【摘  要】本文介紹了煙葉生產(chǎn)線烘箱控制系統(tǒng)的組成，講述A-B系列PLC模擬量的處理方法，通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)控制變頻器、調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用iFIX數(shù)據(jù)庫技術(shù)將報(bào)警信息寫入EXCEL表格中，創(chuàng)建報(bào)警信息的每日?qǐng)?bào)表。

【關(guān)鍵詞】A-B PLC  DeviceNet網(wǎng)絡(luò) iFIX 報(bào)警報(bào)表

Abstract: This article describes the composition of the oven control system in the tobacco leaf production line. The paper tells the analog approach about AB Series PLC. The system regulates the motor speed by controlling invert through the DeviceNet. iFIX alarm information will be written to EXCEL table to create daily report for alarm.

Key words: A-B PLC   DeviceNet  iFIX  daily report for alarm

1 引言
      造紙法再造煙葉技術(shù)可以方便改善配方，能夠在不影響煙葉質(zhì)量的情況下有效地減焦、降耗，是一項(xiàng)綠色環(huán)保的高新技術(shù)。在造紙法薄片生產(chǎn)的后處理段，需要將前處理段的濕再造煙葉烘烤至適宜水分。合適的烘箱溫度對(duì)于維持煙葉的口感、質(zhì)量是至關(guān)重要的。生產(chǎn)線的穩(wěn)定，及時(shí)發(fā)現(xiàn)以及排除故障，在高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過程中是非常必要的；方便快捷的查詢故障發(fā)生地點(diǎn)，及時(shí)準(zhǔn)確的了解故障的發(fā)生原因，對(duì)于生產(chǎn)線的持續(xù)高效的運(yùn)行，是不可或缺的。原生產(chǎn)線濕煙葉水分含量過高,不合工藝要求，并且沒有一個(gè)及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警系統(tǒng)，需要加以改造。
2 系統(tǒng)整體構(gòu)成
     新增烘箱生產(chǎn)線系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制設(shè)備、PLC子站、上位操作機(jī)三部分組成。整條煙葉生產(chǎn)線采用的是美國(guó)羅克韋爾（ROCKWELL）自動(dòng)化公司的ControlLogix A-B系列PLC控制系統(tǒng)。為充分利用已有的Logix5000系統(tǒng)，保持控制系統(tǒng)原貌與可擴(kuò)展性，本次改造采用AB PLC的1734ADN POINT I/O模塊把現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)和控制設(shè)備組建成為一個(gè)新的子網(wǎng)，在原有主網(wǎng)絡(luò)中的DeviceNet模塊1756-DNB的基礎(chǔ)上，組建了一個(gè)新的DeviceNet子站。
鉑電阻PT100檢測(cè)烘箱溫度，經(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸入至PLC，經(jīng)PLC處理后，在上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)輸出轉(zhuǎn)速至變頻器，控制排風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。排風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)電機(jī)采用Schneider公司的Altivar 71變頻器控制。送風(fēng)機(jī)將經(jīng)由暖氣片加熱的熱氣吹進(jìn)烘箱，給烘箱加熱；排風(fēng)機(jī)將烘箱內(nèi)的暖風(fēng)抽出，以達(dá)到使烘箱降溫的目的。正常工作時(shí)，排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)工作于低速狀態(tài)；溫度高于設(shè)定值時(shí)，排風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行，送風(fēng)機(jī)低速；溫度低于設(shè)定值時(shí)，排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為低速，送風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行。烘箱控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 烘箱控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

