入地址信號，是通過輸入端送入。對每臺設(shè)備的硫化時間的計時，由于庫程序無法使用計時器，筆者采用字加1的辦法實現(xiàn)計時，只要保證子程序每秒運行一次，則該數(shù)字就是實際時間，時間單位為秒。 硫化機庫庫程序簡介： 程序運行，需要30個字節(jié)內(nèi)存保存運行時的數(shù)據(jù)，實時時間計時保存，每臺一個字，共16個字節(jié)。輸出報警狀態(tài)暫存2個字節(jié)，當前運行狀態(tài)保存，每臺2位，共16位2個字節(jié)。硫化次數(shù)保存，每臺一個字節(jié)，共8個字節(jié)。2次硫化次數(shù)不一致時的次數(shù)報警暫存1個字節(jié)。共29個字節(jié)，保留1個字節(jié)。其存儲器起始地址，由庫程序調(diào)用時定義。 以1＃－8＃硫化機為例，計時處理，IW0是輸入信號，VW2000是1＃一次硫化設(shè)定時間，VW2002是1＃二次硫化時間設(shè)定。VW2400是1＃一次實際硫化時間，VW2402是1＃二次實際時間。采用&vb2000和&vb2400輸入庫程序。在每次運行，先將壓力信號移到LW29臨時寄存器，L29.0是1＃機壓力信號，L29.1是1＃機的二次硫化信號。只要有壓力信號就對計時保存字加1，并根據(jù)L29.1狀態(tài)分別將當前時間送到實際時間地址中（間接尋址輸入程序）。當實際時間到達設(shè)定時間時，對提示位置1，一旦壓力信號為0時，提示位復位，同時根據(jù)狀態(tài)暫存位狀態(tài)判斷是否首次為0，是首次為0，運行比較程序段，比較時間值，小于設(shè)定值或大于一定值輸出報警位，同時硫化次數(shù)加1。每循環(huán)一次，LW29右移2位，實際時間地址的間接尋址數(shù)加4。循環(huán)8次，可以對8臺硫化機處理完。 由于庫程序中要處理多種位信號和數(shù)字，在循環(huán)處理時，必需做到一一對應，程序結(jié)束時，將當前運行狀態(tài)信號、時間報警狀態(tài)，次數(shù)報警狀態(tài)及歸檔脈沖信號保留至暫存內(nèi)存相應地址中。在編制時，多次對試驗后的結(jié)果進行調(diào)整，造成內(nèi)容繁雜，有些內(nèi)容可以簡化，但是在程序中，用了大量的臨時地址，一旦改動輸入輸出的數(shù)量和數(shù)據(jù)格式，會造成L地址的變動。鑒于現(xiàn)程序在實際應用中工作正常，為避免產(chǎn)生差錯，也就保留一下多余程序段。具體參見附件程序。 四． 項目運行 系統(tǒng)于2006年5月投入工作，運行情況良好，用戶感到使用方便。集中監(jiān)控系統(tǒng)使得車間工藝員更便于管理，只需要在車間辦公室就可對所有設(shè)備進行時間設(shè)定和監(jiān)視。均比以前有了很大的提高。更直觀，更可靠。保證了三角帶的硫化時間，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。同時，通過歷史數(shù)據(jù)的分析，可以優(yōu)化品種的搭配，直接提高了產(chǎn)量，增加效益。 五． 應用體會 1． 對庫程序的編制有了更深刻的了解，在編制8臺硫化機的庫程序時，先對一臺進行編程，然后再循環(huán)運行。為了保證能一一對應，先將信號輸入字，暫存臨時地址，每次均以L0.0和L0.1作為當前信號輸入處理，并在每次循環(huán)時右移2位。循環(huán)結(jié)束后并將其保存在緩存區(qū)中，以便下次調(diào)用時作比較用。 2． 計時處理：庫程序不能采用定時器，就采用字加一來計時。定義庫程序每秒運行一次，則字中的數(shù)字就是時間，單位是秒。為了對應，硫化時間的設(shè)定也是以秒為單位。通過字比較，可以判斷硫化到時或出錯。筆者采用定時中斷，100mS中斷一次，1秒為一個周期。子程序分時運行，保證每100mS只運行一個編號子程序，所有子程序每秒運行一次。在實際使用中，其時間誤差為1秒。 3． 庫程序中需判斷信號輸入的首次和結(jié)束，庫程序無法采用邊沿指令，筆者采用信號輸入位與暫存信號位比較來確定。當信號輸入位是1，暫存信號位是0，此時就是首次信號輸入，運行首次程序段，并對暫存位置位。當信號輸入位是0，暫存信號位是1，此時就是信號輸入結(jié)束，運行結(jié)束程序段，并對暫存位復位。 4． 項目的硫化時間數(shù)據(jù)保存要求，對過程時間記錄毫無意義，只需要每次硫化結(jié)束時保存結(jié)果數(shù)據(jù)。WinCC的故障記錄和數(shù)據(jù)歸檔，采用觸發(fā)歸檔，由程序給出一個脈沖信號進行觸發(fā)。這樣數(shù)據(jù)量少，查找方便。 5． PC Access作為S7-200程控器的OPC服務器，對與200通訊有一個缺點。開始做試驗時，用一臺S7-200只進行數(shù)據(jù)移動運行，PC Access組態(tài)對PLC讀寫，在WinCC上觀察從數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)讀出，其響應速度很快。后將兩臺PLC的變量全部配置好，在公司進行模擬運行，發(fā)現(xiàn)運行速度很慢，數(shù)據(jù)輸入到顯示要等上近20秒！反復檢查硬件和軟件都沒有問題，當時幾乎想放棄使用PC Access改用別的OPC。直到后來訂貨的2臺PLC到齊后，全部連上再次試其通訊速度又很快。分析后發(fā)現(xiàn)是通訊等待響應問題。原來在以前試驗時，只接了一臺PLC，PC Access在通訊時，對不存在的PLC通訊會反復進行，大量的時間浪費在這上面！建議PC Access應能設(shè)定通訊重試間隔時間，并對每次通訊重發(fā)次數(shù)進行限制。這樣會給現(xiàn)場調(diào)試使用帶來方便。 六． 結(jié)束語 首次使用WinCC配PC Access，深感其使用方便，尤其是變量的導入，幾乎不需花費時間，幾分鐘就全部完成。為底端PLC也能用上高端的組態(tài)軟件提供了良好的應用條件，便于開發(fā)出更多的產(chǎn)品。