基于PC+PLC等離子熔射自動(dòng)控制系統設計
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等離子熔射系統由西門(mén)子S7-300型PLC作為現場(chǎng)設備控制核心，實(shí)現對現場(chǎng)設備控制，整個(gè)工藝過(guò)程動(dòng)作控制和現場(chǎng)數據采樣。PLC內部程序分為手動(dòng)控制和自動(dòng)運行兩個(gè)部分，可分別響應控制面板上按鈕動(dòng)作和上位機發(fā)來(lái)的控制指令。
PLC程序采用Step7進(jìn)行設計，主要過(guò)程包括：首先在Step7中建立一個(gè)新工程SprayControl，然后插入SIMATIC 300 Station，根據PLC硬件配置及模板物理安裝位置進(jìn)行硬件組態(tài)。其次插入Simatic PC Station，在其中插入OPC Server和CP5611。在OPC Server的Connections中基于MPI網(wǎng)絡(luò )建立PC Station與Simatic 300 Station之間網(wǎng)絡(luò )連接。MPI網(wǎng)絡(luò )建立成功后，可以在OPC Server中Symbols列表中看到PLC中CPU單元內設計的所有的數字量、模擬量和數據塊等各種變量。基于MPI方式進(jìn)行組網(wǎng)后的網(wǎng)絡(luò )連接圖如圖3所示。最后基于SimaticNet軟件建立名稱(chēng)Spray的OPC服務(wù)器，這樣就可以通過(guò)OPC客戶(hù)端程序訪(fǎng)問(wèn)PLC中變量。
圖3 基于MPI方式組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )連接圖
PLC中運行程序集中在S7 Program中Blocks里，主要模塊包括系統主控模塊OB1，負責調用其他功能塊等。然后分別設計針對送粉器控制、工作轉臺控制、機器人故障處理、系統故障處理等功能塊，供主控塊調用。為了確保PLC程序安全執行，必須增加對象塊OB80、OB82、OB85分別實(shí)現對模板診斷錯誤和超時(shí)錯誤處理，OB121和OB122響應同步錯誤。設計過(guò)程中可以按照變量分類(lèi)或者針對某一功能塊設計專(zhuān)用數據塊，將控制系統中的變量統一分組管理。
4 結束語(yǔ)
本文開(kāi)發(fā)了一套基于PC+PLC等離子熔射自動(dòng)控制系統。經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證，系統具有良好的抗干擾能力，能夠適應等離子熔射工藝需求，為該工藝由技術(shù)轉化為生產(chǎn)力奠定了一定基礎。同時(shí)PC作為上位機提供了良好的人機界面與有效的系統監控和管理，PLC作為下位機執行可靠現場(chǎng)控制，保證了系統運行穩定性。該控制系統可以方便地與機器人、其他執行機構或者生產(chǎn)線(xiàn)等配套組成等離子熔射系統。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：本文結合PC+PLC進(jìn)行等離子熔射控制系統設計，集成了PLC在惡劣的熔射環(huán)境下性能穩定的特點(diǎn)和PC能夠進(jìn)行圖像處理與復雜算法運算的優(yōu)勢，基于OPC協(xié)議實(shí)現PC與PLC之間的通訊，保證了過(guò)程控制中多變量信息采集、傳輸和處理的實(shí)時(shí)性。該自動(dòng)控制系統為提高等離子熔射皮膜成形性和成形質(zhì)量奠定了基礎。
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