【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)絡控制變頻器、調節(jié)電機轉速，利用iFIX數(shù)據(jù)庫技術將報警信息寫入EXCEL表格中，創(chuàng)建報警信息的每日報表。

【關鍵詞】A-B PLC  DeviceNet網(wǎng)絡 iFIX 報警報表

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可以方便改善配方，能夠在不影響煙葉質量的情況下有效地減焦、降耗，是一項綠色環(huán)保的高新技術。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。合適的烘箱溫度對于維持煙葉的口感、質量是至關重要的。生產(chǎn)線的穩(wěn)定，及時發(fā)現(xiàn)以及排除故障，在高度自動化的生產(chǎn)過程中是非常必要的；方便快捷的查詢故障發(fā)生地點，及時準確的了解故障的發(fā)生原因，對于生產(chǎn)線的持續(xù)高效的運行，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，并且沒有一個及時準確的報警系統(tǒng)，需要加以改造。
2 系統(tǒng)整體構成
     新增烘箱生產(chǎn)線系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測控制設備、PLC子站、上位操作機三部分組成。整條煙葉生產(chǎn)線采用的是美國羅克韋爾（ROCKWELL）自動化公司的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)原貌與可擴展性，本次改造采用AB PLC的1734ADN POINT I/O模塊把現(xiàn)場的檢測和控制設備組建成為一個新的子網(wǎng)，在原有主網(wǎng)絡中的DeviceNet模塊1756-DNB的基礎上，組建了一個新的DeviceNet子站。
鉑電阻PT100檢測烘箱溫度，經(jīng)電流變送器轉換成4-20mA標準電流信號輸入至PLC，經(jīng)PLC處理后，在上位機實時顯示，同時輸出轉速至變頻器，控制排風機和送風機轉速。排風機和送風機電機采用Schneider公司的Altivar 71變頻器控制。送風機將經(jīng)由暖氣片加熱的熱氣吹進烘箱，給烘箱加熱；排風機將烘箱內的暖風抽出，以達到使烘箱降溫的目的。正常工作時，排風機、送風機工作于低速狀態(tài)；溫度高于設定值時，排風機高速運行，送風機低速；溫度低于設定值時，排風機轉為低速，送風機高速運行。烘箱控制系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示。

圖1 烘箱控制系統(tǒng)硬件結構圖

      上位系統(tǒng)由GE FANUC公司的iFIX組態(tài)軟件構建。iFIX是全球領先的HMI/SCADA自動化監(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、易于擴展的報警系統(tǒng)可報告系統(tǒng)活動及系統(tǒng)潛在的問題，保障系統(tǒng)安全運行。iFIX分布式報警管理提供多種報警管理功能，內嵌VBA腳本功能。本系統(tǒng)便是利用iFIX強大的VBA腳本，通過ODBC訪問iFIX的報警數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)實時以及歷史數(shù)據(jù)的查詢、確認。
3 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
      當溫度變化時，PT100阻值隨著變化，其阻值經(jīng)電流變送器后，轉換為標準4-20mA電流信號，輸入1734 IE2C模擬量輸入模塊后，經(jīng)A/D轉換成PLC內部的數(shù)字量信號。常見的情況是，轉換而成的數(shù)字量信號的上下限是由PLC廠商所規(guī)定的，不同的PLC上下限是不同的。這樣當用戶使用不同廠商的PLC模擬量模塊時，就需要記憶不同的上下限，十分地不方便。為方便用戶使用，減小用戶記憶的負擔，A-B系列PLC的模擬量模塊可以根據(jù)用戶需要，方便地調整輸入信號所對應的數(shù)字量的上下限。在Rockwell的配套編程軟件RSNetWorx中，可以在1734IE2C的屬性設置中，更改電流信號所對應的數(shù)字量上下限。

圖2 1734 IE2C的網(wǎng)絡組態(tài)