      上位系統(tǒng)由GE FANUC公司的iFIX組態(tài)軟件構(gòu)建。iFIX是全球領(lǐng)先的HMI/SCADA自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件，是真正基于文件的組態(tài)軟件，其方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的報(bào)警系統(tǒng)可報(bào)告系統(tǒng)活動(dòng)及系統(tǒng)潛在的問題，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。iFIX分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能，內(nèi)嵌VBA腳本功能。本系統(tǒng)便是利用iFIX強(qiáng)大的VBA腳本，通過ODBC訪問iFIX的報(bào)警數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)以及歷史數(shù)據(jù)的查詢、確認(rèn)。
3 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
      當(dāng)溫度變化時(shí)，PT100阻值隨著變化，其阻值經(jīng)電流變送器后，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)4-20mA電流信號(hào)，輸入1734 IE2C模擬量輸入模塊后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的數(shù)字量信號(hào)。常見的情況是，轉(zhuǎn)換而成的數(shù)字量信號(hào)的上下限是由PLC廠商所規(guī)定的，不同的PLC上下限是不同的。這樣當(dāng)用戶使用不同廠商的PLC模擬量模塊時(shí)，就需要記憶不同的上下限，十分地不方便。為方便用戶使用，減小用戶記憶的負(fù)擔(dān)，A-B系列PLC的模擬量模塊可以根據(jù)用戶需要，方便地調(diào)整輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量的上下限。在Rockwell的配套編程軟件RSNetWorx中，可以在1734IE2C的屬性設(shè)置中，更改電流信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量上下限。

圖2 1734 IE2C的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

      由圖2中參數(shù)7（Input Range #0）可知，這里，模擬量通道0輸入的信號(hào)為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流（用戶可以根據(jù)自己的需要更改），即參數(shù)11（Low Scaling #0）對(duì)應(yīng)4mA電流信號(hào)；相應(yīng)的，參數(shù)13（High Scaling #0）則對(duì)應(yīng)20mA電流信號(hào)。若要改變模擬量通道0所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)上下限，用戶可以更改參數(shù)11，參數(shù)13的當(dāng)前值（Current Value）。這樣，只需要對(duì)輸入信號(hào)作簡(jiǎn)單的線性變換，便可得到實(shí)際值。
      Altivar 71變頻器已設(shè)計(jì)為能夠應(yīng)用于所有的通信網(wǎng)絡(luò)，滿足工業(yè)通信設(shè)備環(huán)境中可能遇到的所有配置要求。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)通訊卡，可以完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，將變頻器內(nèi)部的MODBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換為A-B PLC的DeviceNet協(xié)議，這樣變頻器對(duì)于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)是透明的，能夠在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中組態(tài)。于是便可以在上位機(jī)中按照工藝要求，通過網(wǎng)絡(luò)控制變頻器，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。為了寫入控制參數(shù)，首先需要在RSNetWorx中影射變頻器在CPU中的地址。

圖3 變頻器地址影射

      影射地址后，需要向變頻器中寫入控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的網(wǎng)絡(luò)控制。為了與其他品牌的變頻器實(shí)現(xiàn)互換，本系統(tǒng)中，ATV 71變頻器采用ODVA交流變頻器配置文件，選用組件21（擴(kuò)展速度控制輸出）和組件71（擴(kuò)展速度控制輸入）。變頻器必須以獨(dú)立模式的Drivecom配置文件配置。DeviceNet卡會(huì)將命令、行為和監(jiān)測(cè)信息從ODVA配置文件（網(wǎng)絡(luò)上）轉(zhuǎn)譯至Drivecom配置文件（變頻器中）。

圖4 組件21的變頻器控制參數(shù)

      在每臺(tái)變頻器的在DeviceNet中,映射32位輸入地址，32位輸出地址。其中，輸入地址中，字節(jié)0寫入控制參數(shù)，字節(jié)1保存未用，字節(jié)2、3用來寫設(shè)定速度；輸出地址中，字節(jié)0輸出控制參數(shù)，字節(jié)1輸出變頻器故障信息，字節(jié)2、3輸出實(shí)際速度。圖為選用輸出組件21時(shí)，變頻器控制參數(shù)字節(jié)各位的含義。由于采用網(wǎng)絡(luò)控制，基準(zhǔn)由端子提供，需要在編程軟件Logix5000的，將位5置1，位6寫0，在程序中使用位域分配（BTD）指令寫入控制參數(shù)，將速度設(shè)定值寫入變頻器。

