摘要：橡膠三角皮帶的生產(chǎn)，大量使用平版硫化機(jī)和硫化罐，老設(shè)備的硫化時(shí)間控制是由時(shí)間繼電器顯示，由于操作工的隨意性，造成硫化時(shí)間難以保證，影響了三角帶的質(zhì)量?，F(xiàn)采用WinCC＋S7-200組成集中監(jiān)控系統(tǒng)，能快速可靠的對(duì)每臺(tái)設(shè)備的硫化時(shí)間設(shè)定，并可實(shí)時(shí)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(xiàng)目簡(jiǎn)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(jì)，計(jì)算機(jī)軟硬件及自動(dòng)化專業(yè)等高級(jí)技術(shù)人員組成的科技公司，主要從事簾帆布浸膠機(jī)設(shè)備及涂層設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)和制造。該項(xiàng)目于2006初確定，3月開始實(shí)施，5月完成交付使用。 2． 用戶單位：河南尉氏久龍橡塑集團(tuán)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(jī)72臺(tái)，硫化罐50臺(tái)。久龍橡塑集團(tuán)年生產(chǎn)三角帶達(dá)7000萬(wàn)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(shí)間有關(guān)，硫化時(shí)間不能少，也不能太長(zhǎng)。為保證質(zhì)量，采用了 硫化計(jì)算機(jī)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(shí)間一次完成。對(duì)大型三角帶，由于尺寸大，模具費(fèi)用高，一般采用平版硫化機(jī)分段硫化。同時(shí)對(duì)6－8根三角帶進(jìn)行硫化，一段硫化完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)三角帶到下一段。反復(fù)5－10次才能對(duì)整根三角帶都硫化一遍。為了更好的達(dá)到質(zhì)量要求，工藝要求進(jìn)行2遍硫化，分別為一次硫化和二次硫化。兩次硫化時(shí)間各不相同。監(jiān)控系統(tǒng)要求能對(duì)所有的硫化機(jī)和硫化罐的硫化時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)能實(shí)時(shí)觀察實(shí)時(shí)硫化時(shí)間。硫化到時(shí)發(fā)出提示信號(hào)。對(duì)硫化時(shí)間不到或超過一定時(shí)間的設(shè)備，有報(bào)警輸出。保存每次硫化的設(shè)定值和實(shí)際時(shí)間值，便于進(jìn)行質(zhì)量跟蹤。 4． 系統(tǒng)配置： DELL商用機(jī)一臺(tái)，配CP5611卡 操作系統(tǒng)：WinXP Professional SP2 S7－224 2臺(tái)，另配多個(gè)數(shù)字?jǐn)U張模塊 軟件：WinCC V6.0 SP1中文版、S7-200 PC Access SP2。WinCC通過OPC方式，對(duì)S7－224進(jìn)行讀寫，所有的控制由224完成。 5． 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備照片 二． 控制系統(tǒng)構(gòu)成 1． 硫化機(jī)車間共有72臺(tái)硫化機(jī)，每臺(tái)硫化機(jī)有壓力信號(hào)和2次硫化選擇信號(hào)兩點(diǎn)輸入，一點(diǎn)到時(shí)提示輸出。配1臺(tái)S7-224+DI/DO模塊，由于輸入點(diǎn)太多，采用動(dòng)態(tài)掃描輸入。硫化灌車間共有50臺(tái)硫化灌，每臺(tái)硫化罐有一點(diǎn)壓力信號(hào)輸入，一點(diǎn)到時(shí)提示輸出。配1臺(tái)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(jī)位于車間辦公室，PLC分別安裝于兩個(gè)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(zhǎng)約200米。 2． 系統(tǒng)的硬件配置圖，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，應(yīng)用中的監(jiān)視畫面。 硫化機(jī)硫化時(shí)間設(shè)定畫面： 硫化機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示： 故障記錄： 硫化機(jī)歷史記錄： 3． 該項(xiàng)目初始時(shí)是用戶要求采用三菱FX2n程控器，經(jīng)做方案時(shí)發(fā)現(xiàn)由于該型號(hào)程控器可擴(kuò)展點(diǎn)少，須選用4臺(tái)程控器。在編程方面，無(wú)法采用子程序，只能對(duì)每臺(tái)設(shè)備單獨(dú)編程。對(duì)比下來(lái)其編程工作量大，成本高。同時(shí)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(duì)硫化機(jī)來(lái)說由于機(jī)臺(tái)數(shù)量多，筆者應(yīng)用西門子程控器編程所特有的庫(kù)程序，將8臺(tái)設(shè)備為一組，先編制庫(kù)程序。為簡(jiǎn)化編程，在庫(kù)程序中要求輸入編號(hào)，V區(qū)中為每個(gè)硫化機(jī)子程序保留30個(gè)字節(jié)暫存區(qū)，為每個(gè)硫化罐子程序保留20個(gè)字節(jié)暫存區(qū)，用于保存8臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、硫化計(jì)時(shí)、硫化時(shí)間到達(dá)輸出提示、硫化時(shí)間出錯(cuò)輸出報(bào)警及及硫化過程結(jié)束輸出歸檔信號(hào)等。