      由圖2中參數(shù)7（Input Range #0）可知，這里，模擬量通道0輸入的信號為4-20mA標準電流（用戶可以根據(jù)自己的需要更改），即參數(shù)11（Low Scaling #0）對應4mA電流信號；相應的，參數(shù)13（High Scaling #0）則對應20mA電流信號。若要改變模擬量通道0所對應的數(shù)字量信號上下限，用戶可以更改參數(shù)11，參數(shù)13的當前值（Current Value）。這樣，只需要對輸入信號作簡單的線性變換，便可得到實際值。
      Altivar 71變頻器已設計為能夠應用于所有的通信網(wǎng)絡，滿足工業(yè)通信設備環(huán)境中可能遇到的所有配置要求。DeviceNet網(wǎng)絡通訊卡，可以完成協(xié)議轉換，將變頻器內部的MODBUS協(xié)議轉換為A-B PLC的DeviceNet協(xié)議，這樣變頻器對于DeviceNet網(wǎng)絡是透明的，能夠在DeviceNet網(wǎng)絡中組態(tài)。于是便可以在上位機中按照工藝要求，通過網(wǎng)絡控制變頻器，改變電機轉速。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)，實現(xiàn)對變頻器的網(wǎng)絡控制。為了與其他品牌的變頻器實現(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（擴展速度控制輸出）和組件71（擴展速度控制輸入）。變頻器必須以獨立模式的Drivecom配置文件配置。DeviceNet卡會將命令、行為和監(jiān)測信息從ODVA配置文件（網(wǎng)絡上）轉譯至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輸出實際速度。圖為選用輸出組件21時，變頻器控制參數(shù)字節(jié)各位的含義。由于采用網(wǎng)絡控制，基準由端子提供，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)，將速度設定值寫入變頻器。

      
圖5 變頻器控制參數(shù)和速度值設定

      iFix是GE FANUC公司提供的先進的工業(yè)自動化軟件，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)線的安全運行，可以記錄操作員操作信息，當事故發(fā)生時，可以在歷史報警數(shù)據(jù)庫中查詢產(chǎn)生錯誤操作的用戶信息。
      iFix的報警控件只能實時顯示當前未確認的報警，如果要查詢歷史報警，則需要使用iFIX的報警數(shù)據(jù)庫了。iFIX的報警服務需要用戶提前建立一個報警數(shù)據(jù)庫，然后將該數(shù)據(jù)庫與iFIX的報警服務相關聯(lián)，當報警發(fā)生時，便將報警信息存入報警數(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中添加一個名為ALARM的數(shù)據(jù)庫，以記錄系統(tǒng)運行過程中發(fā)生的報警信息。

圖6 報警數(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報警數(shù)據(jù)庫報警服務配置。將我們建立的報警數(shù)據(jù)庫ALARM與iFIX建立聯(lián)系。在iFIX的系統(tǒng)配置SCU中，啟用報警ODBC服務，修改ODBC報警服務配置，打開如圖7所示的窗口。

圖7 iFIX ODBC報警服務配置

      這樣，當報警發(fā)生時，報警信息便會自動寫入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)庫的中的歷史報警信息。但是，IFIX數(shù)據(jù)庫中的報警信息并不能自動生成每日報警報表，而是將所有數(shù)據(jù)寫入報警數(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強大的VBA腳本功能，通過編程來將每日的報警數(shù)據(jù)寫入Excel表格中永久保存，生成報警數(shù)據(jù)的每日報表。在iFIX中建立基于事件的調度，當報警發(fā)生時，打開報警數(shù)據(jù)庫，引用Excel對象，自動檢測當日的報表是否存在。如果不存在，則創(chuàng)建當日報表，否則直接打開報表，在報表尾部追加新的報警信息，完成報警報表的創(chuàng)建及數(shù)據(jù)更新。其中打開報警數(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含量，通過變頻控制靈活的控制電機轉速，當有報警發(fā)生時能夠迅速準確的定位報警發(fā)生點，為操作人員及時有效排除故障，了解設備的歷史運轉情況提供可靠的依據(jù)。

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