基于PROFIBUS總線(xiàn)的渦輪增壓器生產(chǎn)線(xiàn)數據采集系統的設計

　　3.2 上位機

　　采用HP ML350服務(wù)器和研華工控機作上位機，通過(guò)CP5613通訊卡使服務(wù)器與CPU412-2 相連，這樣PC與現場(chǎng)總線(xiàn)就連接成能完成組態(tài)、運行、操作等功能的完整的控制網(wǎng)絡(luò )系統。HP服務(wù)器監控軟件采用SIEMENS公司W(wǎng)INCC軟件，可實(shí)現生產(chǎn)任務(wù)的下達和結束、將生產(chǎn)數據存入指定的數據庫中、下線(xiàn)處理和設備故障清除。研華工控機采用自主開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)管理系統，主要完成產(chǎn)品清單、產(chǎn)品工藝、工單和工單工藝定制，并完成生產(chǎn)任務(wù)指令的下達，將工單工藝下載到TP270觸摸屏上，而且可以對生產(chǎn)數據進(jìn)行查詢(xún)，并生成相應的報表，Execel。

　　3.3 SIMATIC S7主站

　　作為DP主站，CPU位于控制中心。本系統選用CPU412-2模塊化PLC，它集成了PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)接口裝置，具有強大的處理能力(具有0.3ms處理1024語(yǔ)句的速度)。根據程序內容讀取總線(xiàn)上的所有I/O模塊的輸入輸出量并讀取CP340內字節數大于4的條碼放到相應的DB塊中。

　　3.4 從站(Slave A，B)

　　從站A包括2個(gè)EM277帶CPU226和1個(gè)IM153-2帶CP340。CPU226主要完成生產(chǎn)數據的采集并監制專(zhuān)機檢測設備的運行;CP340從條碼槍讀入條碼。

　　從站B包括12個(gè)西門(mén)子TP270-10觸摸屏。為數據采集、數據存入、下線(xiàn)處理和故障消息組態(tài)友好的人機交互界面，盡可能減少操作人員的軟故障,及時(shí)向操作工反映通訊故障。

　　4 軟件組態(tài)

　　STEP7組態(tài)：網(wǎng)絡(luò )配置分為軟件配置和硬件配置兩部分,軟件部分通過(guò)STEP7編程軟件對S7-400 CPU412-2DP進(jìn)行配置包括通訊速率,子站數量及站地址等。當軟件配置完成后,各接入的監控信號在CPU中的對應地址將會(huì )自動(dòng)生成。硬件配置主要是將ET200M子站的接口模塊IM153-2上的地址撥碼開(kāi)關(guān)設置成與軟件設置相同。因為是用CP340做從站讀入條碼槍的條碼,因此CP340必須選擇ASCII協(xié)議,還必須對此協(xié)議的起始終止位和奇偶較驗等參數進(jìn)行設置，并對CP340進(jìn)行驅動(dòng)程序下載。硬件組態(tài)如圖2所示。

　　圖2 硬件組態(tài)

　　在目前絕大多數的應用中，WinCC和PROTOOL都是作為生產(chǎn)過(guò)程的監控系統，完成數據記錄并生成歷史曲線(xiàn)，組態(tài)監控界面，生成報警信息等，而不參與生產(chǎn)過(guò)程的管理和數據的處理。但實(shí)際上，企業(yè)除了關(guān)心生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息外，更希望能將這些信息有機的存儲起來(lái)，在日后的產(chǎn)品追溯和產(chǎn)品研發(fā)中發(fā)揮更大的作用，本項目正好體現了這一點(diǎn)。

　　WinCC組態(tài)：這是整個(gè)系統的關(guān)鍵之一。本系統所有人機交互的信息都由WinCC來(lái)處理，包括：生產(chǎn)任務(wù)的下達、工藝參數的下達、生產(chǎn)任務(wù)的結束、數據存入、下線(xiàn)和數據覆蓋等操作，這些都與整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程緊密相關(guān)。WinCC自帶的變量記錄能夠周期地記錄每個(gè)標簽實(shí)時(shí)數據，并將這些數據存放在各自的標簽數據表內，各個(gè)標簽對應的數據表是相對獨立的;而項目要求將與一個(gè)產(chǎn)品相關(guān)的所有數據存放在一個(gè)產(chǎn)品數據表內，而且只需要測量點(diǎn)的數據，顯然變量記錄這個(gè)功能不能滿(mǎn)足這個(gè)要求。但WinCC提供的全局腳本為我們提供了實(shí)現的工具。通過(guò)編寫(xiě)動(dòng)作腳本直接與產(chǎn)品數據庫進(jìn)行數據交流，可將一組相關(guān)數據存入到產(chǎn)品數據表里。動(dòng)作模塊里的腳本是定時(shí)執行的，每段腳本都有各自的定時(shí)器。如果用時(shí)鐘定時(shí)器作為觸發(fā)腳本的定時(shí)器，則數據庫里數據永遠是當前的數據，而不是檢測點(diǎn)的數據。在這里我們采用變量定時(shí)器來(lái)模仿按鈕點(diǎn)擊事件，即使用二進(jìn)制變量，在變量變化且在上升沿時(shí)(變量=1)時(shí)執行腳本，同時(shí)在腳本結束時(shí)將該變量復位;這個(gè)變量的置位分散在各個(gè)觸膜屏上。采集數據的存入動(dòng)作程序流程圖如圖3所示。

　　圖3 存入動(dòng)作的程序流程圖