      
圖5 變頻器控制參數(shù)和速度值設(shè)定

      iFix是GE FANUC公司提供的先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化軟件，提供了生產(chǎn)過程的可視化，數(shù)據(jù)監(jiān)控以及歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。iFix的報(bào)警系統(tǒng)可方便的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題、故障發(fā)生的原因，保障生產(chǎn)線的安全運(yùn)行，可以記錄操作員操作信息，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，可以在歷史報(bào)警數(shù)據(jù)庫中查詢產(chǎn)生錯(cuò)誤操作的用戶信息。
      iFix的報(bào)警控件只能實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前未確認(rèn)的報(bào)警，如果要查詢歷史報(bào)警，則需要使用iFIX的報(bào)警數(shù)據(jù)庫了。iFIX的報(bào)警服務(wù)需要用戶提前建立一個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)庫，然后將該數(shù)據(jù)庫與iFIX的報(bào)警服務(wù)相關(guān)聯(lián)，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，便將報(bào)警信息存入報(bào)警數(shù)據(jù)庫中。建立數(shù)據(jù)庫，需要在控制面板的管理工具中打開ODBC數(shù)據(jù)源，配置ODBC數(shù)據(jù)源管理器。這里，在ODBC數(shù)據(jù)源管理器系統(tǒng)DNS中添加一個(gè)名為ALARM的數(shù)據(jù)庫，以記錄系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的報(bào)警信息。

圖6 報(bào)警數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

      數(shù)據(jù)庫建立后，還需要在iFIX的系統(tǒng)配置中組態(tài)ODBC報(bào)警數(shù)據(jù)庫報(bào)警服務(wù)配置。將我們建立的報(bào)警數(shù)據(jù)庫ALARM與iFIX建立聯(lián)系。在iFIX的系統(tǒng)配置SCU中，啟用報(bào)警ODBC服務(wù)，修改ODBC報(bào)警服務(wù)配置，打開如圖7所示的窗口。

圖7 iFIX ODBC報(bào)警服務(wù)配置

      這樣，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警信息便會(huì)自動(dòng)寫入ALARM數(shù)據(jù)庫中的FIXALARMS表中。利用IFIX工具箱中提供的VisiconX數(shù)據(jù)控件、VisiconX網(wǎng)格控件，可以讀取ALARM數(shù)據(jù)庫的中的歷史報(bào)警信息。但是，IFIX數(shù)據(jù)庫中的報(bào)警信息并不能自動(dòng)生成每日?qǐng)?bào)警報(bào)表，而是將所有數(shù)據(jù)寫入報(bào)警數(shù)據(jù)庫的一張表中，并且最多只能保存365天。這就需要利用IFIX強(qiáng)大的VBA腳本功能，通過編程來將每日的報(bào)警數(shù)據(jù)寫入Excel表格中永久保存，生成報(bào)警數(shù)據(jù)的每日?qǐng)?bào)表。在iFIX中建立基于事件的調(diào)度，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，打開報(bào)警數(shù)據(jù)庫，引用Excel對(duì)象，自動(dòng)檢測(cè)當(dāng)日的報(bào)表是否存在。如果不存在，則創(chuàng)建當(dāng)日?qǐng)?bào)表，否則直接打開報(bào)表，在報(bào)表尾部追加新的報(bào)警信息，完成報(bào)警報(bào)表的創(chuàng)建及數(shù)據(jù)更新。其中打開報(bào)警數(shù)據(jù)庫的部分代碼如下。
Dim cnADO As New ADODB.Connection
Dim rsADO As New ADODB.Recordset
Dim Sql As String
Dim startTime As String
startTime = Format(Now(), "yyyy-MM-dd")
Sql = "Select * FROM FIXALARMS " & _
       "Where (FIXALARMS.ALM_NATIVETIMELAST >= {ts '" & startTime & "00:00:00'}"
cnADO.ConnectionString = "Provider = Microsoft OLE DB Provider for ODBC Drivers;DSN=ALARM;UID=;PWD="
cnADO.Open
rsADO.Open Sql, cnADO, 1, 1
4 結(jié)束語
     該烘箱改造能夠按照工藝要求將煙葉中的水分烘烤至適當(dāng)含量，通過變頻控制靈活的控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)能夠迅速準(zhǔn)確的定位報(bào)警發(fā)生點(diǎn)，為操作人員及時(shí)有效排除故障，了解設(shè)備的歷史運(yùn)轉(zhuǎn)情況提供可靠的依據(jù)。

5 參考文獻(xiàn)
[1] Altivar71 DeviceNet卡 用戶手冊(cè)VW3 A3 309,2005/5
[2] POINT I/O DeviceNet Adapter, Catalog Numbers 1734-ADN, 1734-ADNX,2005/4