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PLC－DCS在紙板生產(chǎn)自動(dòng)化系統中的應用
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時(shí)間：2014-02-22
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2．2通信網(wǎng)絡(luò )
由于在分散控制系統中廣泛采用了多處理機的結構，所以處理機之間的數據通信變得極其重要。
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)作為自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。它適應了工業(yè)控制系統向分散化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的發(fā)展方向。 Profitbus是唯一的全集成H1(過(guò)程)和H2(工廠(chǎng)自動(dòng)化)現場(chǎng)總線(xiàn)解決方案，是一種不依賴(lài)于廠(chǎng)家的開(kāi)發(fā)式現場(chǎng)總線(xiàn)標準，它可廣泛應用于制造加工、過(guò)程和建筑自動(dòng)化領(lǐng)域。在該監控系統中，現場(chǎng)級3個(gè)PLC站之間利用Profitbus進(jìn)行數據通信，實(shí)現了紙板生產(chǎn)線(xiàn)狀態(tài)數據的采集和控制信號的傳遞。
Ethernet以太網(wǎng)最初是由Xeroex在20世紀70年代開(kāi)發(fā)的—種連網(wǎng)傳輸方法，后來(lái)由Xeroex、數字設備公司(DEC)和 Intel改進(jìn)。這種靈活的技術(shù)可以運行在各種網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)上，并在合理的開(kāi)銷(xiāo)下提供很好的容量。到目前為止，以太網(wǎng)是用于局域網(wǎng)的最流行的邏輯拓撲結構。在該監控系統中，控制級操作站之間和管理級終端機之間采用Ethernet進(jìn)行數據通信。實(shí)現了各操作站間的相互冗余備用以及管理數據的存取。
DCS各級之間的通信一直以來(lái)是工程技術(shù)人員關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)之一。該系統采用VIPA公司PC-CPU 288L自帶的Ethernet端口很好的解決了現場(chǎng)級到控制級之間的通信問(wèn)題。實(shí)現了現場(chǎng)實(shí)時(shí)數據向上輸送和控制級信號的向下傳遞。由于控制級和管理級同時(shí)采用Ethernet，因此它們之間直接用集線(xiàn)器(HUB)相連，進(jìn)行相互通信。
該監控系統中，將以太網(wǎng)(Ethernet)與現場(chǎng)總線(xiàn)相結合實(shí)現了PLC站之間、操作站之間、管理終端之間以及現場(chǎng)級、控制級、管理級之間的數據通信。
3軟件設計
系統軟件采用CONTROL LAB軟件包，其層次結構如圖2。?
現場(chǎng)級V200 CPU站采用了快速可預測實(shí)時(shí)內核，其周期性工作的時(shí)間穩定性(Jitter-Time)可達2微秒(300MHZ CPU)。 PLC和硬件模塊及現場(chǎng)總線(xiàn)的數據交換均在實(shí)時(shí)任務(wù)中進(jìn)行，保證了這類(lèi)數據交換在操作系統中的延時(shí)不超過(guò)幾個(gè)微秒?？刂迫蝿?wù)作為實(shí)時(shí)任務(wù)執行，其最短工作周期可達0．01毫秒。
PLC監控程序采用圖形化組態(tài)工具ControlChart編制，該工具是一種基于IEC1131-3流程圖形語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)式控制軟件，符合工業(yè)標準。工程師在控制級操作站上即可利用現成模塊進(jìn)行自由組合、在線(xiàn)觀(guān)察和調試，極大地縮短了控制系統的調試時(shí)間。瓦楞紙板流水線(xiàn)的控制任務(wù)主要進(jìn)行線(xiàn)上各機組運行速度協(xié)調。速度調節中粘合機作為主機，過(guò)膠機、修邊機、橫切機和堆疊機與主機同步運行。該監控系統速度控制流程圖如圖3所示。
ZJL、DJL、DDCL和SJCL分別對應紙漿量(瓦楞機)、堆積量、訂單產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量，根據以上量的測量數值對粘合機和瓦楞機速度進(jìn)行相應的調節。
在控制級和管理級軟件基于WINDOWS NT平臺，采用易學(xué)易用的Visual Basic6．0進(jìn)行編程，其中采用ActiveX、OPC、 TCP／IP等國際通用技術(shù)和標準，用戶(hù)可以極方便的與其他軟件系統進(jìn)行自由通訊和進(jìn)行功能擴展?？刂萍壊僮髡緳z測畫(huà)面主要有總操作圖、瓦楞機監測圖、粘合機檢測圖、過(guò)膠機監測圖、修邊機監測圖和橫切機監測圖。管理級終端包括訂單管理畫(huà)面和出貨管理畫(huà)面等。
4系統功能
在軟硬件基礎上實(shí)現的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)監控系統功能如圖3所示。監控系統功能分為監控和管理功能。監控主要是工況顯示和生產(chǎn)操作，管理主要是訂單管理和出貨管理。
4．1工況顯示
在控制級的操作站以及管理級的終端機中顯示現場(chǎng)采集來(lái)的生產(chǎn)線(xiàn)狀態(tài)數據，主要包括：生產(chǎn)中的紙板品種，尺寸規格；現時(shí)各機組生產(chǎn)速度、電機電流；瓦楞機原紙堆積量；粘合機出紙量、各段溫度；現時(shí)的實(shí)切張數，訂單的總張數，還欠實(shí)際張數；成品，不良產(chǎn)品的數量(不良品人工輸入)原紙剩余長(cháng)度等。顯示方式包括數字、柱狀圖和趨勢圖等。在此基礎上進(jìn)行速度、電流、溫度、堆積量等過(guò)限報警。
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