72臺(tái)硫化機(jī)共調(diào)用9次，編號(hào)為0－8。52臺(tái)硫化罐調(diào)用7次，編號(hào)0－6。 硫化機(jī)子程序輸入輸出要求： 輸入： 編號(hào) 雙字，根據(jù)編號(hào)分配緩存區(qū)地址 壓力信號(hào)字，輸入壓力和二次硫化信號(hào)，8臺(tái)硫化機(jī)共16位。 運(yùn)行狀態(tài)雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，硫化機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，將當(dāng)前輸入狀態(tài)保存，用于判斷邊緣。 時(shí)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(shí)間（字） 實(shí)際時(shí)間雙字，采用間接尋址，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化實(shí)際時(shí)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(bào)警輸出字，每臺(tái)硫化機(jī)2個(gè)位，分別代表一二次硫化時(shí)間故障 次數(shù)報(bào)警字節(jié)，兩次硫化次數(shù)不等時(shí)報(bào)警 完成輸出字節(jié)，硫化到時(shí)輸出提示信號(hào) 一次脈沖字，一次硫化卸壓時(shí)輸出5秒脈沖，用于歸檔 二次脈沖字，二次硫化卸壓時(shí)輸出5秒脈沖，用于歸檔 次數(shù)脈沖字節(jié)，當(dāng)二次硫化信號(hào)消失時(shí)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(kù)程序，S7-224的編程比較簡(jiǎn)單。需要注意的是符號(hào)定義，對(duì)符號(hào)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(kù)程序的編制難點(diǎn)在于對(duì)8臺(tái)機(jī)組進(jìn)行計(jì)時(shí)。信號(hào)輸入，每臺(tái)硫化機(jī)有2點(diǎn)輸入（壓力、二次硫化選擇）共16位一個(gè)字，時(shí)間設(shè)定采用間接尋址方法輸入地址，實(shí)際硫化時(shí)間也是采用間接尋址方法，輸出端不能輸入地址信號(hào)，是通過輸入端送入。對(duì)每臺(tái)設(shè)備的硫化時(shí)間的計(jì)時(shí)，由于庫(kù)程序無(wú)法使用計(jì)時(shí)器，筆者采用字加1的辦法實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，只要保證子程序每秒運(yùn)行一次，則該數(shù)字就是實(shí)際時(shí)間，時(shí)間單位為秒。 硫化機(jī)庫(kù)庫(kù)程序簡(jiǎn)介： 程序運(yùn)行，需要30個(gè)字節(jié)內(nèi)存保存運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)保存，每臺(tái)一個(gè)字，共16個(gè)字節(jié)。輸出報(bào)警狀態(tài)暫存2個(gè)字節(jié)，當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)保存，每臺(tái)2位，共16位2個(gè)字節(jié)。硫化次數(shù)保存，每臺(tái)一個(gè)字節(jié)，共8個(gè)字節(jié)。2次硫化次數(shù)不一致時(shí)的次數(shù)報(bào)警暫存1個(gè)字節(jié)。共29個(gè)字節(jié)，保留1個(gè)字節(jié)。其存儲(chǔ)器起始地址，由庫(kù)程序調(diào)用時(shí)定義。 以1＃－8＃硫化機(jī)為例，計(jì)時(shí)處理，IW0是輸入信號(hào)，VW2000是1＃一次硫化設(shè)定時(shí)間，VW2002是1＃二次硫化時(shí)間設(shè)定。VW2400是1＃一次實(shí)際硫化時(shí)間，VW2402是1＃二次實(shí)際時(shí)間。采用&vb2000和&vb2400輸入庫(kù)程序。在每次運(yùn)行，先將壓力信號(hào)移到LW29臨時(shí)寄存器，L29.0是1＃機(jī)壓力信號(hào)，L29.1是1＃機(jī)的二次硫化信號(hào)。只要有壓力信號(hào)就對(duì)計(jì)時(shí)保存字加1，并根據(jù)L29.1狀態(tài)分別將當(dāng)前時(shí)間送到實(shí)際時(shí)間地址中（間接尋址輸入程序）。當(dāng)實(shí)際時(shí)間到達(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，對(duì)提示位置1，一旦壓力信號(hào)為0時(shí)，提示位復(fù)位，同時(shí)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(yùn)行比較程序段，比較時(shí)間值，小于設(shè)定值或大于一定值輸出報(bào)警位，同時(shí)硫化次數(shù)加1。每循環(huán)一次，LW29右移2位，實(shí)際時(shí)間地址的間接尋址數(shù)加4。循環(huán)8次，可以對(duì)8臺(tái)硫化機(jī)處理完。 由于庫(kù)程序中要處理多種位信號(hào)和數(shù)字，在循環(huán)處理時(shí)，必需做到一一對(duì)應(yīng)，程序結(jié)束時(shí)，將當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、時(shí)間報(bào)警狀態(tài)，次數(shù)報(bào)警狀態(tài)及歸檔脈沖信號(hào)保留至?xí)捍鎯?nèi)存相應(yīng)地址中。在編制時(shí)，多次對(duì)試驗(yàn)后的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，造成內(nèi)容繁雜，有些內(nèi)容可以簡(jiǎn)化，但是在程序中，用了大量的臨時(shí)地址，一旦改動(dòng)輸入輸出的數(shù)量和數(shù)據(jù)格式，會(huì)造成L地址的變動(dòng)。鑒于現(xiàn)程序在實(shí)際應(yīng)用中工作正常，為避免產(chǎn)生差錯(cuò)，也就保留一下多余程序段。具體參見附件程序。 四． 項(xiàng)目運(yùn)行 系統(tǒng)于2006年5月投入工作，運(yùn)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(duì)所有設(shè)備進(jìn)行時(shí)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(shí)間，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，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(yīng)用體會(huì) 1． 對(duì)庫(kù)程序的編制有了更深刻的了解，在編制8臺(tái)硫化機(jī)的庫(kù)程序時(shí)，先對(duì)一臺(tái)進(jìn)行編程，然后再循環(huán)運(yùn)行。為了保證能一一對(duì)應(yīng)，先將信號(hào)輸入字，暫存臨時(shí)地址，每次均以L0.0和L0.1作為當(dāng)前信號(hào)輸入處理，并在每次循環(huán)時(shí)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(shí)作比較用。 2． 計(jì)時(shí)處理：庫(kù)程序不能采用定時(shí)器，就采用字加一來(lái)計(jì)時(shí)。定義庫(kù)程序每秒運(yùn)行一次，則字中的數(shù)字就是時(shí)間，單位是秒。為了對(duì)應(yīng)，硫化時(shí)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(shí)或出錯(cuò)。筆者采用定時(shí)中斷，100mS中斷一次，1秒為一個(gè)周期。子程序分時(shí)運(yùn)行，保證每100mS只運(yùn)行一個(gè)編號(hào)子程序，所有子程序每秒運(yùn)行一次。在實(shí)際使用中，其時(shí)間誤差為1秒。 3． 庫(kù)程序中需判斷信號(hào)輸入的首次和結(jié)束，庫(kù)程序無(wú)法采用邊沿指令，筆者采用信號(hào)輸入位與暫存信號(hào)位比較來(lái)確定。當(dāng)信號(hào)輸入位是1，暫存信號(hào)位是0，此時(shí)就是首次信號(hào)輸入，運(yùn)行首次程序段，并對(duì)暫存位置位。當(dāng)信號(hào)輸入位是0，暫存信號(hào)位是1，此時(shí)就是信號(hào)輸入結(jié)束，運(yùn)行結(jié)束程序段，并對(duì)暫存位復(fù)位。 4． 項(xiàng)目的硫化時(shí)間數(shù)據(jù)保存要求，對(duì)過程時(shí)間記錄毫無(wú)意義，只需要每次硫化結(jié)束時(shí)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(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)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(wù)器，對(duì)與200通訊有一個(gè)缺點(diǎn)。開始做試驗(yàn)時(shí)，用一臺(tái)S7-200只進(jìn)行數(shù)據(jù)移動(dòng)運(yùn)行，PC Access組態(tài)對(duì)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(yīng)速度很快。后將兩臺(tái)PLC的變量全部配置好，在公司進(jìn)行模擬運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行速度很慢，數(shù)據(jù)輸入到顯示要等上近20秒！反復(fù)檢查硬件和軟件都沒有問題，當(dāng)時(shí)幾乎想放棄使用PC Access改用別的OPC。直到后來(lái)訂貨的2臺(tái)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(yīng)問題。原來(lái)在以前試驗(yàn)時(shí)，只接了一臺(tái)PLC，PC Access在通訊時(shí)，對(duì)不存在的PLC通訊會(huì)反復(fù)進(jìn)行，大量的時(shí)間浪費(fèi)在這上面！建議PC Access應(yīng)能設(shè)定通訊重試間隔時(shí)間，并對(duì)每次通訊重發(fā)次數(shù)進(jìn)行限制。這樣會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用帶來(lái)方便。 六． 結(jié)束語(yǔ) 首次使用WinCC配PC Access，深感其使用方便，尤其是變量的導(dǎo)入，幾乎不需花費(fèi)時(shí)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(yīng)用條件，便于開發(fā)出更多的產(chǎn)品。